説明

偏光子保護フィルム、偏光板、および液晶表示装置

【課題】 近年の液晶表示装置において、表示し得る色が視野角によって変化するという問題を解消しうる偏光子保父後フィルムを提供する。
【解決手段】 熱可塑性樹脂と微粒子とを含有する偏光子保護フィルムであって、拡散度(ゴニオメーターで前記偏光子保護フィルムに垂直方向から光を入射した場合に、0°出射光に対する30°出射光の割合)が0.3%以下であり、式1で示される直進光の波長選択性が1.001〜1.600である偏光子保護フィルムである。
(式1)
直進光の波長選択性=((685nm光の直進光透過率)/(685nm光の全透過率))/((470nm光の直進光透過率)/(470nm光の全透過率))

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透過光分布に波長選択性があり、液晶表示装置の輝度を損なうことなく、液晶表示装置の視野角による色調の変化を抑える効果のある偏光子保護フィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、パソコン用モニター、携帯端末、テレビなどに用いられる表示装置として、液晶表示装置が、薄型、軽量、且つ消費電力が小さいことから広く使用されてきている。液晶表示装置は、面発光するバックライトとその上に2枚の基板に液晶セルが挟まれた構造を持つ液晶パネルが設けられている。この液晶セルは、液晶分子の配向状態の違いで、ON、OFF表示を行い、その液晶セルを構成する液晶分子の種類に応じて、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、VA(Vertically Aligned)、STN(Super Twisted Nematic)等の表示モードが提案されている。しかしながら、この液晶表示装置の課題の一つとして、観察方向によって色調が変化するという現象がある。これは、液晶セルの透過率には角度依存性と波長依存性があることが起因している。
【0003】
たとえば、液晶分子のねじれ角が、90°のTNモードの液晶表示装置においては、視野角または、波長によって光の透過率が異なるという問題点があり、視野角が大きくなるにつれて、短波長側の透過率が長波長側の透過率に比べて相対的に低くなる傾向がある。つまり、正面方向からの見た場合は全体的に青みを帯びた色調となり、視野角が大きくなるほど黄色味が強くなるという問題があった。
【0004】
このような視野角による色調に関わる問題を解消するために、液晶層に色補償用の二色性色素を添加する方法(特許文献1)や、形状異方性の粒子を添加したフィルムを用いる方法(特許文献2)等が提案されている。
【0005】
しかしながら、これらの方法は高価な色素や異方性粒子を添加することから、不経済であるだけでなく、製造時にその添加剤の分散性や配向性を制御することは容易ではなく、実用化するには困難が伴っていた。また、これらの方法では、液晶表示装置の輝度が低下してしまうという問題も生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許3974217号公報
【特許文献2】特開2004−341308号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、液晶表示装置の輝度を損なうことなく、液晶パネルの視野角の変化による色調変化を抑制することのできる偏光子保護フィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、熱可塑性樹脂と微粒子とを含有する偏光子保護フィルムであって、拡散度(ゴニオメーターで前記偏光子保護フィルムに垂直方向から光を入射した場合に、0°出射光に対する30°出射光の割合)が0.3%以下であり、式1で示される直進光の波長選択性が1.001〜1.600である偏光子保護フィルムである。
(式1)
直進光の波長選択性=((685nm光の直進光透過率)/(685nm光の全透過率))/((470nm光の直進光透過率)/(470nm光の全透過率))
本発明の偏光板は前記本発明の偏光子保護フィルムを含む。
【0009】
また、本発明の液晶表示装置は前記本発明の偏光子保護フィルムを含む。
【発明の効果】
【0010】
以上説明したように、本発明の偏光子保護フィルムによれば、液晶表示装置の輝度を損なうことなく、液晶パネルの視野角の変化による色調変化を低減し、あらゆる視野角においても良好な視認性を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の偏光子保護フィルムが用いられる液晶表示装置の1例の説明図である。
【符号の説明】
【0012】
1 :白色LED
2 :反射シート
3 :導光板
4 :マイクロレンズシート
5 :プリズムシート
6 :偏光子保護フィルム
7 :偏光子
8 :偏光子保護フィルム
9 :液晶セル
10 :偏光子保護フィルム
11 :偏光子
12 :偏光子保護フィルム
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書において「A〜B」は、A以上B以下であることを示す。
【0014】
本発明は液晶パネルの視野角の変化による色調変化を抑制することのできる偏光子保護フィルムに関する。本発明の偏光子保護フィルムは熱可塑性樹脂と微粒子を含む。
【0015】
<熱可塑性樹脂>
本発明の偏光子保護フィルムに含まれる構成する熱可塑性樹脂は、特に制限されない。例えば、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、ポリ(p−メチルスチレン)などのスチレン系樹脂;MS樹脂(メチルメタクリレートとスチレンの共重合体);ポリカーボネート樹脂;ノルボルネン系樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンなどのポリオレフィン樹脂;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂などのハロゲン含有樹脂;ポリエチレンテレフタレート、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などのポリエステル;;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610などのポリアミド;トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリフェニレンオキシド樹脂;ポリフェニレンスルフィド樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹脂;ポリエーテルニトリル樹脂;ポリサルホン樹脂;ポリエーテルサルホン樹脂;ポリオキシペンジレン樹脂;ポリアミドイミド樹脂等が挙げられ、これらのうち2種以上の混合樹脂などを用いることができる。好適にはアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、セルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂が用いられる。中でも、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース系樹脂が好ましく、特にアクリル系樹脂は、透明性、高い光線透過率や低い屈折率の波長依存性などの優れた光学特性や加工性に優れているため、偏光子保護フィルム用の樹脂として特に好ましい。
【0016】
前記熱可塑性樹脂は、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;耐光安定剤、耐候安定剤、熱安定剤等の安定剤;ガラス繊維、炭素繊維等の補強材;フェニルサリチレート、(2,2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤;近赤外線吸収剤;トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、トリアリルホスフェート、酸化アンチモン等の難燃剤;アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤等の帯電防止剤;無機顔料、有機顔料、染料等の着色剤;有機フィラーや無機フィラー;アンチブロッキング剤;樹脂改質剤;有機充填剤や無機充填剤;可塑剤;滑剤;帯電防止剤;難燃剤;位相差低減剤等が挙げられる。
【0017】
熱可塑性樹脂における添加剤の含有割合は、特に限定されないが、好ましくは0〜5質量%、より好ましくは0〜2質量%、さらに好ましくは0〜0.5質量%である。
【0018】
前記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、サリシケート系化合物、ベンゾエート系化合物、トリアゾール系化合物およびトリアジン系化合物等が挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、2,4−ジーヒドロキシベンゾフェノン、4−n−オクチルオキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、1,4−ビス(4−ベンゾイル−3−ヒドロキシフェノン)−ブタン等が挙げられる。サリシケート系化合物としては、p−t−ブチルフェニルサリシケート等が挙げられる。ベンゾエート系化合物としては、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。また、トリアゾール系化合物としては、2,2’−メチレンビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール]、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−p−クレゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−ベンゾトリアゾール−2−イル−4,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、メチル3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(直鎖及び側鎖ドデシル)−4−メチルフェノール、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ−C7−9側鎖及び直鎖アルキルエステルが挙げられる。さらに、トリアジン系化合物としては、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシエトキシ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス「2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル」−6−(2,4−ジブトキシフェニル)−1,3−5−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−[2−ヒドロキシ−4−(3−アルキルオキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)−5−α−クミルフェニル]−s−トリアジン骨格(アルキルオキシ;オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシなどの長鎖アルキルオキシ基)を有する紫外線吸収剤が挙げられる。市販品としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤として「チヌビン1577」「チヌビン460」「チヌビン477」(チバスペシシャリティーケミカルズ社製)、トリアゾール系紫外線吸収剤として「アデカスタブLA−31」(旭電化工業社製)等が挙げられる。
