JP5640989B2 - 偏光板及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
式(I):Ro=(nx−ny)×d
式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
式(III):0.75≦搬送方向(MD)/垂直方向(TD)≦1.3
(式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率であり、nzはフィルムの厚さ方向の屈折率であり、dはフィルムの厚さ(nm)である。)
2.前記ハードコート層の算術平均粗さRa(JIS B0601:2001)が、3〜20nmの範囲内であることを特徴とする前記1に記載の偏光板。
3.前記活性線硬化樹脂と、熱可塑性ポリエステル系樹脂、熱可塑性ポリエステルウレ タン系樹脂、及びエチレン性不飽和二重結合を有さないアクリル系樹脂の3種の樹脂の中 から選ばれる樹脂との含有比率は、質量基準で100:0.01〜100:10の範囲で あることを特徴とする前記1又は前記2に記載の偏光板。
本発明に係るハードコート層は、500〜200000個/mm2の範囲内の個数の粗 さ曲線の平均線から3nm以上の高さの突起を有することを特徴とする。なお、存在する突起数は下記の方法で測定した値である。
本発明では、第2セルロースエステルフィルムが、搬送方向とそれに垂直方向の弾性率比率が下記式(III)を満たすことを特徴とする。
(III):0.75≦搬送方向(MD)/垂直方向(TD)≦1.3
本発明においては、弾性率は、JIS K7127に記載の方法に準じて、引張試験機((株)ORIENTEC製テンシロン)を用いて、25℃・60%RHの環境下で、測定した。なお、測定に際し、試験片(サンプル)を25℃60%RHの環境下で24時間調湿し、試験片は100mm×10mmでチャック間距離50mm、試験速度は100mm/分で行った。
本発明に係るハードコート層は、上記のように突起を有し、かつ当該ハードコート層が熱可塑性ポリエステル系樹脂、熱可塑性ポリエステルウレタン系樹脂、及びエチレン性不飽和二重結合を有さないアクリル系樹脂の中から選ばれる少なくとも一種の樹脂を含有することを特徴とする。
本発明に係るハードコートフィルムのヘイズ値は、0.2〜0.7%の範囲内で用いられる。ハードコートフィルムのヘイズ値を0.2〜0.7%とすることで本発明の目的効果を達成するばかりか、大型化された液晶表示装置やデジタルサイネージ等の屋外で用いられる際の、十分な輝度や高いコントラストが得られる点でも好ましい。又は、ドコートフィルムのヘイズ値が0.2%未満では、ハードコートフィルムの取り扱い性の点から、設計が実情困難である。
本発明に係るハードコートフィルムは、第1セルロースエステルフィルム(基材フィルム)の少なくとも片側上にハードコート層を有するものである。すなわち、少なくとも基材フィルムとハードコート層によって構成されており、当該ハードコート層はバインダー成分を含有する。バインダー成分としては、活性線硬化樹脂である。
活性線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させて活性線硬化樹脂層が形成される。活性線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、紫外線照射によって硬化する樹脂が機械的膜強度(耐擦傷性、鉛筆硬度)に優れる点から好ましい。紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、又は紫外線硬化型エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。中でも紫外線硬化型アクリレート系樹脂が好ましい。紫外線硬化型アクリレート系樹脂としては、多官能アクリレートが好ましい。該多官能アクリレートとしては、ペンタエリスリトール多官能アクリレート、ジペンタエリスリトール多官能アクリレート、ペンタエリスリトール多官能メタクリレート、及びジペンタエリスリトール多官能メタクリレートよりなる群から選ばれることが好ましい。ここで、多官能アクリレートとは、分子中に2個以上のアクリロイルオキシ基又はメタクロイルオキシ基を有する化合物である。多官能アクリレートのモノマーとしては、例えばエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、グリセリントリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ペンタグリセロールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセリントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、イソボロニルアクリレート等が好ましく挙げられる。これらの化合物は、それぞれ単独又は二種以上を混合して用いられる。また、上記モノマーの2量体、3量体等のオリゴマーであってもよい。
