JPH02189505A - 偏光フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示板等に用いられる偏光フィルムに関
する。

［従来の技術］ 液晶表示素子等の応用範囲が広がるにつれて、それに用
いられる偏光フィルムもその用途分野に応じて各種材料
の特性を生かした保護層の開発が行なわれている。偏光
フィルムの保護層として、透明性、平面性、耐熱性、耐
水性１寸法安定性等に優れたものが求められている。し
かしながら、従来用いられているセルローストリアセテ
ートフィルム、ボ、リエチレンテレフクレート及びポリ
エチレン−２，６−ナフタレート等は透湿性が大きく、
高温高湿下に長時間さらされると吸水のために偏光能が
低下し、また、フィルムがカールして光学歪を生じる。

さらに、フィルムの加水分解が生じ、その結果、機械的
強度が低下するという欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、本発明の目的は、透明性、平面性、耐熱性、耐
水性１寸法安定性等に優れ、特に高温高湿下での長期使
用に耐えられる偏光フィルムを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、鋭意研究の結果、特定の最大粗さ、湿度
膨張係数及びリターデーションを有する１、４−ポリシ
クロヘキシレンジメチレンテレフタレートフィルムを保
護膜として用いることにより、透明性、平面性、耐水性
に優れた偏光フィルムを作製することができることを見
出し、この発明を完成した。

すなわち、本発明は、偏光素子と、該偏光素子の両面上
に形成され、最大粗さＲｔが０．２μｍ以下、湿度膨張
係数βが５　ｘ　１０−’／％ＲＨ以下、リターデーシ
ョンＲｄが５０ｎｍ以下である１、４−ポリシクロヘキ
シレンジメチレンテレフタレートから成る保護膜を有す
る偏光フィルムを提供する。

［発明の効果］ 本発明の偏光フィルムは、上記特定の特性を有する１、
４−ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（
以下ＰＣＴと略称）から成る保護膜を有するので、吸水
による偏光能の低下がなく、また、カールや光学歪が生
じない、さらに、加水分解による機械強度の低下も生じ
ない、また、本発明におけるＰＣＴ保護膜は透明性の経
日変イ、ヒもせず満足できるものである。

［発明の詳細な説明］ 上述のように、本発明の偏光フィルムにおいては、偏光
素子の両面上に１．４−ポリシクロヘキシレンジメチレ
ンテレフタレートから成る保護膜が形成されている。該
ＰＣＴは、主として１．４−シクロヘキサンジメタツー
ルをグリコール成分とし。

主としてテレフタール酸をジカルボン酸成分とするポリ
エステルである。グリコール成分の９０％以上が１．４
−ポリシクロヘキサンジメタツールであることが耐湿性
を高める上で好ましく、さらに好ましくは１．４−シク
ロヘキサンジメタツールのうち、トランス型の配座をと
るものが７０モル％以上含有しているのがよ（、また、
酸成分の８０モル％以上がテレフタル酸であることが同
様の理由で好ましい、もっとも、本発明の効果に悪影響
を与えないならば、少量、好ましくは１０モル％以下の
他の酸成分を含んでもよい、また、少量、好ましくは２
０モル％以下の他のグリコール成分を含んでいても良い
。

上記保護膜には、上記したＰＣＴに加え、安定剤、滑剤
、耐電防止剤等の通常ポリエステルに添加されている添
加剤を必要に応じて含んでいてもよい、また、本発明の
効果に悪影響を与えない範囲で他のポリマーがブレンド
されていてもよい。

本発明のＰＣＴフィルムの最大粗さは０．２μ■以下、
好ましくは０．０８μ■以下である。最大粗さが０．２
μ層より大きくなる場合、フィルムの平面性が損なわれ
厚みムラによる光の揺るぎが生じる。ＰＣＴフィルムの
最大粗さＲｔを０．２μ圃以下にするには押出し口金の
整備５離型性に富んだ特殊な口金材質を用いること、さ
らには最大表面粗さＲｔが０．１ＬＬｍ以下の鏡面冷却
ドラムを用いてニップ式の冷却装置を用いることにより
達成することができる。

