JP6096582B2 - 偏光板及びその製造方法ならびに画像表示装置 - Google Patents
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Description
例えば、虹ムラを改善した偏光板保護フィルムとして、主として一軸方向に延伸することにより通常よりレターデーションを大きくすることで虹ムラを視認されにくくしたポリエステルフィルムの使用が検討されつつある(特許文献1参照)。なお、このようなフィルムは、直交する2つの方向における弾性率比が異方性を示す。
また、このような偏光子の吸収軸方向にカールした偏光板は、その後、液晶セルに貼合する際に気泡や異物が入る問題があることがわかった。
本発明の解決しようとする課題は、偏光子の吸収軸方向のカールが抑制された偏光板を提供することである。
すなわち、上記課題は、以下の構成の本発明によって解決される。
偏光子の一方の面に接着層1を介して貼合された第一の保護フィルムと
偏光子の他方の面に接着層2を介して貼合された第二の保護フィルムとを含み、
第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、
第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下であり、
第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、
下記(式1)および(式2)を満たす偏光板。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
[2] [1]に記載の偏光板は、第一の保護フィルムがポリエステルまたはポリカーボネート樹脂を主成分とするフィルムであることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の偏光板は、第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.6以上1.1未満であることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の偏光板は、第二の保護フィルムがセルロース系樹脂を含むことが好ましい。
[5] [4]に記載の偏光板は、第二の保護フィルムに含まれるセルロース系樹脂のアシル基の置換度が、2.0以上2.6未満であることが好ましい。
[6] 偏光性能を有する偏光子の一方の面に接着層1を介して第一の保護フィルムを貼合する工程と、
偏光子の他方の面に接着層2を介して第二の保護フィルムを貼合する工程を含み、
第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、
第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下であり、
第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、
下記(式1)および(式2)を満たす偏光板の製造方法。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
[7] [6]に記載の偏光板の製造方法は、第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における70℃、相対湿度60%での弾性率が1.5〜3.0GPaであり、
接着層1と接着層2の主成分が水系接着剤であることが好ましい。
[8] [1]〜[5]のいずれかに記載の偏光板を含む画像表示装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の偏光板は、偏光性能を有する偏光子と偏光子の一方の面に接着層1を介して貼合された第一の保護フィルムと偏光子の他方の面に接着層2を介して貼合された第二の保護フィルムとを含み、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下であり、第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、下記(式1)および(式2)を満たすことを特徴とする。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
このような構成により、本発明の偏光板は、偏光子の吸収軸方向のカールが抑制される。ここで、保護フィルムの収縮力は、保護フィルムの厚み×保護フィルムの弾性率×保護フィルムの寸法変化で表されるところ、本発明では第一と第二の保護フィルムの弾性率を特定範囲とし、第一と第二の保護フィルムの厚みの関係を特定範囲とすることで、カールを抑制することすることができる。
なお、本発明の偏光板は、特に偏光子の吸収軸方向のカール、すなわち後述のMD方向のカールを抑えることができるが、MD方向のカールが完全に解消された場合におけるTD方向のカールについても特に問題はない。
まず、本発明の偏光板の構成を、図面に基づいて説明する。
本発明の偏光板は、第1の保護フィルムと、偏光子と、第2の保護フィルムとをこの順に有する。本発明の偏光板の一例を図1に示す。図1における偏光板(図中の符号20)は、偏光性能を有する偏光子(図中の符号3)と、前記偏光子の一方の面に接着層1(図中の符号11)を介して貼合された第一の保護フィルム(図中の符号1)と、前記偏光子の他方の面に接着層2(図中の符号12)を介して貼合された第二の保護フィルム(図中の符号2)とを含むものである。
偏光板の形状は、液晶表示装置にそのまま組み込むことが可能な大きさに切断されたフィルム片の態様の偏光板のみならず、連続生産により、長尺状に作製され、ロール状に巻き上げられた態様(例えば、ロール長2500m以上や3900m以上の態様)の偏光板も含まれる。大画面液晶表示装置用とするためには、偏光板の幅は1470mm以上とすることが好ましい。
本発明の偏光板は、第一の保護フィルム、接着層1、偏光子、接着層2、第二の保護フィルム以外のその他の層を有していてもよい。前記その他の層としては、易接着層、ハードコート層や、その他の公知の機能層を挙げることができる。本発明の偏光板は、写り込み防止やギラツキ抑制、キズ抑制などを目的として、第一の保護フィルム上に易接着層とハードコート層が配置されたことが、好ましい。
図2に、本発明の偏光板を視認側の偏光板(図中の符号20、21)として用いた、本発明の画像表示装置(図中の符号30)の一例を示した。図2に示す本発明の偏光板は、第一の保護フィルム(図中の符号1)上に易接着層(図中の符号14)とハードコート層(図中の符号15)が配置された態様である。
偏光板は、更に該偏光板の一方の面にプロテクトフィルムを、反対面にセパレートフィルムを貼合して構成されることも好ましい。
前記プロテクトフィルム及び前記セパレートフィルムは偏光板出荷時、製品検査時等において偏光板を保護する目的で用いられる。この場合、プロテクトフィルムは、偏光板の表面を保護する目的で貼合され、偏光板を液晶板へ貼合する面の反対面側に用いられる。また、セパレートフィルムは液晶板へ貼合する接着層をカバーする目的で用いられ、偏光板を液晶板へ貼合する面側に用いられる。
本発明の偏光板は、偏光性能を有する偏光子を有する。
偏光子の膜厚は、特に限定されないが、偏光度と反りの観点から5μm以上30μm以下が好ましく、10μm以上20μm以下がより好ましい。偏光子の膜厚が30μm以下であれば偏光子の収縮力が増加せず、これを貼合した液晶パネルの反りが大きくならないため好ましい。一方、偏光子の膜厚が5μm以上であれば、偏光子を透過する一方の偏光の光を十分に吸収することができ、偏光度が低下しないため好ましい。
本発明の偏光板は、偏光子の一方の面に接着層1を介して貼合され、偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下である第一の保護フィルムを含む。
前記第一の保護フィルムの主成分としては特に制限はないが、本発明の偏光板は前記第一の保護フィルムがポリエステル樹脂またはポリカーボネート樹脂などの樹脂を主成分として含むことが好ましい。