本発明に係るハードコートフィルムを塗布して形成する際の塗布組成物には、溶媒として、前記熱可塑性樹脂に対する良溶媒、及び前記熱可塑性樹脂に対する貧溶媒からなる混合溶媒が用いられることが好ましい。ここで、良溶媒及び貧溶媒とは、以下に示す方法で測定した溶解性を有する溶媒を指す。
無機微粒子としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、ITO、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。特に、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等が好ましく用いられる。
本発明に係る第1セルロースエステルフィルムは基材フィルムとして用いられものであり、第2セルロースエステルフィルムは、保護フィルムとして用いられるものであるが、いずれも製造が容易であること、偏光子との接着性がよいこと、光学的に透明であること等が好ましい要件として挙げられる。
式(Ac1):2.8≦X≦3.0
すなわち、第1のセルロースエステルフィルムは、総アシル基置換度が2.8〜3.0の範囲内にあるセルロースエステルからなるフィルムである。
式(Ac2):2.0≦X≦2.6
すなわち、第2のセルロースエステルフィルムは、総アシル基置換度が2.0以上2.6以下であるセルロースエステルからなるフィルムである。
(式中、Bはアリールカルボン酸残基、Gは炭素数2〜12のアルキレングリコール残基又は炭素数6〜12のアリールグリコール残基又は炭素数が4〜12のオキシアルキレングリコール残基、Aは炭素数4〜12のアルキレンジカルボン酸残基又は炭素数6〜12のアリールジカルボン酸残基を表し、またnは1以上の整数を表す。)
一般式(c)中、Bで示されるベンゼンモノカルボン酸残基とGで示されるアルキレングリコール残基又はオキシアルキレングリコール残基又はアリールグリコール残基、Aで示されるアルキレンジカルボン酸残基又はアリールジカルボン酸残基とから構成されるものであり、通常のポリエステル系可塑剤と同様の反応により得られる。
〈紫外線吸収剤〉
本発明に係る偏光板保護フィルム(特に第1のセルロースエステルフィルム)には、紫外線吸収剤が好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、波長370nm以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長400nm以上の可視光の吸収が少ないものが好ましく用いられる。
UV−1:2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−2:2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−3:2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−4:2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール
UV−5:2−(2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール
UV−6:2,2−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)
UV−7:2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5′−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール
UV−8:2−(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(TINUVIN171、BASFジャパン製)
UV−9:オクチル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートと2−エチルヘキシル−3−〔3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル〕プロピオネートの混合物(TINUVIN109、BASFジャパン製)
また、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては下記の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
UV−10:2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン
UV−11:2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン
UV−12:2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン
UV−13:ビス(2−メトキシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルフェニルメタン)