本発明において、ＰＣＴフィルムの湿度膨張率は優れた
耐水性を得るため５　Ｘ　１０−’／％ＲＨ以下であり
、好ましくは０．８　ｘｌＯ−’／駕ＲＨ以下である。

温度膨張率は例えばＰＣＴフィルムを１０５℃以上、さ
らに好ましくは１１５℃以上の温度の加圧スチームでＰ
ＣＴフィルムを処理することにより本発明の範囲内に抑
えることができる。この場合、スチームの圧力は１．０
１　ｋｇ／ｃｍ″ないし１．５　ｋｇ／ｃ＋ｎ”が好ま
しく、処理時間は３秒から５分が好ましい。

本発明における保護膜を構成するＰＣＴフィルムは、そ
のリターデーションＲｄが５０ｎ＋ｍ以下である。−射
的には保護層は光学的に等方性であることが要求され、
無延伸、無配向フィルムが用いられる１本発明に右いて
も無延伸ＰＣＴフィルムを保護膜として用いることが好
ましいが１本発明においては光学異方性の小さな二軸延
伸ＰＣＴフィルムを用いることでこれを満足することが
可能である。すなわち、光学異方性の程度を表わすリタ
ーデーションＲｄが５０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎ＋
ｍ以下である一軸延伸ＰＣＴフィルムを保護層として用
いることで、偏光ムラが生じない。

本発明におけるＰＣＴフィルムの厚さは、特に限定され
ないが、２０μｍないし１２５０μ剛が好ましく、さら
に好ましくは３０μｍないし７５０μｍである。

本発明における保護膜を構成するＰＣＴは、従来から公
知のポリエステルの製造方法によって製造することがで
きる０例えば、テレフタル酸と１．４−シクロヘキサン
ジメタツールの直接エステル化法によって、又はジメチ
ルテレフタレートと１．４−シクロヘキサンジメタツー
ルのエステル交換法によって製造することができる。こ
のようにして製造されるＰＣＴには、上記したように小
割合で第３成分を共重合させてもよい、必要に応じて不
活性微粒子を含んでいてもよい。

本発明におけるＰＣＴフィルムは、従来の製造方法に従
いＰＣＴ及び必要に応じて不活性粒子や添加剤等を均一
に混合し、エクストルーダーのような溶融押出し機を用
いて溶融押出しし、冷却、延伸することによって製膜す
ることができる。ポリマーチップの乾燥条件は、特に限
定されないが、通常、１７０℃、真空下で３時間程度が
適当である。押出し温度は特に限定されないが１通常２
８０℃ないし３３０℃程度であり、好ましくは２８５℃
ないし３００℃程度である。キャスティングは静電印加
法により行なうことが好ましく、キャスティングドラム
の温度は特に限定されないが、通常５℃ないし６０℃で
あり、好ましくは１５℃ないし３０℃である。また、冷
却後の延伸は行なわないことが好ましいが、延伸を行な
う場合には、通常、７０℃ないし１５０℃、好ましくは
８０℃ないし１１０℃の温度下で１通常２．５　ｆ＠な
いし６．０倍の延伸倍率で延伸後、１２０℃〜２３０℃
で熱処理が行なわれる。冷却後、上記した加圧スチーム
処理をさらに施すことが好ましい。

本発明の好ましい態様では、ＰＣＴ保護模と偏光素子と
の接着性を高めるために、ｐｃＴ保護膜の少な（とも前
記偏光素子と接触する側にポリスチレンスルホン酸塩を
主成分とするコーティング層が形成されていることが好
ましい、ポリスチレンスルホン酸塩としてはプロトン、
カリウム塩、アンモニウム塩、ナトリウム塩が好ましく
、また、その分子量は３万ないし１００万程度が好まし
い、コーティング層の厚さは特に限定されないが、０．
０５μｍないし５ｕＩＩ程度が好ましい、さらに好まし
い態様では、上記コーティング層は、ポリスチレンスル
ホン酸塩に加え、アクリル樹脂及び無機添加剤を含む、
この場合、アクリル樹脂としてはメタクリル酸、アクリ
ル酸、アクリルアミド、ブチルアクリレート、エチルア
クリレート等の構成を有する共重合体や、ポリエステル
等の主鎖にグラフトしたアクリルポリマーが好ましく、
また、無機添加剤としてはＳｉＯｘ、　Ａ１１ａｓ、Ｔ
ｉＯｘ、ＣａＣ０ｓ、タルク、Ｚｒ０ｉ等で平均粒径が
８００　ｍ　ｕ以下のものが好ましい、また、ポリスチ
レンスルホン酸塩、アクリル樹脂、無機添加剤の組成比
は、重量比で１００　：　２０：　１ないし１口０：５
：０．０１程度が好ましい。