前記第一の保護フィルムは、ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂を主成分とするフィルムであることが好ましいが、ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂などの樹脂を主成分とする単層フィルムであってもよいし、ポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂などの樹脂を主成分とする層を有する多層フィルムであってもよい。また、これら単層フィルム又は多層フィルムの両面又は片面に表面処理が施されたものであってもよく、この表面処理は、コロナ処理、ケン化処理、熱処理、紫外線照射、電子線照射等による表面改質であってもよいし、高分子や金属等の塗布や蒸着等による薄膜形成であってもよい。フィルム全体に占めるポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂などの樹脂の質量割合は、通常50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
前記第一の保護フィルムは、ポリエステル樹脂を主成分として含むことが好ましい。
ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン2,6−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートが挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。中でも、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
前記第一の保護フィルムは、ポリカーボネート樹脂を主成分として含むことも好ましい。
必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。
第一の保護フィルムには、必要に応じて公知の添加剤を配合してもよく、その例としては、紫外線吸収剤、粒子、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤、潤滑剤、染料、顔料等が挙げられる。ただし、第一の保護フィルムは、一般に透明性が必要とされるため、添加剤の添加量は最小限にとどめておくことが好ましい。
第一の保護フィルム中には液晶ディスプレイの液晶等が紫外線により劣化することを防止するために、紫外線吸収剤を含有させることも可能である。紫外線吸収剤は、紫外線吸収能を有する化合物で、第一の保護フィルムの製造工程で付加される熱に耐えうるものであれば特に限定されない。
−弾性率−
第一の保護フィルムは、偏光子の吸収軸方向(好ましくは、第一の保護フィルムの搬送方向、すなわちMD方向)における25℃、相対湿度60%での弾性率が、1.0GPa以上4.0GPa未満であり、偏光板のカール抑制およびフィルム作製時の搬送性、端部スリット性や破断のし難さ等の製造適性の観点から1.1GPa〜3.5GPaがより好ましく、1.2GPa〜3.0GPaがさらに好ましい。
なお、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が、後述の第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率よりも小さい場合、偏光板には偏光子の吸収軸方向(MD方向)に第二の保護フィルム側へのカール(MDマイナスカール)が発生しやすい。本発明によれば、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が、後述の第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率よりも小さい場合であっても、偏光板のカールを抑制することができる。
ここで、フィルムの搬送方向(MD方向、長手方向)とは、フィルム作製時の搬送方向(MD方向)であり、幅方向とはフィルム作製時の搬送方向に対して直交する方向(垂直な方向、TD方向)である。第一の保護フィルムの搬送方向(MD方向、長手方向)は、本発明の偏光板では前記偏光子の吸収軸と平行であることが好ましい。なお、本明細書中における平行には、完全な平行の態様のみならず、完全な平行の態様から光学的に許容できる程度の角度のずれがある態様も含まれる。
第一の保護フィルムの搬送方向に対して垂直な方向(TD方向)は、第一の保護フィルムの面内の弾性率の最大方向であることが好ましい。保護フィルムの面内の弾性率の最大方向は、音速測定装置“SST−2501,野村商事(株)”を用い、25℃、相対湿度60%の雰囲気中で2時間以上調湿したフィルムについて、25℃、相対湿度60%の雰囲気にて、360度方向を32分割して音速を測定し、最大速度方向を面内の弾性率の最大方向と決定できる。
弾性率は、測定方向の長さが200mm、幅が10mmの試料を用意し、試料を60℃相対湿度90%の環境に48時間放置した後、25℃相対湿度60%の環境に48時間放置した直後、東洋精機製のストログラフV10−Cを用い、サンプル形状を幅10mm、チャック間長さ100mmとして測定した。
なお、偏光子と、第1の保護フィルムと第2の保護フィルムのどちらか一方または両方が貼着された場合であっても、お湯などに浸漬して偏光子であるポリビニルアルコールを軟化させて除去することにより、フィルム単体での弾性率測定が可能となる。
第一の保護フィルムは、面内方向のレターデーションRe(位相差値)は、3000nm以上であることが好ましく、3000〜30000nm以上がより好ましく、特に好ましくは4000〜20000nmであり、さらに好ましくは6000nm以上15000nm以下である。面内位相差値を3000nm以上とすることにより、本発明の偏光板を液晶表示装置に組み込んだときに虹状のムラが視認されにくくなる傾向にある。面内位相差値を30000nm以下とすることにより、薄膜化が可能であり、脆性およびハンドリング性に優れたフィルムとすることができる。
虹状ムラは、大きな複屈折、具体的にはReが500nm以上3000nm未満のポリマーフィルムを保護フィルムとして有する偏光板にバックライト光源から斜め方向に入射した光を視認側から観察した際に現われ、特に輝線スペクトルを含む、例えば冷陰極管のような光源をバックライトとする液晶表示装置において顕著である。
ここで、連続的な発光スペクトルを有する白色光源をバックライト光源として使用する場合、第一の保護フィルムのReは上記範囲であることが、虹状ムラが視認されにくくなるため好ましい。
虹状ムラは、Re、Rthの関係を表すNz値を適切な値とすることでも低減することができ、虹状ムラの低減効果および製造適性より、Nz値は絶対値が2.0以下であることが好ましく、0.5〜2.0であることがより好ましく、0.5〜1.5であることがさらに好ましい。
虹状ムラは入射光により発生する為、通常は白表示時で観察される。
なお、第一の保護フィルムの面内位相差値Reは、下記式(4)で表される。
ここで、nxは第一の保護フィルムの面内遅相軸方向の屈折率であり、nyは第一の保護フィルムの面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率であり、y1は第一の保護フィルムの厚みである。
ここでnzは第一の保護フィルムの厚み方向の屈折率である。
二枚の偏光板を用いて、第一の保護フィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(Nx,Ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求め、前記二軸の屈折率差の絶対値(|Nx−Ny|)を屈折率の異方性(△Nxy)とした。第一の保護フィルムの厚みy1(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。測定したNx、Ny、Nz、y1の値からRe、Rth、Nzをそれぞれ算出した。
第一の保護フィルムの厚みは、10〜200μmとすることが好ましく、15〜100μmとすることがより好ましく、20〜80μmであることが特に好ましい。第一の保護フィルムの厚みが20μm以上であると、ハンドリングしやすい傾向にあり、厚みが100μm以下であると、薄肉化による製造コスト低減のメリットが得られる傾向にある。