本発明で好ましく用いられる紫外線吸収剤としては、透明性が高く、偏光板や液晶の劣化を防ぐ効果に優れたベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤やベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく、不要な着色がより少ないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が特に好ましく用いられる。
本発明に係る第1及び第2のセルロースエステルフィルムには滑り性を付与するため、微粒子を添加することが好ましい。
見掛比重(g/リットル)=二酸化珪素質量(g)/二酸化珪素の容積(リットル)
本発明に用いられる微粒子の分散液を調製する方法としては、例えば以下に示すような3種類が挙げられる。
溶剤と微粒子を攪拌混合した後、分散機で分散を行う。これを微粒子分散液とする。微粒子分散液をドープ液に加えて攪拌する。
溶剤と微粒子を攪拌混合した後、分散機で分散を行う。これを微粒子分散液とする。別に溶剤に少量のセルロースアシレートを加え、攪拌溶解する。これに前記微粒子分散液を加えて攪拌する。これを微粒子添加液とする。微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する。
溶剤に少量のセルロースアシレートを加え、攪拌溶解する。これに微粒子を加えて分散機で分散を行う。これを微粒子添加液とする。微粒子添加液をインラインミキサーでドープ液と十分混合する。
二酸化珪素微粒子を溶剤などと混合して分散する時の二酸化珪素の濃度は5質量%〜30質量%が好ましく、10質量%〜25質量%が更に好ましく、15〜20質量%が最も好ましい。分散濃度は高い方が、添加量に対する液濁度は低くなる傾向があり、ヘイズ、凝集物が良化するため好ましい。
次に、本発明に係る第1及び第2セルロースエステルフィルムの製造方法について詳細に説明する。
尚、Mはウェブ又はフィルムを製造中又は製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
本発明に係る第1、第2のセルロースエステルフィルムの透湿度は、40℃、90%RHで300〜1800g/m2・24hが好ましく、更に400〜1500g/m2・24hが好ましく、40〜1300g/m2・24hが特に好ましい。透湿度はJIS Z 0208に記載の方法に従い測定することができる。
本発明に係るハードコートフィルムには、帯電防止層、バックコート層、反射防止層、易滑性層、接着層、防眩層、バリアー層等の機能性層を設けることができる。
ハードコートフィルムは、基材フィルムのハードコート層を設けた側と反対側の面に、カールやくっつき防止の為にバックコート層を設けてもよい。
ハードコートフィルムは、ハードコート層の上層に反射防止層を塗設して、外光反射防止機能を有する反射防止フィルムとして用いることができる。反射防止層は、光学干渉によって反射率が減少するように屈折率、膜厚、層の数、層順等を考慮して積層されていることが好ましい。反射防止層は、支持体よりも屈折率の低い低屈折率層、もしくは支持体よりも屈折率の高い高屈折率層と低屈折率層を組み合わせて構成されていることが好ましい。特に好ましくは、三層以上の屈折率層から構成される反射防止層であり、支持体側から屈折率の異なる三層を、中屈折率層(支持体よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層)/高屈折率層/低屈折率層の順に積層されているものが好ましく用いられる。又は、二層以上の高屈折率層と二層以上の低屈折率層とを交互に積層した四層以上の層構成の反射防止層も好ましく用いられる。
基材フィルム/ハードコート層/中屈折率層/低屈折率層
基材フィルム/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
基材フィルム/ハードコート層/高屈折率層(導電性層)/低屈折率層
基材フィルム/ハードコート層/防眩性層/低屈折率層
反射防止フィルムには必須である低屈折率層は、シリカ系微粒子を含有することが好ましく、その屈折率は、支持体である基材フィルムの屈折率より低く、23℃、波長550nm測定で、1.30〜1.45の範囲であることが好ましい。
前記一般式で表される有機珪素化合物は、式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を表す。具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等が好ましく用いられる。他に溶剤、必要に応じて、シランカップリング剤、硬化剤、界面活性剤等を添加してもよい。
本発明に係るハードコートフィルムを用いた偏光板について述べる。偏光板は一般的な方法で作製することができる。本発明に係るハードコートフィルムの裏面側をアルカリ鹸化処理し、処理したハードコートフィルムを、ヨウ素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光膜の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることが好ましい。
液晶セルの基板と貼り合わせるために保護フィルムの片面に用いられる粘着剤層は、光学的に透明であることはもとより、適度な粘弾性や粘着特性を示すものが好ましい。