【0019】
これらは単独で、または2種類以上の組み合わせて使用することができる。前記紫外線吸収剤の配合量は特に限定されないが、熱可塑性樹脂を主成分とする層中に0.01〜25質量%であることが好ましく、さらに好ましくは0.05〜10質量%である。添加量が少なすぎると耐候性向上の寄与が低く、また多すぎると機械強度の低下や黄変を引き起こす場合がある。
【0020】
前記着色剤としては、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 発行)においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物が挙げられる。例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6などであり、これらの添加量は色調抑制の程度により適宜調整すればよい。
【0021】
本発明の偏光子保護フィルムに含まれる熱可塑性樹脂に好適に使用される前記アクリル系樹脂は、アクリル系重合体を含む。アクリル系樹脂におけるアクリル系重合体の含有率は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、特に好ましくは90質量%以上、最も好ましくは95質量%以上である。
【0022】
なお、本明細書における「樹脂」は「重合体」よりも広い概念である。樹脂は、例えば1種または2種以上の重合体からなってもよいし、必要に応じて、重合体以外の材料、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、フィラーなどの添加剤、相溶化剤、安定化剤などを含んでいてもよい。
【0023】
前記アクリル系重合体としては、任意の適切なアクリル系重合体を採用し得る。アクリル系重合体としては、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を含む公知のアクリル系重合体を使用できる。アクリル系重合体の(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位の含有率の合計は、10質量%以上が好ましく、より好ましくは30質量%以上、さらに特に好ましくは50質量%以上、さらに特に好ましくは70質量%以上である。また、アクリル系重合体は、環構造を有する単量体との共重合や重合後の環化反応などにより主鎖に環構造を導入してもよい。この場合、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位および環構造の合計が全構成単位の50質量%以上であれば、アクリル系重合体とする。
【0024】
(メタ)アクリル酸エステルは、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸2−クロロエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、などの各単量体に由来する構成単位である。アクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸メチル単位を有することが特に好ましく、この場合、成形品の光学特性と熱安定性が向上する。アクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単位として、これらの構成単位を2種以上有していてもよい。
【0025】
前記アクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単位以外の構成単位を有していてもよい。このような構成単位は、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、α−ヒドロキシメチルスチレン、α−ヒドロキシエチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、酢酸ビニル、2−ヒドロキシメチル−1−ブテン、メチルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾールなどの単量体に由来する構成単位である。アクリル系重合体は、これらの構成単位を2種以上有していてもよい。N−ビニルピロリドンやN−ビニルカルバゾールを用いた場合には、得られる光学フィルムの波長分散性を制御することが可能となり、例えば、主鎖の環構造などと組み合わせることにより、逆波長分散性を有する正の位相差フィルムとして使用することも出来る。
【0026】
環化反応により主鎖に環構造を導入する場合、アクリル系重合体は重合時に水酸基やカルボン酸基を有する単量体を共重合することが好ましい。具体的には、水酸基を有する単量体として、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸イソプロピル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸ブチル、2−(ヒドロキシエチル)アクリル酸メチル、メタリルアルコール、アリルアルコール、また、カルボン酸基を有する単量体として(メタ)アクリル酸単位は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸、2−(ヒドロキシエチル)アクリル酸などの単量体に由来する構成単位が挙げられる。これらの単量体を2種類以上共重合有していてもよい。水酸基やカルボン酸基を有する単量体は環化反応により環構造へと変化するが、主鎖に環構造を有するアクリル系重合体に未反応の水酸基やカルボン酸基を有する単量体由来の構成単位が含まれていてもよい。
【0027】
前記アクリル系重合体の重量平均分子量は、好ましくは10,000〜500,000、より好ましくは50,000〜300,000である。
【0028】
アクリル系樹脂は、前記アクリル系重合体以外に、他の熱可塑性樹脂を含有していてもよい。他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)等のオレフィン系重合体;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩素化ビニル樹脂等のハロゲン化ビニル系重合体;ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系重合体;ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等のスチレン系重合体;ポリエチレンテレフタレート、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等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴム、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂等のゴム質重合体等が挙げられる。スチレン系重合体を含有する場合には、スチレン系重合体の含有割合に応じて、光学フィルムに負の位相差を付与することが可能となり、負の位相差フィルムとして使用できる。例えば、また、主鎖に環構造を有するアクリル系重合体の正の位相差を、スチレン系重合体の負の位相差で打ち消すことで、低位相差の偏光子保護フィルムが得られる。スチレン系重合体では、アクリル系重合体との相溶性から、特にスチレン−アクリロニトリル共重合体が好ましい。また、光学フィルムに負の位相差(または低位相差)と可とう性の両方を付与できるため、ABS樹脂やASA樹脂も好ましい。
【0029】
アクリル系樹脂における他の熱可塑性樹脂の含有割合は、好ましくは0〜50質量%、より好ましくは0〜40質量%、さらに好ましくは0〜30質量%、特に好ましくは0〜20質量%である。
【0030】
前記アクリル系樹脂の具体例としては、例えば、三菱レイヨン社製のアクリペットVHやアクリペットVRL20A、分子内架橋や分子内環化反応により得られる高Tgアクリル系樹脂が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂のTg(ガラス転移温度)は、好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上、さらに好ましくは115℃以上、特に好ましくは120℃以上である。また、前記熱可塑性樹脂の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。
【0031】
前記アクリル系重合体は、特に限定されないが、主鎖に環構造を有することが好ましい。主鎖が環構造を有することにより、得られる光学フィルムの耐熱性や硬度が向上する。また、光学フィルムに位相差を付与できるため、位相差フィルムや位相差フィルムの機能を有する偏光子保護フィルムとしての使用が可能となる。
【0032】
主鎖の環構造としては、シクロヘキシルマレイミド、メチルマレイミド、フェニルマレイミド、ベンジルマレイミドなどのN−置換マレイミド、または、無水マレイン酸を共重合してN−置換マレイミド由来の環構造や無水酸無水物由来の環構造を導入してもよいし、重合後の環化反応により、主鎖にラクトン環構造、グルタル酸無水物構造、グルタルイミド構造、N−置換マレイミド由来の環構造などを導入してもよい。耐熱性からは、ラクトン環構造、環状イミド構造(N−アルキル置換マレイミド由来の環構造やグルタルイミド環など)および環状酸無水物構造(無水マレイン酸由来の環構造やグルタル酸無水物など)を有するものが好ましい。樹脂に正の固有複屈折を付与し、結果として、得られる光学フィルムに正の位相差を付与できることから、ラクトン環構造、グルタルイミド環構造およびグルタル酸無水物構造が好ましい。この中では、波長依存性などの光学特性から、主鎖にラクトン環構造を持つものが特に好ましい。
【0033】
主鎖のラクトン環構造に関しては、4〜8員環でもよいが、構造の安定性から5〜6員環の方がより好ましく、6員環が更に好ましい。また、主鎖のラクトン環構造が6員環である場合、主鎖にラクトン環構造を導入する前の重合体を合成する上において重合収率が高い点や、ラクトン環構造の含有割合の高い重合体を得易い点、更にメタクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸エステルとの共重合性が良い点で、下記一般式(1)で表される構造であることが好ましい。
【0034】
【化1】

【0035】
(式中、R、R、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。有機残基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などの炭素数が1〜20の範囲のアルキル基;エテニル基、プロペニル基などの炭素数が1〜20の範囲の不飽和脂肪族炭化水素基;フェニル基、ナフチル基などの炭素数が1〜20の範囲の芳香族炭化水素基;前記アルキル基、前記不飽和脂肪族炭化水素基および前記芳香族炭化水素基において、水素原子の一つ以上が水酸基、カルボキシル基、エーテル基およびエステル基から選ばれる少なくとも1種の基により置換された基;である。)