前記第一の保護フィルムは幅方向に延伸されてなることが、位相差値発現の観点から好ましい。第一の保護フィルムの製造方法としては特に制限はない。前記第一の保護フィルムに上記特性を付与するためには、以下の方法で製造することが好ましい。
まず、第一の保護フィルムに用いられる樹脂(例えばポリエステル樹脂)をフィルム状に溶融押出し、キャスティングドラムで冷却固化させて未延伸フィルムとした後に、必要であれば、易接着層を形成するための塗液を塗布し、この未延伸フィルムを、ポリエステルフィルムのTg〜(Tg+60)℃の温度で、幅方向に3〜10倍、好ましくは3倍〜7倍になるよう延伸することが好ましい。前記第一の保護フィルムは幅方向に一軸延伸されてなることが、面内方向のレターデーションReを大きく発現させる観点から好ましい。
本発明の偏光板は、偏光子の第一の保護フィルムが貼合された側の他方の面に接着層2を介して貼合され、偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、下記(式1)および(式2)を満たす第二の保護フィルムを有する。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
前記第二の保護フィルムの主成分としては特に制限はなく、シクロオレフィン樹脂、アクリル樹脂またはセルロース系樹脂などの熱可塑性樹脂を挙げることができるが、本発明の偏光板は前記第二の保護フィルムがセルロース系樹脂を主成分として含むことが好ましい。
前記第二の保護フィルムは、セルロース系樹脂などの樹脂を主成分とするフィルムであることが好ましいが、セルロース系樹脂などの樹脂を主成分とする単層フィルムであってもよいし、セルロース系樹脂などの樹脂を主成分とする層を有する多層フィルムであってもよい。また、これら単層フィルム又は多層フィルムの両面又は片面に表面処理が施されたものであってもよく、この表面処理は、コロナ処理、ケン化処理、熱処理、紫外線照射、電子線照射等による表面改質であってもよいし、高分子や金属等の塗布や蒸着等による薄膜形成であってもよい。フィルム全体に占めるセルロース系樹脂などの樹脂の質量割合は、通常50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
以下、第二の保護フィルムに用いることができるセルロース系樹脂(好ましくはセルロースアシレート)について、詳しく説明する。
セルロースアシレートの置換度は、セルロースの構成単位((β)1,4−グリコシド結合しているグルコース)に存在している、3つの水酸基がアシル化されている割合を意味する。置換度(アシル化度)は、セルロースの構成単位質量当りの結合脂肪酸量を測定して算出することができる。本発明において、セルロース体の置換度はセルロース体を重水素置換されたジメチルスルフォキシド等の溶剤に溶解して13C−NMRスペクトルを測定し、アシル基中のカルボニル炭素のピーク強度比から求めることにより算出することができる。セルロースアシレートの残存水酸基をセルロースアシレート自身が有するアシル基とは異なる他のアシル基に置換したのち、13C−NMR測定により求めることができる。測定方法の詳細については、手塚他(Carbohydrate.Res.,273(1995)83−91)に記載がある。
セルロースアシレートのアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基が好ましく、アセチル基、プロピオニル基がより好ましい。
これらの中でも本発明の偏光板は、第二の保護フィルムに含まれるセルロース系樹脂のアシル基の置換度が2.0以上2.6未満である低置換度のセルロースアシレート(DAC)もしくは、全アシル置換度が2.6〜2.97の高置換度のセルロースアシレート(TAC)を用いることが、得られる偏光板を液晶表示装置に組み込んだときの正面ムラをより抑制する観点から好ましく、2.0以上2.6未満である低置換度のセルロースアシレート(DAC)を用いることが特に好ましい。これはフィルムの光弾性が小さいためと推定される。
本発明においては、置換基および/または置換度の異なる2種のセルロースアシレートを併用、混合して用いてもよいし、後述の共流延法などにより、異なるセルロースアシレートからなる複数層からなるフィルムを形成してもよい。
またセルロースアシレートは、70000〜230000の数平均分子量を有することが好ましく、75000〜230000の数平均分子量を有することがさらに好ましく、78000〜120000の数平均分子量を有することが最も好ましい。
第二の保護フィルムは、有機酸やその他の偏光板保護フィルムに用いられる公知の添加剤を、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、含んでいてもよい。添加剤の分子量は特に制限されないが、後述の添加剤を好ましく用いることができる。
添加剤を加えることによって、湿度寸法変化率の制御、フィルムの熱的性質、光学的性質、機械的性質の改善、柔軟性付与、耐吸水性付与、水分透過率低減等のフィルム改質の観点で、有用な効果を示す。
−弾性率−
第二の保護フィルムは、偏光子の吸収軸方向(MD方向)における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満である。第二の保護フィルムは、MD方向における弾性率が5.0GPa未満であるときは、光学特性の発現が十分であり、MD方向における弾性率が2.0GPa以上であるとカール発生を十分に抑制できる。
第二の保護フィルムは、偏光子の吸収軸方向(MD方向)における25℃、相対湿度60%での弾性率が3.0GPa以上〜5.0GPa未満であることが、偏光板のカール抑制およびフィルム作製時の搬送性、端部スリット性や破断のし難さ等の製造適性の観点から、より好ましく、3.2〜4.2GPaであることが特に好ましい。
第二の保護フィルムの搬送方向(MD方向、長手方向)は、本発明の偏光板では前記偏光子の吸収軸と平行であることが好ましい。
本発明の偏光板は、第二の保護フィルムの厚みd2が下記(式2)を満たす。
(式2) d2≦40μm
(式2中、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
第二の保護フィルムの厚みd2は10〜40μmとすることが好ましく、15〜40μmとすることがより好ましく、20〜40μmであることが特に好ましい。第二の保護フィルムの厚みが20μm以上であるとハンドリングしやすい傾向にあり、厚みが40μm以下であると十分に得られる偏光板のカールを抑制でき、かつ、薄肉化による製造コスト低減のメリットが得られる傾向にある。
第二の保護フィルムの厚みを薄くすることで、偏光板の偏光子の吸収軸方向(MD方向)における第二の保護フィルム側の収縮力を小さくでき、偏光板のカール(MDマイナスカール)の発生を抑制しやすい。
本発明の偏光板は、第二の保護フィルムと第1の保護フィルムとの膜厚比が下記(式1)を満たす。
(式1) d2/d1≦0.8
(式1中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
上記(式1)を満たすことにより、偏光板のカールを抑制できる。第二の保護フィルムの厚みを、第一の保護フィルムの厚みよりも一定の割合以上薄くすることで、偏光板の偏光子の吸収軸方向(MD方向)における第二の保護フィルム側への収縮力を小さくでき、偏光板のカール(MDマイナスカール)の発生を抑制しやすい。
第二の保護フィルムと第1の保護フィルムとの膜厚比は、d2/d1≦0.7であることが好ましく、d2/d1≦0.6であることがより好ましい。
第二の保護フィルムと第1の保護フィルムとの膜厚比d2/d1の下限値としては特に制限はないが、例えば0.1以上であることが好ましく、0.2以上であることがより好ましい。
本発明の偏光板は、前記偏光子と第一の保護フィルムが接着層1を介して貼合され、前記偏光子と第二の保護フィルムが接着層2を介して貼合される。接着層1および接着層2は、硬化性の接着剤を含むことが好ましい。
一般的には、第一の保護フィルムの偏光子側に偏光子側易接着層側を設け、その上に偏光子を接着させるための接着剤を介して偏光子を張り合わせる。
本発明の偏光板は、他部材と接着するための易接着層として粘着剤層を有することが好ましい。例えば、偏光子と第一の保護フィルムの接着性を改良するために第一の保護フィルムの偏光子が設けられた面に接着層1の下地として偏光子側易接着層を用いることもできる。