コーティング層は、ポリスチレンスルホン酸塩及び場合
によってはアクリル樹脂を、これらを溶解することがで
きる溶媒（例えば水が最も好ましいが他の有機溶媒であ
ってもよい）に溶かし。

さらに場合によっては前記無機添加剤を該溶液に懸濁さ
せた塗布液をＰＣＴフィルムに塗布し、乾燥させること
により形成することができる。塗布は、スピンコーター
、グラビアコーター等を用いた周知の方法により行なう
ことができる。

本発明における偏光素子は、従来よりこの分野において
用いられているものを採用することができ、例えば、ヨ
ウ素又は二色性染料（例えばコンゴーレッド等）を含む
ポリビニルアルコールを挙げることができる。

偏光素子と上記ＰＣＴ保護膜との接着は、例えば従来と
同様、ウレタン系、エポキシ系、ンラン系等の接着剤に
より接着することにより行なうことができる。

次に、本発明におけるフィルム特性の測定方法について
説明する。

（１１最大粗さＲｔ ＪＩＳ　８０６０１−１９７６に従い、カットオ）０．
２５Ｏｍ、測定長４ＩＩ１１で粗さ曲線より測定する。

（２）湿度膨張係数β 日本自動制御（株）の定荷重伸び試験機を用い、降伏点
以下の荷重、例えば１０〜２０ｇを、長さ１５０　ｒａ
ｍ、中１［１ｍ１ｅのサンプルにかけ、２０”Ｃ，３０
ＲＨ％から２０℃、８０ＲＨ％に加湿した時のフィルム
の寸法変化（Δ１２）を加湿量（ＲＨ％）で割った値を
用いる。測定は１２時間以上かける。

（３）リターデーションＲｄ 偏光顕微鏡を用い、消光位の位置から所定の計算により
求める。

次に、下記実施例において採用した本発明の効果の経口
変化における評価方法について説明する。ただし、各効
果の経口変化は６０℃、９０％Ｒ）［，３００時間の条
件下で行なった。

（４）平面性 経日変化後のフィルムにベコが発生するかどうかを観察
する。

１ｉ亙４ ０：フィルムを斜めにして、反射光を見た場合。

もどの物体がそのまま正しく見えるときＸ：フィルムを
斜めにして、反射光を見た場合。

もどの物体がゆがんで見えるとき （５）もろさ 経口変化後の破断伸度を３０　ｃｍ１分の引張速度で測
定する。

匠ＩＬ準 Ｏ：伸び率が１００％以上 Ｘ：伸び率が５０％未満 （６）透明性 ＪＩＳ−に６７１４に従い、経日変化後のフィルムのト
ータルへイズを測定する。

１１五歴 ○：へイズが５％以下のとき Ｘ：ヘイズが５％より大きいとき （月偏光ムラ 直交ニコルにある２枚の偏光板の間にＰＣＴフィルムを
挟んで、ＰＣＴフィルムを１８０’回転させて色ムラを
観察する。

乙仇互」 Ｏ：白色透明な場合 Ｘ：着色して見える場合 ［実施例］ 以下１本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。

もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではな
い。

叉１」口。

常法に従い、テレフタル酸ジメチルと１．４−シクロヘ
キサンジメタツールを、触媒として酸成分に対し０．０
５モル％の酸化チタンを用いてオートクレーブ中で撹拌
下で加熱することによりエステル交換し、次いで重縮合
してＰＣＴを得た。

このＰＣＴを３００℃で溶融押出しし、４０℃に保持し
たキャスティングドラム上で冷却して厚さ６０Ｏｕ　ｍ
未延伸フィルムを得た。このＰＣＴ未延伸フィルムを１
４０℃のスチーム下で１分処理した。得られたフィルム
の最大粗さ、湿度膨張係数及びリターデーションを測定
した。結果は下記表に示す。