本発明に係るハードコートフィルムを用いて作製した本発明の偏光板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画像表示装置を作製することができる。
<第1セルロースエステルフィルム1(基材フィルム)の作製>
セルロースエステルについては、表1に示す置換度を変化させたものを用いた。
アエロジル972V(日本アエロジル(株)製) 12質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 88質量部
以上をディゾルバーで30分間撹拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。二酸化珪素分散液に88質量部のメチレンクロライドを撹拌しながら投入し、ディゾルバーで30分間撹拌混合し、二酸化珪素分散希釈液を作製した。
チヌビン109(BASFジャパン(株)製) 11質量部
チヌビン171(BASFジャパン(株)製) 5質量部
メチレンクロライド 100質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、濾過した。
セルロースエステルG 100質量部
トリメチロールプロパントリベンゾエート 5.0質量部
エチルフタリルエチルグリコレート 5.5質量部
メチレンクロライド 440質量部
エタノール 40質量部
以上を密閉容器に投入し、加熱し、撹拌しながら、完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.24を使用して濾過し、ドープ液を調製した。
上記作製した第1セルロースエステルフィルム1上に、下記のハードコート層塗布組成物1−1を孔径0.4μmのポリプロピレン製フィルターで濾過してハードコート層塗布液を調製し、マイクログラビアコーターを用いて塗布し、80℃で乾燥の後、紫外線ランプを用いて、照射部の照度が80mW/cm2、照射量を80mJ/cm2として塗布層を硬化させ、ドライ膜厚9μmのハードコート層1を形成した。連続して、ハードコート層1上に、ハードコート層塗布組成物1−2を押し出しコーターで塗布し、80℃にて乾燥し、酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら、紫外線ランプを用い照射部の照度が150mW/cm2、照射量を250mJ/cm2として塗布層を硬化させ、ドライ膜厚0.6μmのハードコート層2を形成し、巻き取り、ロール状のハードコートフィルム1を作製した。
下記材料を攪拌、混合しハードコート層塗布組成物1−1とした。
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 55質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製、光重合開始剤)
5.0質量部
ポリエーテル変性シリコーン(KF354L、信越化学社製)
2.0質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 10質量部
酢酸メチル 60質量部
メチルエチルケトン 70質量部
(ハードコート層塗布組成物1−2)
下記材料を攪拌、混合しハードコート層塗布組成物1−2とした。
6.0質量部(ポリエステルウレタン樹脂としては、2.0質量部)
ペンタエリスリトールトリアクリレート 30質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 30質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製、光重合開始剤)
3.0質量部
イルガキュア907(BASFジャパン社製、光重合開始剤)
1.0質量部
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(BYK−UV3510、ビックケミージャパン社製) 2.0質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 150質量部
メチルエチルケトン 150質量部
<ハードコートフィルム2〜12の作製>
ハードコートフィルム1の作製において、ハードコート層塗布組成物1−2のポリエステルウレタン樹脂(熱可塑性樹脂)を表3に記載する樹脂と添加量(質量部)に変更した以外は、同様にしてハードコートフィルム2〜12を作製した。なお、ポリエステルウレタン樹脂(バイロンUR1350、固形分濃度33%)の添加では、添加される量に応じて、溶媒が一定量となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルの量を調整した。
ハードコートフィルム1の作製において、ハードコート層2を設けず、ハードコートフィルム作製の紫外線照射において、窒酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら、紫外線ランプを用い照射部の照度が150mW/cm2、照射量を250mJ/cm2として塗布層を硬化させた以外は同様にして、ハードコートフィルム13を作製した。