本発明における偏光子側易接着層は、各種の機能層との接着性を向上させるための層であり、例えば、偏光子とポリエステルフィルムを貼り合わせるために使用する各種の接着剤との接着性を向上させるために使用することができる。
さらに本発明の主旨を損なわない範囲において、偏光子側易接着層およびハードコート層側易接着層には必要に応じて消泡剤、塗布性改良剤、増粘剤、有機系潤滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、発泡剤、染料、顔料等が含有されてもよい。
インラインコーティングによって易接着層を設ける場合は、上述の一連の化合物を水溶液または水分散体として、固形分濃度が0.1〜50質量%程度を目安に調整した塗布液をポリエステルフィルム上に塗布する要領にて、ポリエステルフィルムを製造するのが好ましい。また、本発明の主旨を損なわない範囲において、水への分散性改良、造膜性改良等を目的として、塗布液中には少量の有機溶剤を含有していてもよい。有機溶剤は1種類のみでもよく、適宜、2種類以上を使用してもよい。
接着剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリブチルアクリレート等のアクリル系化合物、グリシジル基やエポキシシクロヘキサンに例示される脂環式エポキシ基を有するエポキシ系化合物等が挙げられる。
本発明の偏光板の製造方法は、偏光性能を有する偏光子の一方の面に接着層1を介して第一の保護フィルムを貼合する工程と、偏光子の他方の面に接着層2を介して第二の保護フィルムを貼合する工程を含み、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、第一の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下であり、第二の保護フィルムの偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、下記(式1)および(式2)を満たすことを特徴とする。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。)
以下、本発明の偏光板の製造方法について、説明する。
前記偏光板保護フィルム(第一の保護フィルム、及び第二の保護フィルム)はアルカリ鹸化処理することによりポリビニルアルコールのような偏光子の材料との密着性を付与し、偏光板保護フィルムとして用いることができる。
鹸化の方法については、特開2007−86748号公報の〔0211〕と〔0212〕に記載される方法を用いることができる。
本発明の偏光板の製造方法は、偏光性能を有する偏光子の一方の面に接着層1を介して第一の保護フィルムを貼合する工程と、偏光子の他方の面に接着層2を介して第二の保護フィルムを貼合する工程を含む。
ロールツーロール方式を用いて両方の貼合する工程を同時に行う方法としては、例えば特開2012−203108号公報に記載の装置および方法を用いることができ、特開2012−203108号公報に記載の内容は本発明に組み込まれる。
特開2012−203108号公報に記載の製造装置は、偏光子を連続的に搬送しながら、その一方の面に第一の保護フィルムを貼合し、もう一方の面には第二の保護フィルムを貼合して、偏光板を製造し、巻取りロールに巻き取るように構成されている。典型的には偏光子の両面にそれぞれ保護フィルムが貼合される。
本発明の偏光板において、偏光子に第1及び第2の保護フィルムが貼り合される工程の前後においては、高温、高湿度での環境下でない限り、第1の保護フィルム及び第2の保護フィルムの弾性率はほとんど変化しない。
前記偏光板保護フィルムの処理面と偏光子を貼り合わせるのに使用される接着剤としては、前記接着層1および接着層2の主成分として挙げてものを用いることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系接着剤や、ブチルアクリレート等のビニル系ラテックス等が挙げられる。
第一の保護フィルムおよび第二の保護フィルムにはあらかじめ、けん化処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施してもよい。
ここで、偏光板のカールの発現は、貼合時の温湿度環境や搬送ラインテンションによって第一の保護フィルム、偏光子、第二の保護フィルムの収縮力がそれぞれ異なることにより発生するが、上記の構成とすることにより、偏光子の吸収軸方向(MD方向)における第二の保護フィルム側への偏光板のカール(MDマイナスカール)を抑制しやすい。
本発明の画像表示装置は、本発明の偏光板を含むことを特徴とする。
前記画像表示装置としては、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(OELD又はIELD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、タッチパネル、電子ペーパー等を挙げることができる。これらの画像表示装置は、画像表示パネルの表示画面側に本発明の偏光板を備えることが好ましい。
液晶表示装置は、本発明の偏光板と、液晶表示素子とを備えるものであることが好ましい。ここで、液晶表示素子は、上下基板間に液晶が封入された液晶セルを備え、電圧印加により液晶の配向状態を変化させて画像の表示を行う液晶パネルが代表的であるが、その他、プラズマディスプレイパネル、CRTディスプレイ、有機ELディスプレイ等、公知の各種ディスプレイに対しても、本発明の偏光板を適用することができる。このように、レターデーションが高い第一の保護フィルムを有する本発明の偏光板を液晶表示素子に適用した場合には、液晶表示素子の反りを防止することができる。
上記態様により虹状の色斑の発生が抑制される機構としては国際公開WO2011/162198号に記載があり、この公報の内容は本発明に組み込まれる。
面内方向のレターデーションが高い第一の保護フィルムの配置は特に限定されないが、入射光側(光源側)に配される偏光板と、液晶セルと、出射光側(視認側)に配される偏光板とを配された液晶表示装置の場合、入射光側に配される偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム、もしくは出射光側に配される偏光板の射出光側の偏光子保護フィルムが面内方向のレターデーションが高い第一の保護フィルムであることが好ましい。特に好ましい態様は、出射光側に配される偏光板の射出光側の偏光子保護フィルムを面内方向のレターデーションが高い第一の保護フィルムとする態様である。上記以外の位置に面内方向のレターデーションが高い第一の保護フィルムを配する場合は、液晶セルの偏光特性を変化させてしまう場合がある。偏光特性が必要とされない場所に、面内方向のレターデーションが高い第一の保護フィルムは用いられることが好ましいため、このような特定の位置の偏光板の保護フィルムとして使用されることが好ましい。
図2に示した液晶表示装置30は、視認側偏光板として本発明の偏光板20、21を有し、液晶セル22側に、バックライト側偏光板23を有する。また、液晶表示装置30はバックライト26を有する。バックライト側偏光板23としては、特に限定されず、視認側偏光板21と同じ偏光板でもよいし、公知の偏光板でもよい。
液晶セルは、液晶層と、該液晶層の両側に設けられた2枚のガラス基板を有することが好ましい。ガラス基板の厚さは0.5mm以下であることが好ましく、0.4mm以下がより好ましく、0.3mm以下が特に好ましい。
液晶表示装置の液晶セルはIPSモード、VAモード、FFSモードであることが好ましい。
<第一の保護フィルムのRe、Rth>
本明細書中で用いる第一の保護フィルムのRe、Rthは以下の方法で測定した。
二枚の偏光板を用いて、第一の保護フィルムとして用いる得られたPETフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(Nx,Ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR−4T、測定波長589nm)によって求めた。さらに第一の保護フィルムの厚みd1(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。測定したNx、Ny、Nz、d1の値からRe、Rthをそれぞれ算出した。