アクリル系重合体が主鎖に環構造を有する場合、環構造の含有率は特に限定されないが、通常、5〜90質量%であり、10〜70質量%が好ましく、10〜60質量%がより好ましく、10〜50質量%がさらに好ましい。前記含有率が過度に小さくなると、樹脂を成形して得た樹脂成形品の耐熱性が低下したり、耐溶剤性および表面硬度が不十分となることがある。一方、前記含有率が過度に大きくなると、樹脂の成形性、ハンドリング性が低下する。
【0036】
主鎖にラクトン環構造を有する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号公報などに記載の、ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂が挙げられる。
【0037】
主鎖にグルタル酸無水物構造を有するアクリル系樹脂としては、特開2006−283013号公報、特開2006−335902号公報、特開2006−274118号公報などに記載の、グルタル酸無水物構造を有するアクリル系樹脂が挙げられる。
主鎖にグルタルイミド構造を有するアクリル系樹脂としては、特開2006−309033号公報、特開2006−317560号公報、特開2006−328329号公報、特開2006−328334号公報、特開2006−337491号公報、特開2006−337492号公報、特開2006−337493号公報、特開2006−337569号公報、特開2007−009182号公報などに記載の、グルタルイミド構造を有するアクリル系樹脂が挙げられる。
【0038】
本発明の偏光子保護フィルムに含まれる熱可塑性樹脂に好適に使用されるセルロース系樹脂は、特に限定はされず、例えば芳香族カルボン酸エステル等も用いられるが、光学特性等の得られるフィルムの特性を鑑みると、セルロースの低級脂肪酸エステルを使用するのが好ましい。本発明においてセルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは炭素原子数が5以下の脂肪酸を意味し、例えばセルロースアセテート(酢酸セルロース、好ましくはセルローストリアセテート)、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースピバレート等がセルロースの低級脂肪酸エステルの好ましいものとして挙げられる。力学特性と溶融製膜性の双方を両立させるために、セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレート等のように混合脂肪酸エステルを用いてもよい。
【0039】
セルロース系樹脂は50000〜150000の数平均分子量(Mn)を有することが好ましく、55000〜120000の数平均分子量を有することが更に好ましく、60000〜100000の数平均分子量を有することが最も好ましい。また、100000〜300000の重量平均分子量(Mw)を有することが好ましく、100000〜250000の重量平均分子量を有することが更に好ましく、120000〜200000の重量平均分子量を有することが最も好ましい。さらには、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)比が1.3〜5.5のものが好ましく用いられ、特に好ましくは1.5〜5.0であり、更に好ましくは1.7〜4.0であり、更に好ましくは2.0〜3.5のセルロース系樹脂が好ましく用いられる。なお、Mn及びMw/Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出した。
【0040】
本発明で用いられるセルロース系樹脂の原料セルロースは、木材パルプでも綿花リンターでもよく、木材パルプは針葉樹でも広葉樹でもよいが、針葉樹の方がより好ましい。製膜の際の剥離性の点からは綿花リンターが好ましく用いられる。これらから作られたセルロース系樹脂は適宜混合して、或いは単独で使用することができる。
【0041】
セルロース系樹脂は、例えば、原料セルロースの水酸基を無水酢酸を用いて常法によりアセチル基に置換することで得られる。このようなセルロース系樹脂の合成方法は、特に限定はないが、例えば、特開平10−45804号或いは特表平6−501040号に記載の方法を参考にして合成することができる。
【0042】
本発明の偏光子保護フィルムに含まれる熱可塑性樹脂に好適に使用される前記ポリカーボネート樹脂は、二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重縮合法または溶融法で反応させて得られるものである。二価フェノールの代表的な例としては2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン[通称ビスフェノールA]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)サルファイド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン等が挙げられ、なかでもビスフェノールAが好ましい。これらの二価フェノールは単独または2種以上を混合して使用できる。
【0043】
カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート等が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
【0044】
上記二価フェノールとカーボネート前駆体を界面重縮合法または溶融法によって反応させてポリカーボネート樹脂を製造するに当っては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二価フェノールの酸化防止剤等を使用してもよい。またポリカーボネート樹脂は三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であっても、芳香族または脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよく、また、得られたポリカーボネート樹脂の2種以上を混合した混合物であってもよい。本発明に用いるポリカーボネート樹脂としては、界面重縮合法(一般名称;ホスゲン法)によって得られたポリカーボネート樹脂を使用することが好ましい。尚、押出機やニーダー等によって樹脂を溶融処理していないポリカーボネート樹脂を用い、直接シート押出を行うことが、熱履歴によるシートの着色を低減できる点でより好ましい。
【0045】
ポリカーボネート樹脂の分子量は粘度平均分子量で表して通常15,000〜40,000、好ましくは18,000〜35,000である。本発明でいう粘度平均分子量は塩化メチレン100mlにポリカーボネート樹脂0.7gを20℃で溶解した溶液から求めた比粘度(ηsp)を次式に挿入して求めたものである。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c
[η]=1.23×10−4M0.83
(但しc=0.7、[η]は極限粘度)。
【0046】
前記熱可塑性樹脂を製造するには、例えば、オムニミキサー等、任意の適切な混合機で重合体や添加剤をプレブレンドした後、得られた混合物を押出混練する。この場合、押出混練に用いられる混合機は、特に限定されるものではなく、例えば、単軸押出機、二軸押出機等の押出機や加圧ニーダー等、任意の適切な混合機を用いることができる。
【0047】
<微粒子>
本発明の偏光子保護フィルムに用いられる微粒子の平均粒子径は、0.01〜4μmが好ましい。より好ましくは0.05〜2μmであり、さらに好ましくは0.1〜1μm、特に好ましくは0.2〜0.4μmである。平均粒子径が4μmより大きいか、0.01未満になると、光の波長によって拡散具合が変化する、いわゆる直進光の波長選択性は不十分となる恐れがある。
【0048】
前記微粒子の粒度分布は1.0〜1.4が好ましく、より好ましくは、1.0〜1.2である。このような粒度分布の少ない微粒子を用いることにより、透明性と直進光の波長選択性に優れた光学フィルムが得られる。粒度分布が1.4を超えると、液晶表示装置の正面輝度が低下してしまうことがある。
【0049】
なお、平均粒子径は、Particle Sizing Systems社製粒度分布測定装置(Submicron Particle Sizer NICOMP380)で測定した等価球形分布において大粒子側から積算した積算体積分率50%の粒径を平均粒子径(d50)とした。また、粒度分布は、積算体積分率25%、および75%の値をそれぞれd25、d75とし、その比の値(d25/d75)を粒度分布とした。
【0050】
前記微粒子の屈折率は、本発明の偏光子保護フィルムに含まれる熱可塑性樹脂の屈折率とは異なるものであり、その屈折率差は0.05以上が好ましく、0.10以上がより好ましい。
【0051】
本発明の偏光子保護フィルムに用いられる微粒子の材質としては、無機系微粒子、有機系微粒子のいずれも用い得る。例えば、ガラス;スメクタイト、カオリナイトなどの粘土化合物;シリカ、アルミナなどの無機酸化物;(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、これらの共重合体などの合成樹脂;などが挙げられる。これらの材質のうち、(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シリカが特に好適であり、中でもシリカが最も好適である。
【0052】
シリカの市販品としては、例えば、扶桑化学工業(株)製のクォートロンPLシリーズ、日産化学工業(株)製のスノーテックスシリーズ、日本アエロジル(株)のAERODISPシリーズおよびAEROSILシリーズ、(株)日本触媒製のシーホスターシリーズ等が挙げられる。
【0053】
前記微粒子は、本発明の偏光子保護フィルム全体に均一に添加してもよいが、入光面および/または出光面側の表面に微粒子層を設けても良い。
【0054】
前記微粒子としてラジカル重合により得られる有機微粒子を用いる場合には、微粒子の原料モノマーとして、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート類;スチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−t−ブチルスチレンなどのスチレン類;N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミドなどのマレイミド類;(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリロニトリルなどのアクリロニトリル類;N−ビニルピロリドン;の1種、或いはこれらのうち2種以上を混合して用いることができる。
【0055】
また、微粒子としてラジカル重合により得られる架橋有機微粒子を用いる場合には、前記組成に加え、架橋微粒子の原料モノマーとして、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ビスヒドロキシエチルビスフェノールAジ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート;ジビニロキシエトキシ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、アリル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンなどのラジカル重合性架橋剤;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの多官能エポキシ化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの多官能イソシアネート化合物;N−メチロールメラミン、N−メチロールベンゾグアナミンなどの多官能メチロール化合物;の1種、或いはこれらのうち2種以上を混合して用いることができる。
