JP2000275433A - 偏光板保護フィルム - Google Patents

偏光板保護フィルム

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JP2000275433A
JP2000275433A JP7784499A JP7784499A JP2000275433A JP 2000275433 A JP2000275433 A JP 2000275433A JP 7784499 A JP7784499 A JP 7784499A JP 7784499 A JP7784499 A JP 7784499A JP 2000275433 A JP2000275433 A JP 2000275433A
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Japan
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film
protective film
polarizing plate
polymethylpentene
polarizing
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JP7784499A
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English (en)
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Yasumasa Okada
安正 岡田
Takahiko Sawada
貴彦 澤田
Hitoshi Kobayashi
仁 小林
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複屈折率の変化が少なく、溶融成形において
炭化劣化物が発生し難く、これを偏光膜の保護フィルム
として用いると液晶ディスプレイに色ムラがなく、コン
トラストに優れる偏光板保護フィルムを提供する。 【解決手段】 本発明の偏光板保護フィルムは、偏光膜
の少なくとも片面に積層される保護フィルムにおいて、
該保護フィルムがポリメチルペンテンであることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイ等
に用いられる偏光板の保護膜として積層される偏光板保
護フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ(LCD)は車
両積載機器用や携帯情報機器用として用いられることが
多くなり、高温及び高温多湿環境下におけるLCDの信
頼性が強く要望されている。従来よりLCDに用いられ
る偏光板は、延伸配向したポリビニルアルコール(PV
A)にヨウ素もしくは二色染料を吸着させた偏光子の両
面に、光学等方性を有するフィルムが保護膜として用い
られている。保護膜としては複屈折率が小さいトリアセ
チルセルロース(TAC)が一般的に使用されている。
【0003】しかし、TACは吸水率が高いために高温
多湿環境下において偏光度の低下、変色による透過率の
低下が起こる。又、高温環境下でPVAの配向緩和が起
き、保護膜のTACに応力が発生したとき大きな複屈折
が生じることにより偏光度の低下をもたらし、LCDに
表示むらの発生やコントラスト低下が起こる原因とな
る。
【0004】偏光板に高温や高温多湿環境に対応させる
ための手段として、平均分子量が3万以上、ガラス転移
温度が150℃以上であるポリカーボネートフィルムを
保護フィルムとして用いることが開示されている(特開
平8−62419号公報)。上記公報に記載のポリカー
ボネートフィルムはTACと比べ、耐湿、耐熱性に優
れ、これを保護フィルムとして用いた偏光板は信頼性、
耐久性に優れる。
【0005】しかし、実際の使用中には偏光素子の寸法
変化等により偏光板保護フィルムには外力が加わる。こ
の外力のために偏光板保護フィルムの複屈折率が変化す
る。このため、特に液晶ディスプレイに組み込んだ場
合、位相差による色ムラやコントラスト低下となって現
れることがある。
【0006】特開平5−212828号公報には上記の
問題点を解決するために、偏光板保護フィルムとしてノ
ルボルネン系樹脂シートを使用することにより、複屈折
率の変化を低減させる複合シートが開示されている。し