本明細書中で用いる第二の保護フィルムのRe、Rthは以下の方法で測定した。
サンプルフィルムを25℃、相対湿度60%にて24時間調湿後、自動複屈折計(KOBRA−21ADH:王子計測機器(株)製)を用いて、25℃、相対湿度60%において、フィルム表面に対し垂直方向及び遅相軸を回転軸としてフィルム面法線から+50°から−50°まで10°刻みで傾斜させた方向から波長590nmにおける位相差を測定して、面内レターデーション値(Re)と膜厚方向のレターデーション値(Rth)とを算出した。
製造した偏光板の断面をSEM(走査型顕微鏡)により観察し、第一、第二の保護フィルムの膜厚を測定した。
第一および第二の保護フィルムのMD方向およびTD方向の弾性率は測定方向の長さが200mm、幅が10mmの試料を用意し、東洋精機製のストログラフV10−Cを用い、サンプル形状を幅10mm、チャック間長さ100mmとして測定した。なお、25℃、相対湿度60%の雰囲気での弾性率の測定も、70℃、相対湿度60%の雰囲気での弾性率の測定も、偏光板を作製する前の材料としての第一および第二の保護フィルムをサンプルとして用いて行った。
<<第一の保護フィルムの作製>>
<延伸PET100μm>
(原料ポリエステル1)
以下に示すように、テレフタル酸及びエチレングリコールを直接反応させて水を留去し、エステル化した後、減圧下で重縮合を行なう直接エステル化法を用いて、連続重合装置により原料ポリエステル1(Sb触媒系PET)を得た。
第一エステル化反応槽に、高純度テレフタル酸4.7トンとエチレングリコール1.8トンを90分かけて混合してスラリー形成させ、3800kg/hの流量で連続的に第一エステル化反応槽に供給した。更に三酸化アンチモンのエチレングリコール溶液を連続的に供給し、反応槽内温度250℃、攪拌下、平均滞留時間約4.3時間で反応を行なった。このとき、三酸化アンチモンはSb添加量が元素換算値で150ppmとなるように連続的に添加した。
上記で得られたエステル化反応生成物を連続的に第一重縮合反応槽に供給し、攪拌下、反応温度270℃、反応槽内圧力20torr(2.67×10-3MPa)で、平均滞留時間約1.8時間で重縮合させた。
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’−(1,4−フェニレン)ビス(4H−3,1−ベンズオキサジノン−4−オン)10質量部、原料ポリエステル1(IV=0.63)90質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤を含有する原料ポリエステル2を得た。
原料ポリエステル1(90質量部)と、紫外線吸収剤を含有した原料ポリエステル2(10質量部)を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入し、押出機1で300℃に溶融した。下記押出条件により、ギアポンプ、濾過器(孔径20μm)を介し、ダイから押出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。
ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム1を得た。
《条件》
・横延伸温度:90℃
・横延伸倍率:4.3倍
次いで、ポリエステルフィルムの膜面温度を下記範囲に制御しながら、熱固定処理を行った。
<条件>
・熱固定温度:180℃
・熱固定時間:15秒
熱固定後のポリエステルフィルムを下記の温度に加熱し、フィルムを緩和した。
・熱緩和温度:170℃
・熱緩和率:TD方向(フィルム幅方向、横方向)2%
次に、熱緩和後のポリエステルフィルムを50℃の冷却温度にて冷却した。
<延伸PET80μm>
製造例1において、完成フィルムの厚さが80μmとなるようにした以外は同様にして、面内方向のレターデーションReが8100nm、膜厚方向のレターデーションRthが9300nmのPETフィルム(以降、延伸PET80μmと略す)を製造した。
<延伸PET60μm>
製造例1において、完成フィルムの厚さが60μmとなるようにした以外は同様にして、面内方向のレターデーションReが6100nm、膜厚方向のレターデーションRthが6900nmのPETフィルム(以降、延伸PET60μmと略す)を製造した。
<3層共押PET80μm>
−フィルム成形工程−
原料ポリエステル1(90質量部)と、紫外線吸収剤を含有した原料ポリエステル2(10質量部)を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径50mmの1軸混練押出機1のホッパー1に投入し、押出機1で300℃に溶融した(中間層II層)。
また原料ポリエステル1を、含水率20ppm以下に乾燥させた後、直径30mmの1軸混練押出機2のホッパー2に投入し、押出機2で300℃に溶融した(外層I層、外層III層)。
これらの2種のポリマー溶融物をそれぞれギアポンプ、濾過器(孔径20μm)に介した後、2種3層合流ブロックにて、押出機1から押出されたポリマーが中間層(II層)に、押出機2から押出されたポリマーが外層(I層及びIII層)になるように積層し、ダイよりシート状に押し出した。
溶融樹脂の押出条件は、圧力変動を1%、溶融樹脂の温度分布を2%として、溶融樹脂をダイから押出した。具体的には、背圧を、押出機のバレル内平均圧力に対して1%加圧し、押出機の配管温度を、押出機のバレル内平均温度に対して2%高い温度で加熱した。
ダイから押出した溶融樹脂は、温度25℃に設定された冷却キャストドラム上に押出し、静電印加法を用い冷却キャストドラムに密着させた。冷却キャストドラムに対向配置された剥ぎ取りロールを用いて剥離し、未延伸ポリエステルフィルム2を得た。このとき、I層、II層、III層の厚さの比は10:80:10となるように各押出機の吐出量を調整した。
<80μmPET−A>
製造例1において、得られた未延伸ポリエステルフィルム1をさらに縦方向に3倍延伸し、完成フィルムが厚さ80μmとなるようにした以外は同様にして、面内方向のレターデーションReが1200nm、膜厚方向のレターデーションRthが4700nmPETフィルム(80μmPET−Aと略す)とした。
<HC層付き 延伸PET80μm>
−易接着層の形成−
(1)ハードコート層側易接着層の形成
下記化合物を下記の比率で混合し、ハードコート層側易接着層用の塗布液H1を作製した。実施例1で得られた延伸PET80μmの上に、ハードコート層側易接着層用の塗布液H1を膜厚0.09μmで塗布した。
ポリエステル樹脂:(IC) 60質量部
アクリル樹脂:(II) 25質量部
メラミン化合物:(VIB) 10質量部
粒子:(VII) 5質量部
以下に使用化合物の詳細を示す。
・ポリエステル樹脂:(IC)
下記組成のモノマーで共重合したポリエステル樹脂のスルホン酸系水分散体
モノマー組成:(酸成分)テレフタル酸/イソフタル酸/5−ソジウムスルホイソフタ
ル酸//(ジオール成分)エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ジエチレングリコール=56/40/4//70/20/10(mol%)
下記組成のモノマーで重合したアクリル樹脂の水分散体
エチルアクリレート/n−ブチルアクリレート/メチルメタクリレート/N−メチロールアクリルアミド/アクリル酸=65/21/10/2/2(質量%)の乳化重合体(乳化剤:アニオン系界面活性剤)
・ウレタン樹脂:(IIIB)
1,6−ヘキサンジオールとジエチルカーボネートからなる数平均分子量が2000のポリカーボネートポリオールを400質量部、ネオペンチルグリコールを10.4質量部、イソホロンジイソシアネート58.4質量部、ジメチロールブタン酸が74.3質量部からなるプレポリマーをトリエチルアミンで中和し、イソホロンジアミンで鎖延長して得られるウレタン樹脂の水分散体。
・メラミン化合物:(VIB)ヘキサメトキシメチルメラミン
・粒子:(VII)平均粒径65nmのシリカゾル