【0056】
<偏光子保護フィルム>
本発明の偏光子保護フィルムの拡散度(ゴニオメーターで前記偏光子保護フィルムに垂直方向から光を入射した場合に、0°出射光に対する30°出射光の割合)は0.3%である。この拡散度は、本偏光子保護フィルムに入射する光全体の拡散性を示す指標であり、この値が大きいほど拡散性が高くなり、拡散させたくない長波長側の光をも拡散させてしまうため、前記の直進光の波長選択性が低くなる傾向がある。拡散度は0.2%以下がさらに好ましく、0.1%以下がより好ましい。拡散度が0.3%を超えると、液晶表示装置の正面輝度が低下してしまうことがある。
【0057】
本発明の偏光子保護フィルムは垂直方向から光を入射した際に、式1で示される直進光の波長選択性が1.001〜1.600であり、特に限定されないが、全透過光に対する直進光の比率が波長によって異なる。
【0058】
(式1)
直進光の波長選択性=((685nm光の直進光透過率)/(685nm光の全透過率))/((470nm光の直進光透過率)/(470nm光の全透過率))
式1で示される値は、本発明の偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性を示しており、値が大きいほど、685nm程度の赤色光に対して470nm程度の青色光をより斜め視野角方向に拡散させていることを示し、液晶表示装置の正面の青み、斜め視野角からの黄色みを低減することができる。
【0059】
この式1で示される直進光の波長選択性の値としては、1.001〜1.500が好ましく、1.010〜1.400がより好ましく、1.020〜1.200がさらに好ましい。直進光の波長選択性が1.001未満では、液晶表示装置での色補償の効果が不十分なことがあり、また、1.600を超える場合、液晶表示装置での色調の青みが強くなってしまうことがある。
【0060】
本発明の偏光子保護フィルムにおける前記微粒子の含有量は、0.01〜10質量%が好ましい。より好ましくは、0.1〜8質量%であり、さらに好ましくは、0.2〜5質量%、特に好ましくは、0.3〜3質量%である。微粒子の含有量が0.01質量%未満になると、直進光の波長選択性は不十分となる恐れがある。また、10質量%より大きくなると、粒子が凝集してフィルムの透明性が低下することがある。
【0061】
本発明の偏光子保護フィルムの厚みは、特に制限はないが、特にフラットパネルディスプレイの偏光子保護フィルムとして用いる場合、フィルム強度を維持しながらパネル自体の軽量化や薄肉化が望まれており、10〜200μmであることが好ましく、より好ましくは15〜150μmであり、さらに好ましくは20〜100μmである。
【0062】
本発明の偏光子保護フィルムのフィルム厚みをTμm、偏光子保護フィルムにおける前記微粒子の含有量をA質量%とした場合に、T×Aが0.1〜200の範囲であることが好ましい。より好ましくはT×Aが1〜200の範囲、さらに好ましくはT×Aが5〜180の範囲、特に好ましくはT×Aが30〜150の範囲である。T×Aが0.1未満の場合は直進光の波長選択性が低下することがある。また、T×Aが200を超える場合はは拡散度が大きくなりことがある。なお、本発明の偏光子保護フィルムを偏光板や液晶表示装置に複数枚用いた場合は、各偏光子保護フィルムの厚みTと各フィルムの微粒子含有量Aの積を合計したものをT×Aとする。
【0063】
本発明の偏光子保護フィルムのTg(ガラス転移温度)は、好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上、さらに好ましくは115℃以上、特に好ましくは120℃以上である。また、上限値は特に限定されないが、Tgが極度に高いとフィルムの成形や延伸が困難となることから、好ましくは180℃以下である。
【0064】
本発明の偏光子保護フィルムは、着色が少なく、250μm厚みあたりのb値が好ましくは0.5以下であり、より好ましくは0.3以下である。
【0065】
本発明の偏光子保護フィルムは、外観欠点が少ないことが好ましい。外観欠点は、樹脂などの原料由来や製造工程で混入する異物、成形時の気泡や成形時のダイやロ−ル部分でのダイラインやキズなどに起因し、ポリマ−フィルタなどによる原料のろ過、製造工程のクリ−ン化、成形条件の最適化などによる対策が考えられる。前記偏光子保護フィルム中の欠点の数は、具体的には、粒子径が20μm以上の欠点が1000個/m以下であることが好ましく、500個/m以下であることがより好ましく、200個/m以下であることがさらに好ましく、理想的には0個/mである。
【0066】
本発明の偏光子保護フィルムの製造方法は特に限定されず、公知の製法が可能であり、熱可塑性樹脂や微粒子、その他の添加剤を含む熱可塑性樹脂(組成物)をフィルム成形することによって得られる。フィルム成形の方法としては、溶融押出法、溶液キャスト法(溶液流延法)、カレンダー法、圧縮成形法など、公知のフィルム成形方法が挙げられる。これらの中でも、溶融押出法、溶液キャスト法(溶液流延法)が好ましい。
【0067】
溶融押出法の具体的な例としては、押出混練に用いる混練機は特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機などの押出機、あるいは加圧ニーダーなどの公知の混練機を用いることができる。また、熱可塑性樹脂と微粒子と、必要に応じて添加剤を添加し、オムニミキサーなどの混合機でプレブレンドした後、得られた混合物を混練機から押出混練してもよい。
【0068】
また、熱可塑性樹脂と微粒子との混合については、熱可塑性樹脂中に微粒子をより均一に分散させるために、熱可塑性樹脂中に微粒子を高濃度で含有するマスターバッチを別途押出機などで製造した後、このマスターバッチと微粒子を含有しない熱可塑性樹脂とを押出混練して、所望の濃度の微粒子を含有する熱可塑性樹脂(組成物)を得た後に、フィルム成形することも好ましい実施形態のひとつである。
【0069】
溶融押出法には、例えば、Tダイ法、インフレーション法などがあり、その際の成形温度は、好ましくは200〜350℃、より好ましくは250〜300℃、さらに好ましくは255〜300℃、特に好ましくは260〜300℃である。
【0070】
Tダイ法を用いる場合、押出機の先端部にTダイを取り付け、このTダイから押し出したフィルムを巻き取ることで、ロール状に巻回させた樹脂フィルムを得ることができる。このとき、巻き取りの温度および速度を制御して、フィルムの押し出し方向に延伸(一軸延伸)を加えることも可能である。また、押し出し方向と垂直な方向にフィルムを延伸して、逐次二軸延伸あるいは同時二軸延伸などを実施してもよい。
【0071】
押出成形に押出機を用いる場合、その種類は特に限定されず、単軸であっても二軸であっても多軸であってもよいが、そのL/D値は(Lは押出機のシリンダーの長さ、Dはシリンダー内径)、熱可塑性樹脂(組成物)を十分に可塑化して良好な混練状態を得るために、好ましくは10以上100以下であり、より好ましくは15以上80以下であり、さらに好ましくは20以上60以下である。L/D値が10未満の場合、熱可塑性樹脂(組成物)を十分に可塑化できず、良好な混練状態が得られないことがある。一方、L/D値が100を超えると、熱可塑性樹脂(組成物)に対して過度に剪断発熱が加わることで、組成物中の樹脂が熱分解する可能性がある。
【0072】
またこの場合、シリンダーの設定温度は、好ましくは200〜350℃以下であり、より好ましくは250〜300℃以下である。設定温度が200℃未満では、熱可塑性樹脂(組成物)の溶融粘度が過度に高くなって、樹脂フィルムの生産性が低下する。一方、設定温度が350℃を超えると、熱可塑性樹脂(組成物)中の樹脂が熱分解する可能性がある。
【0073】
押出成形に押出機を用いる場合、その形状は特に限定されないが、押出機が1個以上の開放ベント部を有することが好ましい。このような押出機を用いることによって、開放ベント部から分解ガスを吸引することができ、得られた樹脂フィルムに残存する揮発成分の量を低減できる。開放ベント部から分解ガスを吸引するためには、例えば、開放ベント部を減圧状態にすればよく、その減圧度は、開放ベント部の圧力にして、931〜1.3hPaの範囲が好ましく、798〜13.3hPaの範囲がより好ましい。開放ベント部の圧力が931hPaより高い場合、揮発成分、あるいは樹脂の分解により発生する単量体成分などが、熱可塑性樹脂中に残存しやすい。一方、開放ベント部の圧力を1.3hPaより低く保つことは工業的に困難である。
【0074】
本発明の偏光子保護フィルムを製造する場合、ポリマーフィルターで濾過するなどの濾過工程を取り入れることが好ましい。濾過工程を取り入れることにより、熱可塑性樹脂(組成物)中に存在する異物を除去できるため、得られたフィルムの外観上の欠点を低減できる。なお、ポリマーフィルターによる濾過時には、熱可塑性樹脂(組成物)は高温の溶融状態となる。このため、ポリマーフィルターを通過する際に熱可塑性樹脂(組成物)が劣化し、劣化により形成されたガス成分や着色劣化物が組成物中に流れだして、得られたフィルムに、穴あき、流れ模様、流れスジなどの欠点が観察されることがある。この欠点は、特にフィルムの連続成形時に観察されやすい。このため、ポリマーフィルターで濾過した熱可塑性樹脂(組成物)を成形する際には、その成形温度は、熱可塑性樹脂の溶融粘度を低下させ、ポリマーフィルターにおける熱可塑性樹脂の滞留時間を短くするために、例えば255〜350℃であり、260〜320℃が好ましい。
【0075】
ポリマーフィルターの構成は特に限定されないが、ハウジング内に多数枚のリーフディスク型フィルターを配したポリマーフィルターを好適に用いることができる。リーフディスク型フィルターの濾材は、金属繊維不織布を焼結したタイプ、金属粉末を焼結したタイプ、金網を数枚積層したタイプ、あるいはそれらを組み合わせたハイブリッドタイプのいずれでもよいが、金属繊維不織布を焼結したタイプが最も好ましい。
【0076】
ポリマーフィルターによる濾過精度は特に限定されないが、通常15μm以下、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下である。濾過精度が1μm以下になると、熱可塑性樹脂(組成物)の滞留時間が長くなることで当該組成物の熱劣化が大きくなる他、樹脂フィルムの生産性が低下する。一方、濾過精度が15μmを超えると、熱可塑性樹脂(組成物)中の異物を除去することが難しくなる。
【0077】
ポリマーフィルターにおける、時間あたりの樹脂組成物処理量に対する濾過面積は特に限定されず、熱可塑性樹脂(組成物)の処理量に応じて適宜設定できる。前記濾過面積は、例えば、0.001〜0.15m/(kg/時間)である。
【0078】
ポリマーフィルターの形状は特に限定されず、例えば、複数の樹脂流通口を有し、センターポール内に樹脂の流路を有する内流型;断面が複数の頂点もしくは面においてリーフディスクフィルタの内周面に接し、センターポールの外面に樹脂の流路がある外流型;などがある。特に、樹脂の滞留箇所の少ない外流型を用いることが好ましい。
【0079】