かし、この複合シートを溶剤キャスティング法で製造す
ると発泡による外観不良や、乾燥不良による耐熱性の低
下が起こり易い。この問題を解決するには乾燥を徐々に
行うことが必要であり、そのために設備が大型化し、生
産効率の低下を招き、安価に製造することが困難とな
る。
【0007】他の有効な手段としての溶融成形法を採用
すると、溶融成形温度でノルボルネン系樹脂の分解が始
まり、製造中に炭化劣化物が生成する。これが原因で外
観に欠点を生じ、偏光板の保護フィルムとして使用でき
ないものとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解消し、複屈折率の変化が少なく、溶融成形において
炭化劣化物が発生し難く、これを偏光膜の保護フィルム
として用いると液晶ディスプレイに色ムラがなく、コン
トラストに優れる偏光板保護フィルムを提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の偏光板保護フィ
ルムは、偏光膜の少なくとも片面に積層される保護フィ
ルムにおいて、該保護フィルムがポリメチルペンテンで
あることを特徴とするものである。
【0010】偏光膜とは偏光子の機能を有するポリビニ
ルアルコール(PVA)フィルムもしくはシートを指
す。例えば、PVAフィルムにヨウ素を吸着させた後、
ホウ酸浴中で一軸延伸したPVA・ヨウ素系偏光子、P
VAフィルムに二色性の高い直接染料を拡散吸着させた
後、一軸延伸したPVA・染料系偏光膜、PVAフィル
ムにヨウ素を吸着させ延伸してポリビニレン構造とした
PVA・ポリビニレン系偏光膜等が挙げられる。
【0011】ポリメチルペンテンとは、4−メチル−1
−ペンテンの単独重合体、又は4−メチル−1−ペンテ
ンと他のα−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デ
セン、1−テトラデセン、1−オクタデセン等の炭素数
が2〜20であるα−オレフィンとの共重合体であり、
融点が210〜260℃であるから耐熱性に優れる。通
常は4−メチル−1−ペンテンを85モル%以上含有す
る結晶性の重合体である。
【0012】上記4−メチル−1−ペンテン重合体は次
式に示される単位が反復される構造を有するものであ
る。
【0013】
【化1】
【0014】上記4−メチル−1−ペンテン重合体は、
密度が0.82〜0.86g/cc、融点が243℃、
溶融流れ指数(ASTM 1238〜57Tにより260℃で
5kgの重量を用いて測定した値)が0.01〜100
0であり、灰分含有量0.1%以下、遷移金属含有量5
0ppm以下のものが好ましい。
【0015】上記ポリメチルペンテンのフィルムはJI
S K 7150による光線透過率が80%以上である
ことが好ましく、より好ましくは85%以上、更に好ま
しくは90%以上である。又、加水分解を起こさず耐湿
性に優れたものとするために、JIS K 7209に
よる24時間含浸での吸水率は0.03%以下が好まし
く、より好ましくは0.01%以下である。
【0016】ポリメチルペンテンフィルムの厚さは通常
5〜500μmであり、好ましい厚さは10〜150μ
mである。フィルムの厚さが10μmよりも薄いとハン
ドリング性の低下など取り扱い難くなり、強度不足とな
る。逆に150μmよりも厚いと透明性が低下し、又、
薄型化を必要とする液晶ディスプレイ等に用いるには不
都合となる。
【0017】保護フィルムの光弾性係数が大きいと外力
や成形時の残留応力により複屈折率が大きくなる。複屈
折と光弾性係数との間には次式に示す関係がある。即
ち、Δn=C×σ(Δnは複屈折率、Cは光弾性係数、
σは応力を表す)従って、複屈折率(Δn)を小さくす
るためには光弾性係数(C)を小さくすることが必要で
ある。
【0018】光弾性係数(C)は、実際には加えられた
外力(σ)とフィルムの位相差(Re)から求められ
る。即ち、Re=d×Δn=d×C×σ (dはフィル
ムの厚み)両辺にフィルム幅Wを乗じると、 Re×W=C×σ×d×W=C×P (Pは荷重を表
す) ここで、ポリメチルペンテンの光弾性係数Cが(3〜1
0)×10-7cm2 /kgfと低いことにより荷重Pを
受けても複屈折率(Δn)の変化量が少なく、従って、
位相差(Re)の変化量も少ないことが判る。
【0019】ポリメチルペンテンフィルムを成形する手