その後、実施例1で得られた延伸PET80μmのハードコート層側易接着層用の塗布液H1を塗布した面に、下記組成の混合塗液(アクリル−1)を乾燥膜厚が5μmになるように塗布・乾燥し、紫外線を照射して硬化させハードコート層を形成した。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 85質量部
2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート 15質量部
光重合開始剤(商品名:イルガキュア184、チバスペシャルティケミカル製)
5質量部
メチルエチルケトン 200質量部
<<第二の保護フィルムの作製>>
<延伸DAC35μm>
(セルロースアシレートの調製)
特開平10−45804号公報、同08−231761号公報に記載の方法で、セルロースアシレートを合成し、その置換度を測定した。具体的には、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の量を調整することで置換度を調整した。またアシル化後に40℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が22(質量%)になるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
・セルロースアセテート(置換度2.43) 100.0質量部
・化合物A 19.0質量部
・化合物B 5.0質量部
・メチレンクロライド 365.5質量部
・メタノール 54.6質量部
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、撹拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。各セルロースアシレート溶液の固形分濃度が19.7(質量%)になるように溶剤(メチレンクロライドおよびメタノール)の量は適宜調整した。
・セルロースアセテート(置換度2.79) 100.0質量部
・化合物A 11.0質量部
・シリカ微粒子 R972(日本エアロジル製) 0.15質量部
・メチレンクロライド 395.0質量部
・メタノール 59.0質量部
前記セルロースアシレート溶液C01を乾燥後の膜厚が42μmのコア層になるように、前記セルロースアシレート溶液S01を乾燥後の膜厚3μmのスキンA層およびスキンB層になるように、それぞれ流延した。得られたウェブ(フィルム)をバンドから剥離し、クリップに挟み、フィルム全体の質量に対する残留溶媒量が70〜5%の状態のときに延伸温度140℃、延伸倍率1.08倍でテンターを用いて横延伸した。
その後にフィルムからクリップを外して130℃で20分間乾燥させた後、更に延伸温度180℃、延伸倍率1.25倍でテンターを用いて再度横延伸した。
なお、残留溶媒量は下記の式にしたがって求めた。
残留溶媒量(質量%)={(M−N)/N}×100
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、NはMを測定したウェブを120℃で2時間乾燥させた時の質量である。
このようにして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸DAC35μmと言う)を得た。膜厚は35μmであった。なお、Re(550)は55nm、Rth(550)は110nmであった。
<延伸DAC40μm>
上記延伸DAC35μmの製膜にて、完成膜厚を40μmとした以外は同様にして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸DAC40μmと言う)を製膜した(膜厚40μm、Re=60nm、125nm)。
<延伸DAC65μm>
上記延伸DAC 35μmの製膜にて、化合物Bを用いず、完成膜厚を65μmとした以外は同様にして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸DAC65μmと言う)を製膜した(膜厚65μm、Re=54nm、Rth=130nm)。
<延伸CAP35μm>
(セルロースアシレート溶液の調製)
セルロースアシレートおよび下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液21を調製した。
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セルロースアシレート溶液21組成
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アセチル置換度1.6、プロピオニル置換度0.9のセルロースアシレート
100.0質量部
スクロースベンゾエート ベンゾエート置換度6.0 8.0質量部
化合物B 3.0質量部
下記添加剤(カルボン酸とジオールとの重縮合エステル) 2.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 400.0質量部
エタノール(第2溶媒) 40.0質量部
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下記の組成物を分散機に投入し、攪拌して各成分を溶解し、マット剤溶液を調製した。
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マット剤溶液の組成
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平均粒子サイズ16nmのシリカ粒子(AEROSIL R972、 日本アエロジル(株)製) 1.6質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 78.9質量部
エタノール(第2溶媒) 8.8質量部
セルロースアシレート溶液21 0.3質量部
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<延伸CAP40μm>
上記延伸CAP35μmの製膜にて、完成膜厚を40μmとした以外は同様にして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸CAP40μmと言う)を製膜した。(膜厚40μm、Re=51nm、Rth=117nm)。
<延伸CAP65μm>
上記延伸CAP35μmの製膜にて、化合物Bを用いず、完成膜厚を65μmとした以外は同様にして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸CAP65μmと言う)を製膜した(膜厚65μm、Re=63nm、Rth=150nm)。
<延伸TAC35μm>
〔ドープ調製〕
(セルロースアシレート溶液31)
下記組成物をミキシングタンクに投入し、過熱しながら攪拌して各成分を溶解して各成分を充分に溶解した。
セルロースアシレート溶液31
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アセチル置換度2.81のセルロースアシレート 100.0質量部
下記添加剤(カルボン酸とジオールとの重縮合エステル)9.0質量部
光学発現剤A 7.0質量部
ジクロロメタン 404.3質量部
メタノール 60.4質量部
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光学発現剤A
上記方法で作製したセルロースアシレート溶液31を含む下記組成物を分散機に投入し、マット剤分散液を調製した。
マット剤分散液
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平均粒径16nmのシリカ粒子
(aerosil R972日本アエロジル(株)製) 2.0質量部
ジクロロメタン 72.2質量部
メタノール 10.8質量部
セルロースアシレート溶液31 10.5質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
上記方法で作製したセルロースアシレート溶液31を含む下記組成物をミキシングタンクに投入し、過熱しながら攪拌して溶解し、光学発現剤A溶液を調製した。
光学発現剤A溶液
――――――――――――――――――――――――――――――――――
前記光学発現剤A 20.0質量部
ジクロロメタン 58.2質量部
メタノール 8.7質量部