ポリマーフィルターにおける熱可塑性樹脂の滞留時間に特に制限はないが、好ましくは20分以下であり、より好ましくは10分以下であり、さらに好ましくは5分以下である。また、濾過時におけるフィルター入口圧およびフィルター出口圧は、例えば、それぞれ、3〜15MPaおよび0.3〜10MPaであり、圧力損失(フィルターの入口圧と出口圧の圧力差)は、1MPa〜15MPaの範囲が好ましい。圧力損失が1MPa以下になると、熱可塑性樹脂がフィルターを通過する流路に偏りが生じやすく、得られた樹脂フィルムの品質が低下する傾向がある。一方、圧力損失が15MPaを超えると、ポリマーフィルターの破損が起こり易くなる。
【0080】
ポリマーフィルターに導入される熱可塑性樹脂(組成物)の温度は、その溶融粘度に応じて適宜設定すればよく、例えば250〜300℃であり、好ましくは255〜300℃であり、さらに好ましくは260〜300℃である。
【0081】
ポリマーフィルターを用いた濾過処理により、異物、着色物の少ない樹脂フィルムを得る具体的な工程は、特に限定されない。例えば、(1)クリーン環境下で熱可塑性樹脂(組成物)の形成および濾過処理を行い、引き続いてクリーン環境下で熱可塑性樹脂の成形を行うプロセス、(2)異物または着色物を有する熱可塑性樹脂を、クリーン環境下で濾過処理した後、引き続いてクリーン環境下で熱可塑性樹脂の成形を行うプロセス、(3)異物または着色物を有する熱可塑性樹脂を、クリーン環境下で濾過処理すると同時に成形を行うプロセス、などが挙げられる。それぞれの工程毎に、複数回、ポリマーフィルターによる熱可塑性樹脂(組成物)の濾過処理を行ってもよい。
【0082】
ポリマーフィルターによって熱可塑性樹脂(組成物)を濾過する際には、押出機とポリマーフィルターとの間にギアポンプを設置して、フィルター内の熱可塑性樹脂(組成物)の圧力を安定化することが好ましい。
【0083】
熱可塑性樹脂(組成物)は、その製造後、そのまま押出成形して樹脂フィルムとすることが好ましい。熱可塑性樹脂(組成物)をペレット化した後に、得られたペレットを再溶融して偏光子保護フィルムを成形する場合に比べて、熱履歴を少なくできるため、熱可塑性樹脂(組成物)の熱劣化を抑制できる。また、この手法では、環境からの異物の混入を抑制できるため、得られた偏光子保護フィルムに異物が存在したり、得られた光学樹脂フィルムが着色することを抑制できる。なお、押出機とTダイの間に、ギアポンプおよびポリマーフィルターを配置することが好ましい。
【0084】
本発明の偏光子保護フィルムの製造方法に好適に用いられる溶液キャスト法の場合、工程としては、(1)溶解工程、(2)流延工程、(3)乾燥工程を有する。
【0085】
(1)溶解工程:
熱可塑性樹脂を溶媒に溶解する場合、熱可塑性樹脂を溶剤に溶解した熱可塑性樹脂溶液を攪拌しながら、アクリル系重合体溶液を少しずつ添加していくことで、溶液製膜に用いるドープを用意することが出来る。溶解中または後のドープに必要な添加剤を加えて溶解した後、濾材で濾過し、脱泡して送液ポンプで次工程に送る。濾過の濾材は、絶対濾過精度0.04mm以下のものが好ましく、0.01〜0.02mmの範囲がより好ましい。濾材の材質には特に制限はなく、通常の濾材を使用することが出来るが、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)等のプラスチック繊維製の濾材やステンレス繊維等の金属製の濾材が繊維の脱落等がなく好ましい。
【0086】
溶媒としては、例えば、メチレンクロライド、酢酸メチル、ジオキソラン等の溶液流延法で用いられる良溶媒を用いることができ、同時にメタノール、エタノール、ブタノール等の貧溶媒を用いてもよい。本発明においては、これらの内、複数の溶媒が溶液に含まれていても良い。溶解の過程で−20℃以下に冷却したり、80℃以上に加熱したりしてもよい。
【0087】
熱可塑性樹脂の溶液を作成するには、熱可塑性樹脂に対する良溶媒を主とする有機溶媒に溶解釜中で該熱可塑性樹脂や添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成することが考えられる。熱可塑性樹脂の溶解には、例えばセルロース系樹脂の場合、常圧で行う方法、主溶媒の沸点以下で行う方法、主溶媒の沸点以上で加圧して行う方法、特開平9−95544号、同9−95557号または同9−95538号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平11−21379号公報に記載の如き高圧で行う方法等種々の溶解方法を用いることが出来るが、ドープ中の熱可塑性樹脂の濃度は10〜35重量%が好ましい。
【0088】
(2)流延工程:
ドープを支持体上に流延し、均一な膜を得る工程である。
【0089】
一般に、製膜工程で変形応力を受ければ、配向が進んでフィルムの複屈折値は増大する。複屈折値の増大に伴い、フィルムの均一性を維持しにくくなり、光学特性のバラツキも増大するので、粘度の低い状態で比較的小さな応力のもとに製膜することが望ましい。また、ドープが低粘度であることは塗工後のレベリング効果によって膜厚が均一化される効果もあるため好ましい。溶解液の好ましい粘度は10ポイズ以から100ポイズであり、より好ましくは15ポイズから70ポイズである。なお、10ポイズよりも低いと支持体上から流れ出してしまうため、適宜仕切り板を設けるなどの対処が必要となる。
塗工方法としてはダイコーター、ドクターブレードコーター、ロールコーター、コンマコーター、リップコーター等が好ましいが、これらの例に限定されずに通常使用される種々の方法が可能である。
【0090】
好ましい支持体としては、ステンレス鋼のエンドレスベルトや回転する金属ドラム等の金属支持体、あるいはポリイミドフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム等のようなフィルムを用いることができる。
【0091】
(3)乾燥工程:
金属支持体上にドープを流延したドープ膜を加熱し、溶媒蒸発させて乾燥フィルムを得る工程である。
【0092】
加熱乾燥は流延もしくは塗布直後の液膜が乾燥していない状態では、急激な風の流れや加熱などがあると、厚みムラが生じやすいため厚みムラをなくすよう注意しながら乾燥する。すなわち、直接的にフィルムに風を与えないようにしたり、風の代わりにマイクロウエーブを当てて加熱する手段もある。また、急激な加熱・冷却を防いだりすることが重要となる。さらに、雰囲気中の湿度によってドープ膜が発泡したりするため、湿度のコントロールも重要となる。その後、半固化状態になった後に熱風等を吹きつけて残留溶媒を少なくするように乾燥するのが好ましい。
【0093】
キャスト後の乾燥は、支持体に担持されたまま行うことも可能であるが、必要に応じて、自己支持性を有するまで予備乾燥したフィルムを支持体から剥離し、さらに乾燥することもできる。フィルムの乾燥は、一般にはフロート法や、テンターあるいはロール搬送法が利用できる。フロート法の場合、フィルム自体が複雑な応力を受け、光学的特性の不均一が生じやすい。また、テンター法の場合、フィルム両端を支えているピンあるいはクリップの距離により、溶剤乾燥に伴うフィルムの幅収縮と自重を支えるための張力を均衡させる必要があり、複雑な幅の拡縮制御を行う必要がある。一方、ロール搬送法の場合、安定なフィルム搬送のためのテンションは原則的にフィルムの流れ方向(MD方向)にかかるため、応力の方向を一定にしやすい特徴を有する。従って、フィルムの乾燥は、ロール搬送法によることが最も好ましい。中でも、重力による応力を低減させるため、上下に複数のロールを配置し、フィルムを上下上下・・・と通すバーチカルパス方式(垂直懸垂パス方式)が、オーブンの設置スペースを省略しつつ長い乾燥経路を確保できるため好ましい。
また、溶剤の乾燥時にフィルムが水分を吸収しないよう、湿度を低く保った雰囲気中で乾燥することは、機械的強度と透明度の高いフィルムを得るには有効な方法である。
【0094】
本発明の偏光子保護フィルムを延伸する場合は、一軸延伸でも良いし、二軸延伸でも良い。二軸延伸する場合は、同時二軸延伸でも良いし、逐次二軸廷伸でも良い。延伸した場合は、機械強度が向上しフィルム性能が向上する。
【0095】
延伸温度としては、偏光子保護フィルムのガラス転移温度近辺で行うことが好ましく、具体的には、(ガラス転移温度−30)℃〜(ガラス転移温度+100)℃で行うことが好ましく、より好ましくは(ガラス転移温度−20)℃〜(ガラス転移温度+80)℃である。(ガラス転移温度−30)℃よりも低いと、十分な延伸倍率が得られないために好ましくない。(ガラス転移温度+100)℃よりも高いと、樹脂の流動(フロー)が起こり安定な延伸が行えなくなるために好ましくない。
【0096】
面積比で定義した廷伸倍率は、好ましくは1.1〜25倍の範囲、より好ましくは1.3〜10倍の範囲で行われる。1.1倍よりも小さいと、延伸に伴う靱性の向上につながらないために好ましくない。25倍よりも大きいと、延伸倍率を上げるだけの効果が認められない。
【0097】
延伸速度(一方向)としては、好ましくは10〜20000%/分の範囲、より好ましくは100〜10000%/分の範囲である。10%/分よりも遅いと、十分な延伸倍率を得るために時間がかかり、製造コストが高くなるために好ましくない。20000%/分よりも早いと、偏光子保護フィルムの破断等が起こるおそれがあるために好ましくない。
【0098】
フィルムの光学等方性や力学特性を安定化させるため、溶液製膜後や延伸処理後に熱処理(アニーリング)などを行うこともできる。
【0099】
本発明の偏光子保護フィルムは積層体であることも可能であり、前記した延伸の前後に積層させることもできる。積層方法としては共押出や粘・接着層を介した貼り合せなどの公知の方法が可能である。
【0100】
本発明の偏光子保護フィルムは、正や負の位相差を付与して光学補償に用いることが出来、位相差機能や光学補償機能を有する偏光子保護フィルムとして用いることも出来る。また、単独で位相差板としても使用も可能である。特に好ましくはVA型液晶セルおよびVA型液晶表示装置に使用され、可視光の幅広い領域において位相差の補償を可能とし、カラ−シフトを低減することにより高い表示品質を提供する。
【0101】
本発明の偏光子保護フィルムは逆波長分散性を付与することも可能である。即ち、本発明の偏光子保護フィルムは、少なくとも可視光領域において、波長が短くなるほど複屈折(あるいは位相差もしくはリタ−デ−ション)が小さくなる光学特性を示すことが可能である。このような広帯域で光学補償が可能な偏光子保護フィルムを光学補償フィルムや反射防止フィルム(λ/4板)などに用いることによって、表示特性に優れる画像表示装置を構築できる。
【0102】
本発明の偏光子保護フィルムの表面には、必要に応じて、各種の機能性コーティング層が形成されていてもよい。機能性コーティング層は、例えば、帯電防止層、粘接着剤層、接着層、易接着層、防眩(ノングレア)層、光触媒層などの防汚層、反射防止層、ハードコート層、紫外線遮蔽層、熱線遮蔽層、電磁波遮蔽層、ガスバリヤー層などである。
【0103】
<偏光板>
本発明の偏光板は、前記偏光子保護フィルムを含む。本発明の偏光板は、前記偏光子保護フィルムを少なくとも1枚含んでいれば良く、偏光子の片面あるいは両面に本発明の偏光子保護フィルムを積層することが出来る。前記偏光子保護フィルム以外は、公知の構成が可能で有り、公知の製法を用いて製造が可能である。本発明の偏光板の好ましい実施形態としては、例えば、ポリビニルアルコ−ル系脂フィルムを二色性物質(ヨウ素や二色性染料など)で染色して一軸延伸した偏光子の片面あるいは両面に、接着剤層あるいはアンカ−層を介して、前記偏光子保護フィルムを接着してなる形態である。