ハードコートフィルム1の作製において、ハードコート層2を設けず、ハードコート層1の塗布組成物をハードコート層塗布組成物14−1に変更し、かつハードコートフィルム作製の紫外線照射において、窒酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら、紫外線ランプを用い照射部の照度が150mW/cm2、照射量を250mJ/cm2として塗布層を硬化させた以外は同様にして、ハードコートフィルム14を作製した。
下記材料を攪拌、混合しハードコート層塗布組成物14−1とした。
ペンタエリスリトールトリアクリレート 55質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 55質量部
イルガキュア184(BASFジャパン社製、光重合開始剤)
5.0質量部
イルガキュア907(BASFジャパン社製、光重合開始剤)
1.0質量部
ポリエーテル変性シリコーン(KF354L、信越化学社製)
2.0質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 10質量部
酢酸メチル 60質量部
メチルエチルケトン 70質量部
<ハードコートフィルム15の作製>
ハードコートフィルム14の作製において、熱可塑性樹脂(ポリエステル樹脂、東洋紡績(株)製、商品名「バイロン220」)の添加量を16質量部に変更した以外は同様にして、ハードコートフィルム15を作製した。
ハードコートフィルム1の作製において、ハードコート層2を設けず、ハードコート層塗布組成物1−1を塗布、乾燥後、特開2008−276198号公報の実施例を参考にして作製した鋳型ロールで型押した後(ここで、鋳型ロールは鋳型が規則正しく配列されたものを使用した。)、酸素濃度が1.0体積%以下の雰囲気になるように窒素パージしながら、紫外線ランプを用いて、照射部の照度が150mW/cm2、照射量を250mJ/cm2として塗布層を硬化させ、ドライ膜厚9μmのハードコート層1を形成した以外は、同様にしてハードコートフィルム16を作製した。
ハードコートフィルム16の作製において、鋳型ロールの形状を変更した以外は同様にしてハードコートフィルム17を作製した。
第2セルロースエステルフィルムについては、表1に示す置換度を変化させたものを用いた。
微粒子(アエロジルR812(日本アエロジル株式会社製))
11質量部
(一次粒子の平均径16nm、見掛け比重90g/リットル)
エタノール 89質量部
以上をディゾルバーで50分間攪拌混合した後、マントンゴーリンで分散を行った。
メチレンクロライドを入れた溶解タンクにセルロースエステルAを添加し、加熱して完全に溶解させた後、これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過した。濾過後のセルロースエステル溶液を充分に攪拌しながら、ここに上記微粒子分散液をゆっくりと添加した。更に、二次粒子の粒径が所定の大きさとなるようにアトライターにて分散を行った。これを日本精線(株)製のファインメットNFで濾過し、微粒子添加液を調製した。
セルロースエステルC 4質量部
微粒子分散液 11質量部
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにセルロースエステルCを攪拌しながら投入した。これを加熱し、攪拌しながら、完全に溶解し、更に可塑剤及び紫外線吸収剤を添加、溶解させた。これを安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
メチレンクロライド 390質量部
エタノール 80質量部
セルロースエステルC 100質量部
可塑剤:エステル化合物 化合物4 10質量部
可塑剤:芳香族末端エステル系可塑剤(1) 2.5質量部
ドープ液の組成(セルロースエステル)、を表2に記載のように変更した以外は、上記と同様にして第2セルロースエステルフィルム102〜106を作製した。
Ro=(nx−ny)×d
Rth=((nx+ny)/2−nz)×d
(式中、nx、ny、nzはそれぞれ屈折率楕円体の主軸x、y、z方向の屈折率を表し、かつ、nx、nyはフィルム面内方向の屈折率を、nzはフィルムの厚さ方向の屈折率を表す。また、nx>nyであり、dはフィルムの厚さ(nm)を表す。)
アッベ屈折率計(1T)に偏光板付き接眼鏡を付け、分光光源を用いて位相差フィルムの両方の面のフィルム面内の一方向とそれに直行する方向及びフィルム面に垂直方向の屈折率を測定し、それらからの平均値より平均屈折率を求めた。また、市販のマイクロメーターを用いてフィルムの厚さを測定した。
(アルカリ鹸化処理)
ハードコートフィルム1と第2セルロースエステルフィルム1の各々1枚を偏光板の保護フィルムとして用いて、偏光板201を作製した。
鹸化度99.95モル%、重合度2400のポリビニルアルコール(以下、PVAと略記する)100質量部に、グリセリン10質量部、及び水170質量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Tダイから金属ロール上に溶融押出し、製膜した。その後、乾燥・熱処理して、PVAフィルムを得た。