セルロースアシレート溶液31 13.2質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――
セルロースアシレート100質量部に対して、可塑剤が9.0質量部、光学発現剤Aが7.0質量部、平均粒径16nmのシリカ粒子(aerosil R972日本アエロジル(株)製)が0.14質量部となるよう、セルロースアシレート溶液31、マット剤分散液、光学発現剤A溶液を混合し、共流延の外層用ドープを作成した。
セルロースアシレート100質量部に対して、可塑剤が9.0質量部、光学発現剤Aが7.0質量部となるようにセルロースアシレート溶液31、光学発現剤A溶液を混合し、共流延の内層用ドープを作成した。
<延伸TAC40μm>
上記フィルム延伸の製膜にて、完成膜厚を40μmとした以外は同様にして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸TAC40μmと言う)を製膜した。(40μm、Re=46nm、Rth=118nm)
<延伸TAC65μm>
上記フィルムの製膜にて、化合物Bの添加量を3.5質量部として、完成膜厚を65μmとした以外は同様にして、セルロースアシレートフィルム(以降、延伸TAC65μmと言う)を製膜した。(膜厚65μm、Re=47nm、Rth=120nm)
<偏光子と保護フィルムとの接着>
上記の製造例で製造した第一の保護フィルムと第二の保護フィルムを用い、以下の方法にしたがって偏光子と第一、第二の保護フィルムとを接着層を介して貼合した。
下記化合物を下記の比率で混合し、偏光子側易接着用の塗布液P1を作製した。
(1)共重合ポリエステル樹脂(A−1)の合成
ジメチルテレフタレート 194.2質量部
ジメチルイソフタレート 184.5質量部
ジメチル−5−ナトリウムスルホイソフタレート 14.8質量部
ジエチレングリコール 233.5質量部
エチレングリコール 136.6質量部
テトラ−n−ブチルチタネート 0.2質量部
上記化合物を仕込み、160℃から220℃の温度で4時間かけてエステル交換反応を行なった。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後、30Paの減圧下で1時間30分反応させ、共重合ポリエステル樹脂(A−1)を得た。
共重合ポリエステル樹脂(A−1) 30質量部
エチレングリコールn−ブチルエーテル 15質量部
上記化合物を入れ、110℃で加熱、攪拌し樹脂を溶解した。樹脂が完全に溶解した後、水55質量部をポリエステル溶液に攪拌しつつ徐々に添加した。添加後、液を攪拌しつつ室温まで冷却して、固形分30質量%の乳白色のポリエステル水分散体(Aw−1)を作製した。
水90質量部を入れ、攪拌しながらケン化度が88%で重合度500のポリビニルアルコール樹脂(クラレ製)(B−1)10質量部を徐々に添加した。添加後、液を攪拌しながら、95℃まで加熱し、樹脂を溶解させた。溶解後、攪拌しながら室温まで冷却して、固形分10質量%のポリビニルアルコール水溶液(Bw−1)を作製した。
100質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 55質量部
ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(平均分子量750) 30質量部
上記化合物を仕込み、窒素雰囲気下、70℃で4時間保持した。その後、反応液温度を50℃に下げ、メチルエチルケトオキシム47質量部を滴下した。反応液の赤外スペクトルを測定し、イソシアネート基の吸収が消失したことを確認し、固形分75質量%のブロックポリイソシアネート水分散液(C−1)を得た。
の質量比が70/30になる偏光子側易接着用の塗布液P1を作製した。
水 40.61質量%
イソプロパノール 30.00質量%
ポリエステル水分散体(Aw−1) 11.67質量%
ポリビニルアルコール水溶液(Bw−1) 15.00質量%
ブロックイソシアネート系架橋剤(C−1) 0.67質量%
粒子(平均粒径100nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
1.25質量%
触媒(有機スズ系化合物 固形分濃度14質量%) 0.3質量%
界面活性剤(シリコン系、固形分濃度10質量%) 0.5質量%
リバースロール法にて、未延伸ポリエステルフィルム1の片側に偏光子側易接着用の塗布液P1を乾燥後の塗布量が0.12g/m2になるように調整しながら、塗布した。
市販のVA型液晶テレビ(Skyworth製39E61HR)の2枚の偏光板をはがし、フロント側(視認側)、リア側(非視認側)に各実施例および比較例の偏光板を、第二の保護フィルムがそれぞれ液晶セル側となるように、粘着剤を介して、フロント側およびリア側に一枚ずつ貼り付けた。フロント側の偏光板の吸収軸が長手方向(左右方向)に、そして、リア側の偏光板の透過軸が長手方向(左右方向)になるように、クロスニコル配置とした。液晶セルに使用されているガラスの厚さは0.5mmであった。Skyworth製39E61HRは、LEDバックライトを有しており、これは連続的な発光スペクトルを有する白色光源にあたる。
この表示特性は良好であった。
このようにして得られた液晶表示装置を各実施例および比較例の画像表示装置1とした。
<<偏光板の評価>>
<MDカール評価>
このようにして作製した偏光板から(TD)1.5cm×(MD)15cmの大きさの試験片を切り出し、25℃、相対湿度60%の温度湿度環境に4時間以上置いた後、4隅の浮き上がり量(MD方向のカール量)を計測した。その結果を表1〜3に示す。この際、アウター側を上向きに置いた時の浮き上がり量をプラス方向とする。作製したサンプルがインナー側に反っている時は、アウター側を上向きに置いても浮き上がり量を計測できないため、フィルムの上下を引っくり返してインナー側を上向きに置いて浮き上がり量を計測し、マイナス符号を付与する。なお、試験片を切り出す際は、偏光板の中心部分から切り出した。
偏光板4隅の平均の浮き上がり量(MD方向のカール量)の良し悪しは、−1mm以上が最も好ましく、これをAとした。
−5mm以上−1mm未満が次に好ましく、これをBとした。
−10mm以上−5mm未満が次に好ましく、これをCとした。
−10mm未満は好ましくなく、これをDとした。これは、偏光板がマイナス方向に強くカールすると、液晶セルに貼り合わせるときに泡が入りやすくなり好ましくないためである。
実用上、A、BまたはC評価であることが必要であり、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
<虹状のムラ評価>
作製した各実施例及び比較例の画像表示装置1の、白表示時の虹状のムラを複数の観察者により目視評価した。
〜評価指標〜
A:虹状のムラは殆ど観察されなかった。
B:虹状のムラは弱いが、視認できる程度に観察された。
C:虹状のムラがはっきり観察された。
AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
このようにして作製した各実施例及び比較例の画像表示装置1について、40℃相対湿度95%で24時間サーモ後、25℃相対湿度60%で液晶表示装置のバックライトを点灯し、点灯から5〜10時間後のパネルについて、その四隅の光漏れを、輝度計測用カメラ「ProMetric」(Radiant Imaging社製)で画面正面から黒表示画面を撮影し、全画面の平均輝度と、4角の光漏れが大きい箇所の輝度差をもとにして、評価した。
〜評価指標〜
A:パネル4角の光漏れが視認されない。(パネルの光漏れがサーモ投入前と同程度)
B:パネル4角のうち、1〜2角でわずかな光漏れが視認されるが許容できる。
C:パネル4角のうち、3〜4角でわずかな光漏れが視認されるが許容できる。
D:パネル4角の光漏れが強い。
また25℃相対湿度60%で液晶表示装置のバックライトを5時間点灯の変わりに、40℃DRY環境で2時間サーモ後、25℃相対湿度60%で液晶表示装置のバックライトを24時間点灯として同様の評価を実施したが、光漏れ量やワープムラの評価結果は25℃相対湿度60%で液晶表示装置のバックライトを5時間点灯した場合と同様であった。
A、BまたはC評価であることが好ましく、AまたはB評価であることがより好ましく、A評価であることが特に好ましい。