【0104】
本発明の偏光板に用いる偏光子としては、特定の振動方向をもつ光のみを透過する機能を有する偏光子であれば如何なるものでもよく、例えばポリビニルアルコ−ル系フィルム等を延伸し、ヨウ素や二色性染料などで染色したポリビニルアルコ−ル系偏光子;ポリビニルアルコ−ルの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系偏光子;多層積層体あるいはコレステリック液晶を用いた反射型偏光子;薄膜結晶フィルム系偏光子;等が挙げられ、これらのなかでもポリビニルアルコ−ル系脂フィルムを二色性物質で染色して一軸延伸した偏光子が好適に用いられる。これら偏光子の厚さは特に制限されず、一般的に、5〜100μm程度である。
【0105】
本発明の偏光板においては、本発明の偏光子保護フィルムが前記偏光子に接着剤層を介して接着されてなることが好ましい。好ましい接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコ−ル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂の接着剤、紫外線や電子線などの活性エネルギ−線で硬化する接着剤やアクリル系、シリコン系、ゴム系等の粘着剤が挙げられる。尚、偏光子の偏光機能が低下しない条件で加熱圧着してもよいことはいうまでもなく、その場合は、ゆるやかな加熱圧着条件で接着することができる。
【0106】
接着剤がポリビニルアルコ−ル系樹脂の場合、ポリビニルアルコ−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−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−ルをアセタ−ル化、ウレタン化、エ−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−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−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−ダ)、スルホン酸ソ−ダ(モノアルキルマレ−ト)、ジスルホン酸ソ−ダアルキルマレ−ト、N−メチロ−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−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。
【0107】
前記ポリビニルアルコ−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。
【0108】
前記ポリビニルアルコ−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−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−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−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。
【0109】
アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコ−ル系樹脂は、ポリビニルアルコ−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−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−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−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。
【0110】
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコ−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。
【0111】
前記架橋剤としては、ポリビニルアルコ−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−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−ト、水素化トリレンジイソシアネ−ト、トリメチレンプロパントリレンジイソシアネ−トアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネ−ト、メチレンビス(4−フェニルメタントリイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−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−ルブロック物等のイソシアネ−ト類;エチレングリコ−ルジグリシジルエ−テル、ポリエチレングリコ−ルジグリシジルエ−テル、グリセリンジまたはトリグリシジルエ−テル、1,6−ヘキサンジオ−ルジグリシジルエ−テル、トリメチロ−ルプロパントリグリシジルエ−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−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−ル尿素、メチロ−ルメラミン、アルキル化メチロ−ル尿素、アルキル化メチロ−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−ルメラミンが好適である。
【0112】
記架橋剤の配合量は、ポリビニルアルコ−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−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−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。
【0113】
なお、前記ポリビニルアルコ−ル系接着剤には、さらに金属化合物コロイド、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。
【0114】
前記の接着剤を用いて接着する方法は、特に限定されず、例えば、キスコ−ト、スピンコ−ト、ロ−ルコ−ト、ディップコ−ト、カ−テンコ−ト、バ−コ−ト、ドクタ−ブレ−ドコ−ト、ナイフコ−ト、エアナイフコ−ト、ダイコ−ト、グラビアコ−ト、マイクログラビアコ−ト、オフセットグラビアコ−ト、リップコ−ト、スプレ−コ−ト、コンマコ−トなどの各種の方法を用い、偏光子及び/又は接合されるフィルムの接着面に接着剤を塗布し、両者を重ね合わせる方法などが可能である。接着剤を塗布した後、偏光子とそれに接合されるフィルムをニップロ−ルなどにより挟んで、貼り合わせる。貼り合せる場合は、前記偏光子保護フィルムの光軸と偏光子の吸収軸を直交または平行に配置することが好ましい。
【0115】
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、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレ−ム(火炎)処理、ケン化処理やアンカ−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−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。アンカ−層としては、特に限定されず、公知のアンカ−層が使用され、アクリル系、セルロ−ス系、ウレタン系、シリコ−ン系、ポリエステル系、ポリエチレンイミン系や分子中にアミノ基を含んだポリマ−等が使用される。これらのアンカ−層は、単独で用いても2種以上を併用・積層してもよい。
【0116】
アンカ−層の厚さは、乾燥・硬化または乾燥後の厚さで、例えば、好ましくは0.01〜10μm、より好ましくは0.05〜3μm、さらに好ましくは0.1〜1μmである。アンカ−層の厚さが0.01μm未満であると、偏光子と保護フィルムとの接着強度が不充分になることがある。逆に、アンカ−層の厚さが10μmを超えると、耐水性または耐湿性試験において、偏光板の色抜けや変色が起こりやすくなることがある。
【0117】
保護フィルムの偏光子と対向する面にアンカ−層コ−ティング組成物を塗布する方法は、バ−コ−タ−、ロ−ルコ−タ−、グラビアコ−タ−などを用いた通常のコ−ティング技術を採用すればよく、特に限定されるものではない。また、塗布したアンカ−層コ−ティング組成物を乾燥させる方法や条件は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥機や赤外線乾燥機を用いて、好ましくは50〜130℃、より好ましくは75〜110℃の温度で、乾燥させればよい。また、アンカ−層コ−ティング組成物のウレタン結合生成反応および/または硬化に関して、養生工程を設けても何ら問題ない。養生工程が必要な場合、養生温度は、例えば、好ましくは20〜100℃、より好ましくは20〜50℃であるが、前記組成物の乾燥に使用した熱である程度は進行し、接着剤を用いた偏光子と保護フィルムとの接着工程でさらに進行するので、常温養生でも充分な物性が得られる。
【0118】
なお、表面の濡れ張力を調整するために、アンカ−層を設けた保護フィルムの前記アンカ−層の表面には、後の接着工程の前に、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン吹き付け、紫外線照射、火炎処理、化学薬品処理、その他の従来公知の表面処理を施すことができる。
【0119】
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。他の偏光子保護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。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−ン系ポリマ−、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエ−テル、フッ素系やゴム系などのポリマ−をベ−スポリマ−とするものを適宜に選択して用いることができる。
【0120】
前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−スポリマ−またはその組成物を溶解又は分散させた10〜40質量%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−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
本発明の偏光板は、片方/または両方の表面にセパレ−トフィルムなどの表面保護フィルムを積層して表面保護フィルム付き偏光板としてもよい。積層方法としては、特に限定されず、例えば、偏光板を作製した後に、ラミネ−トロ−ル等を用いて任意の適切な方法によって貼り合わせれば良い。
【0121】