下記工程1〜4に従って、偏光膜と、第2セルロースエステルフィルム101とハードコートフィルム1を貼り合わせて偏光板201を作製した。
工程1:前述の偏光膜を、固形分2質量%のポリビニルアルコール接着剤溶液の貯留槽中に1〜2秒間浸漬した。
工程2:第2セルロースエステルフィルム101とハードコート層に剥離性の保護フィルム(PET製)を張り付けたハードコートフィルム1を下記条件でアルカリ鹸化処理を実施した。次いで、工程1でポリビニルアルコール接着剤溶液に浸漬した偏光膜に付着した過剰の接着剤を軽く取り除き、この偏光膜に第2セルロースエステルフィルム101と、ハードコートフィルム1とを図2のように挟み込んで、積層配置した。
鹸化工程 1.5M−KOH 50℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 60秒
中和工程 10質量部HCl 30℃ 45秒
水洗工程 水 30℃ 60秒
鹸化処理後、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで100℃で乾燥。
工程3:積層物を、二つの回転するローラにて20〜30N/cm2の圧力で約2m/minの速度で貼り合わせた。このとき、気泡が入らないように注意して実施した。
工程4:工程3で作製した試料を、温度80℃の乾燥機中にて5分間乾燥処理し、偏光板を作製した。
工程5:工程4で作製した偏光板の第1セルロースエステルフィルム1(基材フィルム)に市販のアクリル系粘着剤を乾燥後の厚さが25μmとなるように塗布し、110℃のオーブンで5分間乾燥して粘着層を形成し、粘着層に剥離性の保護フィルムを張り付けた。この偏光を576×324mmサイズに裁断(打ち抜き)し、偏光板201を作製した。
偏光板201の作製において、ハードコートフィルム1をハードコートフィルム2〜17に、それぞれ変更した以外は同様にして偏光板202〜217を作製した。また、偏光板201の作製において、第2セルロースエステルフィルム1を第1セルロースエステルフィルム1に、変更した以外は同様にして偏光板218を作製した。
SONY製40型ディスプレイKDL−40V5 の液晶パネルの偏光板を剥がし、視認側の偏光板として上記作製した偏光板201(構成は図2参照)をハードコート層が視認側となるようにして、粘着剤層5と液晶セルガラスとを貼合した。また、バックライト側には、上記手順と同様にアルカリ鹸化処理した基材フィルム1で偏光膜を挟持するように積層配置して貼合した偏光板201を厚さ25μmのアクリル系粘着剤を用いて液晶セルガラスに貼合して、液晶パネル301を作製した。次に液晶パネル301を液晶テレビにセットし、液晶表示装置401を作製した。
液晶表示装置401の作製において、偏光板201を偏光板202〜218に、それぞれ変更した以外は同様にして液晶表示装置402〜418を作製した。
上記作製したハードコートフィルム1〜17、偏光板201〜218及び画像表示装置401〜418について下記の評価を行った。
a.表面粗さ(Ra)測定
上記作製したハードコートフィルム1〜17のハードコート層を、光学干渉式表面粗さ計(RST/PLUS、WYKO社製)を用いて10回測定し、その測定結果の平均から、各ハードコートフィルムの表面粗さ(Ra)を求めた。得られた結果を表3に示した。
上記の表面粗さ(Ra)の測定時に、突起形状の個数をカウント(測定面積0.01mm2あたりの個数)した。次に、カウントした10回の結果を平均して、各ハードコートフィルムのハードコート層の突起数を求めた。尚、突起数としては粗さ曲線の平均線から3nm以上の高さの突起をカウントした。得られた結果を表3に示した。
第1セルロースエステルフィルム(基材フィルム)及び、上記作製した各ハードコートフィルムをJIS−K7136に準じて、ヘイズメーター(NDH2000;日本電色工業株式会社製)を用いて測定した。なお、第1セルロースエステルフィルム(基材フィルム)のヘイズ値は、0.28%であった。得られた各ハードコートフィルムのヘイズ値を表3に示した。
a.耐久性試験
偏光板201〜218のハードコート層の剥離性の保護フィルムを剥離したのち、偏光板を図3のように各50枚重ね、一番下の偏光板は更に粘着層介してガラス板上に貼り合わせ、80℃90%の条件で240時間保存した。
上記耐久試験を実施した偏光板をハードコート層側から観察して、変形故障の状態を以下の基準で観察した。
○:僅かな部分で変形故障がみられるが、実害上問題なし
△:部分的に変形故障がみられる。実害上問題あり
×:部分的な変形故障が、遠くから見てもはっきりと発生している事がみえる。
a《スジの評価》
上記作製した各液晶表示装置401〜418について、熱による劣化を見るために60℃の条件で300時間処理した後、23℃、55%RHに戻した。その後、電源を入れてバックライトを点灯させてから2時間後の黒表示時のスジを目視により下記基準で評価した。
◎:スジがまったくない。
○:中央に弱いスジが存在する。
△:中央から端部にかけて弱いスジが存在する。
×:全面に強いスジが存在する。
b《視認性の評価》
上記作製した各液晶表示装置について、60℃、90%RHの条件で100時間放置した後、23℃、55%RHに戻した。その後、表示装置の表面を目視で観察し下記の基準による評価をした。