さらに、このＰＣＴフィルムを、６０℃。

９０ＲＨ％の条件下で３００時間放置した後、その平面
性、もろさ、透明性、偏光ムラを測定した。結果を下記
表に示す。

下記表から明らかなように１本発明のこのＰＣＴフィル
ムは、平面性、もろさ、透明性及び偏光性の経日変化が
いずれも満足できるものであった。

比ＪＬＬＬ ＰＣＴフィルムを加圧スチーム処理しないことを除いて
実施例１と同様にしてフィルムを得た。得られたＰＣＴ
フィルムの物性及び偏光フィルムの特性の経口変化を下
記表に示した。

下記表から明らかなように、比較例１で得られたＰＣＴ
フィルムは湿度膨張係数が本発明の範囲よりも大きく、
得られた偏光フィルムも平面性に劣り偏光ムラが生じた
。

工蚊旦ユ ＰＣＴフィルムに代えて、厚さ６００μ隅のセルロース
トリアセテート（以下、ＴＡＣと言う）フィルムを保護
層として用いることを除いて実施例１と同様にしてフィ
ルムを得た。得られたＴＡＣフィルムの物性及び特性の
経口変化を下記表に示した。

下記表から明らかなように、比較例２で得られたＴＡＣ
フィルムは湿度膨張係数が本発明の範囲を大きく越えて
おり、経日変化も機械的強度を除き満足できるものでは
ない。

１較■】 ＰＣＴフィルムに代えて、厚さ６００μｍのポリエチレ
ンテレフタレート（以下、ＰＥＴと言う）フィルムを保
５層として用いることを除いて実施例１と同様にしてフ
ィルムを得た。得られたＰＥＴフィルムの物性及び特性
の経口変化を下記表に示した。

下記表から明らかなように、比較例３で得られたＰＥＴ
フィルムは温度膨張係数が本発明の範囲より大きく、経
日変化は全ての特性について劣っている。

匿絞五Ａ ＰＣＴフィルムに代えて、厚さ６００μｍのポリエチレ
ン−２，６−ナフタレート（以下、ＰＥＮと言う）フィ
ルムを保護層として用いることを除いて実施例１と同様
にしてフィルムを得た。得られたＰＥＮフィルムの物性
及びの特性の経口変化を下記表に示した。

下記表から明らかなように、比較例４で得られたＰＥＮ
フィルムは湿度膨張係数が本発明の範囲より大きく、ま
たリターデーション値も大きく機械的強度を除いて全て
の点で劣っている。

匿較五二 ＰＣＴフィルムに代えて、厚さ６００　ｕ　ａｓのポリ
エチレン−２，６−ナフタレート（以下、ＰＥＮと言う
）フィルムを比較例１と同様に加圧スチーム処理しない
ものをｆｌ　７１層として用いた。得られたＰＥＮフィ
ルムの物性及び特性の経口変化を下記表に示した。

下記表から明らかなように、比較例５で得られたＰＥＮ
フィルムは湿度膨張係数及びリターデーションが本発明
の範囲より大きく、経口変化も機械的強度を除いて劣っ
ている。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏光素子と、該偏光素子の両面上に形成され、最
   大粗さＲｔが０．２μｍ以下、湿度膨張係数βが５×１
   ０＾−＾６／％ＲＨ以下、リターデーションＲｄが５０
   ｎｍ以下である１，４−ポリシクロヘキシレンジメチレ
   ンテレフタレートから成る保護膜を有する偏光フィルム
   。
2. （２）前記１，４−ポリシクロヘキシレンジメチレンテ
   レフタレート保護層は１０５℃以上の温度で加圧スチー
   ム処理されたものである請求項１記載の偏光フィルム。
3. （３）前記１，４−ポリシクロヘキシレンジメチレンテ
   レフタレート保護膜の少なくとも前記偏光素子と接触す
   る側にポリスチレンスルホン酸塩を主成分とするコーテ
   ィング層が形成されている請求項１記載の偏光フィルム
   。
4. （４）前記コーティング層はアクリル樹脂及び無機添加
   剤をさらに含む請求項３記載の偏光フィルム。