実施例101〜106では、第二の保護フィルムとして用いた低アシル置換度のセルロースアシレート(DAC)フィルムは薄手の方が、カールの面で優れることがわかった。
実施例108では、第一の保護フィルムにハードコート(HC層)を付与することで、マイナスカールが抑制されることがわかった。
実施例109では、第一の保護フィルムとして用いたPETフィルムの製法が違っていた場合であっても、カール値は変化しないことがわかった。
実施例101〜106、108、109では、液晶表示装置に偏光板を組み込んだときの液晶セルから近い側(インナー側)の第二の保護フィルムとして低アシル置換度のセルロースアシレート(DAC)フィルムを用いると、正面ムラに優れる液晶表示装置が得られることがわかった。
一方、比較例101より、第二の保護フィルムの膜厚が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムの第二の保護フィルムに対する膜厚比d1/d2も本発明で規定する上限値を上回る場合は、偏光板のMD方向のカールを抑制できないことがわかった。
比較例102より、第一の保護フィルムのMD方向の弾性率が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムのMD方向の弾性率のTD方向の弾性率に対する比が本発明で規定する上限値を上回り、第二の保護フィルムの膜厚が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムの第二の保護フィルムに対する膜厚比d1/d2も本発明で規定する上限値を上回る場合は、偏光板のMD方向のカールを抑制できないことがわかった。
実施例201〜206では、第二の保護フィルムとして用いたセルロースアシレートプロピオネート(CAP)フィルムは薄手の方が、カールの面で優れることがわかった。
実施例201〜206では、液晶表示装置に偏光板を組み込んだときの液晶セルから近い側(インナー側)の第二の保護フィルムとしてセルロースアシレートプロピオネート(CAP)フィルムを用いると、カールスコアがよいことがわかった。
一方、比較例201より、第二の保護フィルムの膜厚が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムの第二の保護フィルムに対する膜厚比d1/d2も本発明で規定する上限値を上回る場合は、偏光板のMD方向のカールを抑制できないことがわかった。
比較例202より、第一の保護フィルムのMD方向の弾性率が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムのMD方向の弾性率のTD方向の弾性率に対する比が本発明で規定する上限値を上回り、第二の保護フィルムの膜厚が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムの第二の保護フィルムに対する膜厚比d1/d2も本発明で規定する上限値を上回る場合は、偏光板のMD方向のカールを抑制できないことがわかった。
実施例301〜306では、第二の保護フィルムとして用いた高アシル置換度のセルロースアシレート(TAC)フィルムは薄手の方が、カールの面で優れることがわかった。
一方、比較例301より、第二の保護フィルムの膜厚が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムの第二の保護フィルムに対する膜厚比d1/d2も本発明で規定する上限値を上回る場合は、偏光板のMD方向のカールを抑制できないことがわかった。
比較例302より、第一の保護フィルムのMD方向の弾性率が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムのMD方向の弾性率のTD方向の弾性率に対する比が本発明で規定する上限値を上回り、第二の保護フィルムの膜厚が本発明で規定する上限値を上回り、第一の保護フィルムの第二の保護フィルムに対する膜厚比d1/d2も本発明で規定する上限値を上回る場合は、偏光板のMD方向のカールを抑制できないことがわかった。
2 偏光子
3 第二の保護フィルム
11 接着層1
12 接着層2
14 易接着層
15 ハードコート層
20 偏光板
21 視認側偏光板
22 液晶セル
23 バックライト側偏光板
23a バックライト側偏光板の保護フィルム
23b バックライト側偏光板の偏光子
26 バックライト
30 画像表示装置
Claims (7)
- 液晶セルおよび偏光板を含む画像表示装置であって;
前記偏光板が、
偏光性能を有する偏光子と
前記偏光子の一方の面に接着層1を介して貼合された第一の保護フィルムと
前記偏光子の他方の面に接着層2を介して貼合された第二の保護フィルムとを含み、
前記第一の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、
前記第一の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、前記偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下であり、
前記第二の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、
下記(式1)および(式2)を満たす偏光板であり;
前記液晶セル側から、前記第二の保護フィルム、前記偏光子および前記第一の保護フィルムの順に位置する、画像表示装置。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。) - 前記第一の保護フィルムがポリエステルまたはポリカーボネート樹脂を主成分とするフィルムである請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記第二の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、前記偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.6以上1.1未満である請求項1または2に記載の画像表示装置。
- 前記第二の保護フィルムがセルロース系樹脂を含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像表示装置。
- 前記第二の保護フィルムに含まれるセルロース系樹脂のアシル基の置換度が、2.0以上2.6未満である請求項4に記載の画像表示装置。
- 液晶セルおよび偏光板を含む画像表示装置の製造方法であって;
前記偏光板の製造方法が、
偏光性能を有する偏光子の一方の面に接着層1を介して第一の保護フィルムを貼合する工程と、
前記偏光子の他方の面に接着層2を介して第二の保護フィルムを貼合する工程を含み、
前記第一の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が1.0GPa以上4.0GPa未満であり、
前記第一の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率の、前記偏光子の吸収軸と直交する方向における25℃、相対湿度60%での弾性率に対する比が0.8以下であり、
前記第二の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における25℃、相対湿度60%での弾性率が2.0GPa以上5.0GPa未満であり、
下記(式1)および(式2)を満たす偏光板の製造方法であり;
前記液晶セル側から、前記第二の保護フィルム、前記偏光子および前記第一の保護フィルムの順に位置する、画像表示装置の製造方法。
(式1) d2/d1≦0.8
(式2) d2≦40μm
(式1および式2中、d1は第一の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表し、d2は第二の保護フィルムの厚み(単位:μm)を表す。) - 前記第二の保護フィルムの前記偏光子の吸収軸方向における70℃、相対湿度60%での弾性率が1.5〜3.0GPaであり、
前記接着層1と前記接着層2の主成分が水系接着剤である請求項6に記載の画像表示装置の製造方法。
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