表面保護フィルムとしては任意の適切なフィルムを採用し得る。表面保護フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリカ−ボネ−ト、ポリオレフィンなどが挙げられる。好ましくは、離型処理されたポリエチレンテレフタレ−トである。特に好ましくは、曲げ弾性率が5000MPa以上のポリエチレンテレフタレ−トが挙げられる。
【0122】
本発明において、表面保護フィルムの厚みは、好ましくは15〜200μm、より好ましくは30〜150μm、さらに好ましくは50〜100μmである。表面保護フィルムの厚みが15μm未満であると、本発明の効果が十分に発現できないおそれがある。表面保護フィルムの厚みが200μmより大きいと、経済的ではなく、また、ロ−ル搬送性が悪くなるおそれがある。
【0123】
本発明の偏光板において、偏光子の本発明の前記偏光子保護フィルムと反対側の面に、本発明の偏光子保護フィルム以外の偏光子保護フィルムを積層することもできる。他樹脂からなるフィルムとしては、例えばトリアセチルセルロ−スなどのセルロ−ス系樹脂系フィルム、ポリカ−ボネ−ト樹脂フィルム、環状ポリオレフィン樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、スチレン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレ−ト樹脂フィルム、ポリナフタレンテレフタレ−ト樹脂フィルム、等が挙げられる。光学特性や偏光板のカ−ルが抑制できる点から、アクリル系樹脂フィルムが好ましい。
【0124】
本発明の偏光板は、表面性、耐傷付き性を向上させる為に、少なくとも一層以上のハ−ドコ−ト層を積層することが出来る。前記ハ−ドコ−ト層としては、例えばシリコ−ン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコン系樹脂、紫外線硬化型樹脂、ウレタン系ハ−ドコ−ト剤等よりなるハ−ドコ−ト層が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型アクリルウレタン、紫外線硬化型エポキシアクリレ−ト、紫外線硬化型(ポリ)エステルアクリレ−ト、紫外線硬化型オキセタン等から選ばれる一種類以上の紫外線硬化樹脂が挙げられる。ハ−ドコ−ト層の厚みは、0.1〜100μmである。また、ハ−ドコ−ト層の間にプライマ−処理をすることもできる。また、反射防止や低反射処理など公知の防眩処理を行うこともできる。
【0125】
本発明の偏光板は種々の画像表示装置への使用が可能である。本発明の偏光板を用いた液晶パネルなどの画像形成素子を、表示装置に組み込むことによって、種々の視認性に優れた本発明の画像表示装置を作製することが出来る。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、反射型、透過型、半透過型LCDあるいはTN型、STN型、OCB型、HAN型、VA型、IPS型等の各種駆動方式の液晶表示装置(LCD)で好ましく用いられ、また、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)の各種画像表示装置にも好ましく用いられる。
【0126】
<液晶表示装置>
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光子保護フィルムを含む。また、本発明の偏光板を含むことも好ましい実施形態のひとつである。
【0127】
図1の説明図は、本発明の液晶表示装置の好ましい実施形態の1例であり、図の上部が視認側、下部がバックライト側となる。主な構成としては、液晶セル9(液晶層、ガラス基板、透明電極、配向膜、等を含む)と、液晶セル9を挟んで配置された視認側の偏光板(10:偏光子保護フィルム、11:偏光子、12:偏光子保護フィルム)とバックライト側の偏光板(6:偏光子保護フィルム、7:偏光子、8:偏光子保護フィルム)を備え、また、バックライト部には、1:白色LED、2:反射シート、3:導光板、4:マイクロレンズシート、5:プリズムシートを備える。第1の偏光子(偏光子7)と第2の偏光子(偏光子11)は液晶セルの両側に配置され、偏光軸が平行か互いに直交することが好ましい。また、液晶表示装置の形成に際しては、例えば位相差板、光学補償シ−トなどの適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。
【0128】
本発明の液晶表示装置には、本発明の偏光子保護フィルムを少なくとも1枚含んでいればよい。その場合、視認側偏光板の視認側の偏光子保護フィルム(図1、12)が本発明の偏光子保護フィルムであることが光学特性から好ましい。この場合には、本発明の偏光子保護フィルムは紫外線吸収剤を含むことが好ましい。また、バックライト側偏光板のバックライト側の偏光子保護フィルム(図1、6)が本発明の偏光子保護フィルムであることも好ましい実施形態のひとつである。
【0129】
本発明の液晶表示装置には、本発明の偏光子保護フィルムを複数枚含んでもよい。その場合、視認側偏光板の視認側の偏光子保護フィルム(図1、12)とバックライト側偏光板のバックライト側の偏光子保護フィルム(図1、6)が本発明の偏光子保護フィルムであることが光学特性から好ましい。また、液晶表示装置に含まれる全ての偏光子保護フィルムを本発明の偏光子保護フィルムとすることも可能である。
【実施例】
【0130】
次に本発明の実施例を説明するが、本発明は本例に限定されることはない。
【0131】
<ガラス転移温度>
各サンプルのガラス転移温度(Tg)はJIS K7121の規定に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク製、DSC−8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から200℃まで昇温速度20℃/分で昇温して得られたDSC曲線から始点法により算出した。リファレンスには、α−アルミナを用いた。
【0132】
<重量平均分子量>
アクリル樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により以下の条件で求めた。
システム:東ソー社製GPCシステム HLC−8220
展開溶媒:クロロホルム(和光純薬工業製、特級)、流量:0.6ml/分
標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー社製、PS−オリゴマーキット)
測定側カラム構成:ガードカラム(東ソー社製、TSKguardcolumn SuperHZ−L)、分離カラム(東ソー社製、TSKgel SuperHZM−M)2本直列接続
リファレンス側カラム構成:リファレンスカラム(東ソー社製、TSKgel SuperH−RC)
<フィルムの厚み>
デジマチックμm((株)ミツトヨ製)を用いて測定した。
【0133】
<平均粒子径>
Particle Sizing Systems社製粒度分布測定装置(Submicron Particle Sizer NICOMP380)で測定した等価球形分布において大粒子側から積算した積算体積分率50%の粒径を平均粒子径(d50)とした。また、積算体積分率25%、および75%の値をそれぞれd25、d75とし、その比の値(d25/d75)を粒度分布とした。
【0134】
<位相差>
面内位相差Reは、王子計測器社製KOBRA−WRを用いて測定した。厚さ方向位相差Rthは測定波長を589nm、遅相軸を傾斜軸として、40°傾斜させて測定した。
【0135】
<直進光の波長選択性の測定方法>
まず、積分球を装着していない分光光度計(島津製作所UV−3100)にサンプルシートをセットし、300nm〜800nmまでの光の透過率(直進光透過率)を求める。次に、積分球を装着した分光光度計(島津製作所UV−3100)にサンプルシートをセットし、300nm〜800nmまでの光の透過率(全透過率)を求める。これらの測定結果と以下の式から、サンプルの直進光の波長選択性を計算する。
(式1)
((685nm光の直進光透過率)/(685nm光の全透過率))/((470nm光の直進光透過率)/(470nm光の全透過率))>2 。
【0136】
<拡散度の測定方法>
ゴニオメーター(村上色彩技術研究所 GP−5)を用いて、光の入射角0°(サンプルに垂直)となるようにサンプルをセットし、その拡散出射光を−90〜90°の範囲で測定する。以下の式から拡散度を求める。
拡散度=(30°の出射角光強度)/(0°の出射角光強度)×100
なお上述の直進光の波長選択性及び拡散度の測定においては、前述したとおり本発明の偏光子保護フィルムの表面が凹凸形状を有する場合は、その凹凸形状由来の光の拡散をなくすために、偏光子保護フィルムに用いた熱可塑性樹脂と同じ屈折率の接触液で埋めて、ガラスプレートで挟み込んで測定する。例えば、熱可塑性樹脂としてポリカーボネートを用いた場合には、屈折率1.585の接触液で凹凸形状を埋めて測定する。
【0137】
<正面輝度の評価方法>
図1に示す構成で、液晶表示装置を白表示させ、画面中心部分の正面からの輝度を2次元色彩輝度計(コニカミノルタ CA−2000)を用いて測定した。
【0138】
<色補償性の評価方法>
図1に示す構成で、液晶表示装置を白表示させ、正面からの色調、斜め45°からの色調を目視で確認した。
【0139】
<実施例1>
攪拌装置、温度計、冷却器、窒素導入管を備えた反応釜に、メタクリル酸メチル(MMA)40部、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(RHMA)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。
【0140】
得られた重合体溶液に、リン酸2−エチルヘキシル(堺化学製、商品名:Phoslex A−8)0.05部を加え、90〜105℃の還流下で2時間、環化縮合反応を行った。次いで、得られた重合体溶液を熱交換器に通して240℃まで昇温し、バレル温度240℃、減圧度13.3〜400hPa(10〜300mmHg)、リアベント数1個およびフォアベント数4個(上流側から第1、第2、第3、第4ベントと称する)、第3ベントと第4ベントとの間にサイドフィーダーが設けられたベントタイプスクリュー二軸押出機(φ=44、L/D=52)に、樹脂量換算で90部/時の処理速度で導入し、脱揮を行った。その際、別途準備しておいた酸化防止剤/環化触媒失活剤の混合溶液を1.35部/時の投入速度で第1ベントの後ろから、また、別途準備しておいた紫外線吸収剤溶液を2.5部/時間の投入速度で第2ベントの後ろから、さらに、イオン交換水を1.13部/時の投入速度で第3ベントの後ろから、それぞれ投入した。この他、前記サイドフィーダーから、スチレン−アクリロニトリル共重合体(スチレン/アクリロニトリルの比率は73質量%/27質量%、重量平均分子量22万)のペレットを10部/時で、シリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)を2部/時の投入速度で投入した。
【0141】
なお、酸化防止剤/環化触媒失活剤の混合溶液は、5部の酸化防止剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、イルガノックス1010)と、失活剤として46部のオクチル酸亜鉛(日本化学産業製、ニッカオクチクス亜鉛3.6%)とを、トルエン62部に溶解させた溶液を用いた。紫外線吸収剤溶液は、分子量が958の紫外線吸収剤を主成分(分子量773および1142の紫外線吸収剤との混合物)とするヒドロキシフェニルトリアジン骨格を有するチヌビン477(チバスペシャリティケミカルズ製 有効成分80%)37.5部をトルエン12.5部に溶解して調製した。