◎:表面に波打ち状のムラは全く認められない。
○:表面にわずかに波打ち状のムラが認められる。
△:表面に細かい波打ち状のムラがやや認められる。
×:表面に細かい波打ち状のムラが認められる。
ポリエステル樹脂:東洋紡績(株)製、商品名「バイロン220」
ヒドロキシル基含有アクリルポリマー:東亞合成社製、商品名「UH−2000」
カルボキシル基含有アクリルポリマー:東亞合成社製、商品名「UC−3000」
表3の結果から判るように、ハードコートフィルムのハードコート層が、熱可塑性ポリエステル系樹脂、熱可塑性ポリエステルウレタン系樹脂、及びエチレン性不飽和二重結合を有さないアクリル系樹脂の中から選ばれる少なくとも一種の樹脂を含有し、ハードコート層の突起数が500〜200000個/mmであって、かつハードコートフィルムのヘイズ値が0.3〜0.7%である本発明の偏光板は、高温高湿下で保存した際の変形故障の防止と、液晶表示装置に用いた際のスジ、視認性(クリア性)の両方に優れた性能を発揮する。
<偏光板219〜229の作製>
偏光板201の作製において、第2セルロースエステルフィルム及びハードコートフィルムを表4に記載のように変更した以外は同様にして偏光板219〜229を作製した。
液晶表示装置401の作製において、偏光板201を偏光板219〜229に、それぞれ変更した以外は同様にして液晶表示装置419〜429を作製した。
実施例1の偏光板の耐久性試験において、保存時間を480時間に変更した以外は同様にして、偏光板219〜229を評価した。また、実施例1の液晶表示装置のスジ評価において時間を300時間から500時間に変更し、液晶表示装置の視認性評価において時間を100時間から150時間に変更した以外は同様にして、偏光板201、219〜229、液晶表示装置401、419〜429を評価した。
2a、2b ハードコート層
3 偏光膜
4 保護フィルム
5 粘着層
6 ハードコートフィルム
7 偏光板
8 ガラス板
Claims (7)
- (A)第2セルロースエステルフィルム(保護フィルム)、(B)偏光膜、及び(C)第1セルロースエステルフィルム(基材フィルム)上にハードコート層を有し、ヘイズ値が0.2〜0.7%であるハードコートフィルムがこの順序で積層された偏光板であって、(1)前記ハードコート層が、活性線硬化樹脂と、熱可塑性ポリエステル系樹脂、熱可塑性ポリエステルウレタン系樹脂、及びエチレン性不飽和二重結合を有さないアクリル系樹脂の中から選ばれる樹脂とを含有して500〜200000個/mm2の範囲内の個数の粗さ曲線の平均線から3nm以上の高さの突起を有し、かつ、(2)前記第2セルロースエステルフィルムが、下記式(I)で表されるリターデーション値Roが40〜100nmの範囲内にあり、下記式(II)で表されるRthが90〜300nmの範囲内にあり、透湿度が1000〜1500g/m2・dayの範囲内にあり、搬送方向とそれに垂直方向の弾性率比率が下記式(III)を満たすことを特徴とする偏光板。
式(I):Ro=(nx−ny)×d
式(II):Rth={(nx+ny)/2−nz}×d
式(III):0.75≦搬送方向(MD)/垂直方向(TD)≦1.3
(式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyはフィルム面内の進相軸方向の屈折率であり、nzはフィルムの厚さ方向の屈折率であり、dはフィルムの厚さ(nm)である。) - 前記ハードコート層の算術平均粗さRa(JIS B0601:2001)が、3〜20nmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板。
- 前記活性線硬化樹脂と、熱可塑性ポリエステル系樹脂、熱可塑性ポリエステルウレタン 系樹脂、及びエチレン性不飽和二重結合を有さないアクリル系樹脂の3種の樹脂の中から 選ばれる樹脂との含有比率は、質量基準で100:0.01〜100:10の範囲である ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偏光板。
- 第2セルロースエステルフィルムのアセチル置換度が、2.0〜2.6の範囲内にある ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記第1セルロースエステルフィルムのアセチル置換度が、2.8〜3.0の範囲内に あることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記第2セルロースエステルフィルムが、ピラノース構造又はフラノース構造の少なく とも一種を1〜12個の範囲内で有し、その構造内のヒドロキシル基(OH基)のすべて 若しくは一部をエステル化したエステル化合物を含有することを特徴とする請求項1から 請求項5のいずれか一項に記載の偏光板。
- 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の偏光板を液晶セルの少なくとも一方 に有することを特徴とする液晶表示装置。
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