段としては、溶液キャスティング法、溶融成形法等、通
常の成形方法が用いられるが、生産性の面からみて溶融
成形法が好ましい。溶融成形法としてはTダイを用いる
方法やインフレーション法などの溶融押出し法、カレン
ダー法、熱プレス法、射出形成法が用いられる。中でも
生産性や厚み精度に優れる点でTダイ成形法が好まし
い。
【0020】偏光膜の少なくとも片面に保護フィルムと
してのポリメチルペンテンフィルムを積層する必要があ
り、両面に積層するのがより好ましい。偏光膜とポリメ
チルペンテンフィルムとの積層には、例えばポリエステ
ル系、アクリル系、シリコーン系、ゴム系等の粘着剤、
ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアクリル系等の
接着剤などを使用する公知の技術が採用される。
【0021】又、接着積層する前処理として、粘着剤又
は接着剤との接着性を確保するために表面改質処理を行
うのが好ましい。表面改質の手段としては通常の方法が
利用できる。即ち、化学処理方法として、接着剤分子と
反応し得るような官能基を有するモノマーあるいはポリ
マーをフィルム表面に固着させる表面グラフト化法、表
面に別のポリマーもしくはモノマーをコーティングする
方法、カップリング剤処理、酸化力の強い薬品による処
理、表面層を除去する薬品処理、表面層を強化するCA
SING処理、表面粗化方法としての薬品処理等があ
る。
【0022】物理的処理方法としては、グロー放電処
理、コロナ放電処理、プラズマジェット処理、表面粗化
方法としてのエスパッタ処理等が挙げられる。
【0023】(作用)本発明は偏光板保護フィルムとし
てポリメチルペンテンを使用しているので、従来使用さ
れていたTACやPCと比べ、光弾性係数が小さいため
その複屈折率が変化せず、これを積層した偏光板を液晶
ディスプレイに組み込むと色ムラやコントラストに優れ
た表示が得られる。更に、TACに比べて耐湿性、耐熱
性に優れた偏光板を提供することができる。
【0024】又、ノルボルネン系樹脂と比べ、溶融成形
時に炭化劣化物の生成が抑制され、押出成形法で成形し
ても外観品質に優れたものが得られるので生産性よく製
造できる。
【0025】
【発明の実施の形態】次に本発明偏光板保護フィルムの
実施例を説明する。 (実施例1)偏光板保護フィルムの作製 使用樹脂:ポリメチルペンテン樹脂(三井化学社製,商
品名「TPX RT18」,密度0.833g/c
m3 ,融点240℃,メルトフローレート26g/10
分(260℃5kg ASTM D 1238) 押出機:単軸押出機50φ、L/D=28、押出温度2
70〜300℃ Tダイ:コートハンガータイプ、幅500mm 吐出量:12kg/hr 成形:3本ロール引取機でロール温度60℃とし6m/
minの速度で成形して平均厚み60μm、幅430m
mのポリメチルペンテンフィルムを得た。その後、表面
処理として片面に50W/m2 /minでコロナ放電処
理を施して偏光板保護フィルムを得た。
【0026】偏光膜の作製 鹸化度99%で厚み75μmのPVA未延伸フィルムを
室温の水で洗浄した後、縦一軸に5倍延伸を行った。こ
のフィルムの緊張状態を保持したままヨウ素0.5重量
%、ヨウ化カリウム5重量%からなる水溶液に浸漬し二
色性色素を吸着させた。更にホウ酸10重量%、ヨウ化
カリウム10重量%からなる50℃の水溶液で5分間架
橋処理を行い偏光膜を得た。
【0027】偏光板の作製 ポリエステル水溶液(東洋モートン社製,商品名「TM
−593」)100重量部、イソシアネート系硬化剤溶
液(東洋モートン社製,商品名「CAT−56」)18
重量部を配合した後、酢酸エチルで固形分濃度が30%
となるように希釈して偏光膜にバーコーターで塗布し、
これを80℃で1分間乾燥した。乾燥後の厚みは3μm
であった。これをポリメチルペンテンフィルムのコロナ
放電処理面に80℃に加熱したロールを用いて熱ラミネ
ートした。上記接着剤溶液を他の1枚のポリメチルペン
テンフィルムのコロナ放電処理面に上記と同条件で塗布
乾燥し、3μmになった接着層に既に得られた偏光膜/
ポリメチルペンテンフィルム積層体の偏光膜面を上記と
同条件で熱ラミネートして両面に保護フィルムを有する
偏光板とした。これを更に40℃、2日間で硬化させ
た。
【0028】(比較例1)熱可塑性飽和ノルボルネン系