【0142】
前記脱揮操作により、主鎖に環構造を有するアクリル系樹脂と微粒子とを含むペレットを得た。このペレットのガラス転移温度は124℃、重量平均分子量は13.2万であった。得られたペレットを単軸押出機を用いて、280℃でTダイから溶融押出を行い、110℃の冷却ロール上に吐出して、未延伸フィルムを製膜した。次に、製膜したフィルムを、縦横とも延伸倍率が2.0倍となるように逐次2軸延伸して、厚みが40μmの偏光子保護フィルム1を得た。偏光子保護フィルムA1は、ガラス転移温度が124℃、面内位相差Reは1nm、厚さ方向位相差Rthは2nmであった。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表1に示した。
【0143】
<比較例1>
実施例1において、シリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)を添加しなかった以外は実施例1と同様にして、厚みが40μmの偏光子保護フィルムB1を得た。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表1に示した。
【0144】
<実施例2>
実施例1において、サイドフィーダーから添加するシリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)の投入速度を1部/時に変えた以外は実施例1と同様にして、厚みが40μmの偏光子保護フィルムA2を得た。偏光子保護フィルムA2は、ガラス転移温度が123℃、面内位相差Reは0nm、厚さ方向位相差Rthは2nmであった。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表1に示した。
【0145】
<実施例3>
ポリカーボネート樹脂(「ユーピロンE2000FN」:三菱エンジニアリングプラスチック社製)100部と、シリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)2部を265℃で溶融させて、押出成型により、厚さ80μmの偏光子保護フィルムA3を得た。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表1に示した。
【0146】
<実施例4>
酢酸セルロース(アセチル基置換度 61.3〜61.9%、粘度(60g/L、25℃) 80〜110mP・s)100部とシリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)2部とを塩化メチレンに溶解し、15wt%溶液とした。この溶液を、22℃でベルト流延装置を用い、ステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、タックフリー状態(ドープ膜に指で触れてみて付着しなくなる状態)になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力160N/mでステンレスバンド支持体上から剥離した。剥離したフィルムを35℃で溶媒を蒸発させ、その後、135℃の乾燥温度で乾燥させて、膜厚40μmの偏光子保護フィルムA4を得た。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表1に示した。
【0147】
【表1】

【0148】
<実施例5>
ケン化度99%、厚さ75μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムをヨウ素0.5質量%、ヨウ化カリウム5質量%からなる水溶液に浸漬して染色した。次いで、4質量%のホウ酸および3質量%ヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬し、5倍まで延伸した後、5質量%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。
【0149】
前記偏光子を、実施例1で得られた偏光子保護フィルムA1および比較例1で得られた偏光子保護フィルムB1で挟むようにして、接着剤としてポリビニルアルコ−ルの7.5質量%水溶液を用いて、圧着ローラーを用いて余分な接着剤を押し出しながら、ウェットラミネーションにより貼合した。得られた積層フィルムを熱風乾燥機中で60℃×10分の条件で乾燥させた。次いで、50℃のオーブンで15時間乾燥硬化し、偏光板C5を作製した。乾燥後の接着剤層の厚さは50nmであった。
【0150】
<実施例6〜8>
実施例5において、実施例1で得られた偏光子保護フィルムA1の代わりに、実施例2〜4で得られた偏光子保護フィルムA2〜4を用いた以外は実施例5と同様にして偏光板C6〜8を得た。
【0151】
<製造例1>
実施例5において、実施例1で得られた偏光子保護フィルムA1の代わりに、比較例1で得られた偏光子保護フィルムB1を用いた以外は実施例5と同様にして偏光板D1を得た。
【0152】
<実施例9〜12、比較例2>
市販のVA型液晶表示装置から予め貼合されていた偏光板を剥がし、吸収軸を予め貼合されていた偏光板の吸収軸と同じ方向になるよう、偏光板C5〜8およびD1を液晶セルの両面に表2の組み合わせで貼合し、液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の色補償性と正面輝度の評価を行い、結果を表2に示した。
【0153】
【表2】

【0154】
<実施例13>
主鎖にグルタルイミド環構造を有するアクリル樹脂(ダイセル・エボニック製プレキシイミド8813、ガラス転移温度132℃、重量平均分子量95000)100部と、シリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)2部を265℃で溶融させて、押出成型により、厚さ80μmの偏光子保護フィルムA13を得た。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表3に示した。
【0155】
<製造例2>
冷却器と攪拌機とを備えた重合容器に、脱イオン水710部、ラウリル硫酸ナトリウム1.5部を投入して溶解し、内温を70℃に昇温した。そして、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.93部、硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム0.003部、脱イオン水20部の混合液を上記重合容器中に一括投入し、重合容器内を窒素ガスで十分置換した。
【0156】
モノマー混合液(M−1)(アクリル酸n−ブチル7.10部、スチレン2.86部、ジメタクリル酸1,4−ブタンジオール0.02部、メタクリル酸アリル0.02部)と重合開始剤溶液(PBH0.13部、脱イオン水10.0部)とを上記重合容器の中に一括添加し、60分間重合反応を行った。
【0157】
続いて、モノマー混合液(M−2)(アクリル酸n−ブチル63.90部、スチレン25.20部、メタクリル酸アリル0.9部)と重合開始剤溶液(t−ブチルハイドロパーオキサイド0.246部、脱イオン水20.0部)とを別々に90分間かけて連続滴下しながら重合を行った。滴下終了後さらに60分間重合を継続させた。これにより、有機微粒子のコア・シェル構造のコアとなる部分を得た。
【0158】
続いて、モノマー混合液(M−3)(スチレン73.0部、アクリロニトリル27.0部)と重合開始剤溶液(t−ブチルハイドロパーオキサイド0.27部、脱イオン水20.0部)とを別々に100分間かけて連続滴下しながら重合を行い、滴下終了後内温を80℃に昇温して120分間重合を継続させた。次に内温が40℃になるまで冷却した後に300メッシュ金網を通過させて有機微粒子の乳化重合液を得た。
【0159】
得られた有機微粒子の乳化重合液を塩化カルシウムで塩析、凝固し、水洗、乾燥して、粉体状のASA樹脂(平均粒子径0.105μm)を得た。
<実施例14>
メチルメタクリレート/無水マレイン酸/スチレン共重合体(エボニック・デグサ製プレキシグラスHW55、ガラス転移温度120℃、重量平均分子量122000)80部、製造例2で得られたASA樹脂20部、シリカ球状微粒子(日本触媒製、シーホスターKE−P30、平均粒子径0.30μm、粒度分布1.22)2部を265℃で溶融させて、押出成型により、厚さ80μmの偏光子保護フィルムA14を得た。得られた偏光子保護フィルムの直進光の波長選択性と拡散度の評価を行い、結果を表3に示した。
【0160】
【表3】

【0161】

<実施例15、16>
実施例5において、実施例1で得られた偏光子保護フィルムA1の代わりに、実施例13、14で得られた偏光子保護フィルムA13、A14を用いた以外は実施例5と同様にして偏光板C13、C14を得た。
【0162】
<実施例17、18>
市販のVA型液晶表示装置から予め貼合されていた偏光板を剥がし、吸収軸を予め貼合されていた偏光板の吸収軸と同じ方向になるよう、偏光板C13、C14およびD1を液晶セルの両面に表4の組み合わせで貼合し、液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置の色補償性と正面輝度の評価を行い、結果を表4に示した。
【0163】
【表4】

【産業上の利用可能性】
【0164】
本発明の偏光子保護フィルムにより、液晶表示装置の輝度を損なうことなく、表示し得る色が視野角によって変化するという問題を解消することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂と微粒子とを含有する偏光子保護フィルムであって、拡散度(ゴニオメーターで前記偏光子保護フィルムに垂直方向から光を入射した場合に、0°出射光に対する30°出射光の割合)が0.3%以下であり、式1で示される直進光の波長選択性が1.001〜1.600である偏光子保護フィルム。
(式1)
直進光の波長選択性=((685nm光の直進光透過率)/(685nm光の全透過率))/((470nm光の直進光透過率)/(470nm光の全透過率))
【請求項2】
偏光子保護フィルムにおける前記微粒子の含有量が0.01〜10質量%である請求項1または2に記載の偏光子保護フィルム。
【請求項3】
フィルム厚みをTμm、偏光子保護フィルムにおける前記微粒子の含有量をA質量%とした場合に、T×Aが0.1〜200の範囲である請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光子保護フィルム。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光子保護フィルムを含む偏光板。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の偏光子保護フィルムを含む液晶表示装置。

【図1】
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【公開番号】特開2012−8557(P2012−8557A)
【公開日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−116740(P2011−116740)
【出願日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【出願人】(000004628)株式会社日本触媒 (2,292)
【Fターム(参考)】