樹脂(日本ゼオン社製,商品名「ZEONOR1600
R」)を使用し、押出温度を275〜300℃に変更し
たこと以外は実施例1と同様にして保護フィルムを得
た。
【0029】(比較例2)TACのアルカリ鹸化フィル
ム(厚み75μm)の一面に、ポリビニルアルコール系
接着剤(日本合成化学社製,商品名「ゴーセノールNH
17」)の3重量%水溶液を乾燥後で1μmの厚みとな
るように塗布し、90℃で乾燥させた。この接着剤塗布
面に実施例1で用いたものと同じ偏光膜を貼り合わせて
偏光板とした。
【0030】性能評価 (1)光弾性係数(保護フィルム単体)の測定 保護フィルムを幅20mm、長さ100mmに切り出
し、長辺方向に荷重をかけながら位相差を測定してその
近似直線の傾きから算出。 荷重の測定:フォースゲージ DPS−5(IMADA
社製) 水準 0、0.5、1.0、1.5kg 位相差の測定:セナルモン法(アスカ電子社製) 測定波長 633nm 図1に位相差測定状態の概略を示す側面図を示し、試料
が荷重を受けた状態で位相差を測定した。試料1の両端
部をチャック2、3で固定し、一方のチャック3に接続
された荷重測定器4により試料1が受けた荷重を測定し
ながら、試料1の下方から発射した633nmのレーザ
ー光線を受光部5で受け、位相差を測定する。6はチャ
ック2のレール、7はねじである。
【0031】(2)外観品質 保護フィルム単体を目視により異物検査し、次の基準で
表した。 ○・・・50μm以上の異物が10ケ/m2 以下であっ
た。 ×・・・50μm以上の異物が11ケ/m2 以上であっ
た。 (3)接着性 偏光膜と保護フィルムとの剥がれ、外観を目視で観察し
た。 ○・・・問題なし △・・・手で曲げたり剥がそうと
したら剥がれる ×・・・そのままで剥がれている。
【0032】(4)偏光度 式 {(Y0−Y90)/(Y0+Y90)}1/2 ×1
00により偏光度を求めた。 Y0:偏光板の偏光軸を平行に揃えた2枚の全光線透過
率 Y90:偏光板の偏光軸を直交に揃えた2枚の全光線透
過率 全光線透過率はJIS K 7150に基づいて測定し
た。 (5)耐久性試験 高温経過後の偏光度:80℃に加熱した乾燥機内で7
00時間経過後の偏光度を測定した。 高温高湿経過後の接着性:60℃、90%RHの高温
高湿槽内で700時間経過した後の接着性を調べた。 高温高湿経過後の偏光度:60℃、90%RHの高温
高湿槽内で700時間経過した後の偏光度を上記(4)
と同様にして測定した。 以上の結果を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】表1により、実施例の偏光板保護フィルム
はTACに比べて光弾性係数が2分の1であり、複屈折
率の変化が小さく、高温高湿経過後の耐久性に優れてい
ることが明らかである。一方、比較例1のものは溶融成
形時に炭化劣化物が生成したため外観に劣り、比較例2
のものは高温高湿経過後の耐久性が非常に劣るものであ
った。
【0035】
【発明の効果】本発明の偏光板保護フィルムは、光弾性
係数が小さいのでこれを偏光膜に積層した偏光板を液晶
ディスプレイに組み込むと、色ムラがなくコントラスト
に優れた表示が得られる。また、耐湿性、耐熱性に優れ
た偏光板とすることができる。更に、溶融成形温度で起
こる分解や劣化が少ないので、保護フィルムとして異物
が少なくて外観に優れたものとなり、製造において押出
成形法が適しており、生産性よく安価に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】位相差測定状態の概略を示す側面図。
【符号の説明】
1:試料 2,3:チャック 4:荷重測定器 5:受光部 6:レール 7:ねじ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 BA02 BA27 BB22 BB43 BB51 BC22 4F006 AA19 AB13 BA00 BA09 CA05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏光板の少なくとも片面に積層される保
    護フィルムにおいて、該保護フィルムがポリメチルペン
    テンであることを特徴とする偏光板保護フィルム。
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