JP2002022961A - 光学フィルム及びそれを用いた偏光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光板を薄くしても、寸法変化率が小さく、
表示上の光学特性の面内バラツキが少なく、加熱又は加
湿信頼性が良好な偏光板並びに前記偏光板に有用な積層
トリアセチルセルロースフィルムを提供する。 【解決手段】 厚みが４０μｍのトリアセチルセルロ
ースフィルムの片面にシリカ粒子を含有するウレタンア
クリレート樹脂層を乾燥後の厚みが３μｍとなるように
塗布し、紫外線照射して保護層が形成された破断伸度
０．６５％の積層トリアセチルセルロースフィルムを得
る。積層トリアセチルセルロースフィルムをその保護層
が形成されている側が外側になるようにヨウ素で染色さ
れた厚さ２５μｍのポリビニルアルコール偏光子の両面
にＰＶＡ系接着剤を用いて貼り合わせて本発明の偏光板
を得る。

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
（以下、ＬＣＤと略称することがある。）などに使用さ
れる偏光板並びにその偏光板に好適に使用され得る光学
フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイに使用する偏光板は、
例えば、ポリビニルアルコール系フィルム（部分ホルマ
ール化ポリビニルアルコール系フィルムも含む意味であ
り、以下、これらを総称してＰＶＡ系フィルムと略称す
ることがある。）に、二色性を有するヨウ素又は、二色
性染料を吸着させる染色工程、ほう酸や、ほう砂等で架
橋する架橋工程、および一軸延伸する延伸工程（染色、
架橋、延伸の各工程は、別々に行う必要はなく同時に行
ってもよく、また、各工程の順番も特に規定するもので
はない。）の後に、乾燥し、トリアセチルセルロースフ
ィルム（以下、ＴＡＣフィルムと略称することがあ
る。）をその保護フィルムとして貼り合わせて製造され
ている。トリアセチルセルロースフィルムは、複屈折が
生じにくく光学的に悪影響の少ない透明な光学フィルム
であり、したがって、ＰＶＡ系フィルムを用いた偏光子
の保護フィルムとして好適に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】偏光板が使用されるＬ
ＣＤは、薄型で、軽量で、省消費電力であることなどを
特徴としており、偏光板の厚さや、重量も、より薄くよ
り軽いものが求められている。ところでこれらの偏光板
をＬＣＤに用いる場合には、通常、前記偏光板は、透明
な接着剤でガラスセルの表裏面にバイアスの角度で互い
にクロスニコルの方向になるように貼付されて用いられ
ている。偏光板の厚さや、重量を、小さくする方法とし
ては、前述したＴＡＣフィルムの厚さを薄くすることが
考えられる。液晶ディスプレイに使用されている従来の
偏光板は、偏光子の両側に用いているトリアセチルセル
ロースフィルムの厚みが７０μｍ以上である。このＴＡ
Ｃフィルムの厚みが５０μｍ以下のものを使用した偏光
板では、加熱条件下（８０℃）ないしは加湿条件下（６
０℃／９０％ＲＨ）での耐久性試験（１００時間後）に
おいて寸法変化量が大きくなると言う問題がある。偏光
板の寸法変化量が大きくなるとＬＣＤに適用した場合
に、ＬＣＤ表示面内での画像の色相のバラツキが大きく
なり、ディスプレイの色ムラの原因となる。

【０００４】しかして、本発明は、トリアセチルセルロ
ースフィルムの厚みを薄くしても、偏光板の薄型化で問
題となる上記の問題点を解決し、加熱ないしは加湿信頼
性が良好な薄型の偏光板を得ることが可能な補強された
積層トリアセチルセルロースフィルム並びにそれを用い
た薄型化可能な偏光板を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の積層トリアセチルセルロースフィルム並び
にそれを用いた偏光板は次のものである。

【０００６】（１）厚みが５０μｍ以下のトリアセチル
セルロースフィルムの少なくとも片面に保護層が形成さ
れてなる補強された積層トリアセチルセルロースフィル
ムであって、保護層が設けられることにより前記積層ト
リアセチルセルロースフィルムのＭＤ方向の破断伸度
（２３℃／６０％ＲＨの状態下）が０．７５％以下の強
度を有する積層トリアセチルセルロースフィルム。

【０００７】（２）前記（１）項に記載の積層トリアセ
チルセルロースフィルムにおいては、保護層の厚みが
０．１〜１０μｍであることが好ましい。

【０００８】（３）また、前記（１）項に記載の積層ト
リアセチルセルロースフィルムにおいては、保護層の厚
みが１〜７μｍであることがより好ましい。

【０００９】（４）また、前記（１）〜（３）項のいず
れかに記載の積層トリアセチルセルロースフィルムにお
いては、保護層がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ア
クリルウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系
樹脂からなる群から選ばれた素材からなる層であること
が好ましい。

【００１０】（５）また、本発明の偏光板は、前記
（１）〜（４）項のいずれかに記載の積層トリアセチル
セルロースフィルムが、当該積層トリアセチルセルロー
スフィルムの保護層側が表側になるように偏光子の少な
くとも片側に積層されてなる偏光板であって、偏光板の
加熱条件（８０℃）下の耐久性試験１００時間後でのＭ
Ｄ方向寸法変化率が｜１．０｜％以下であり、加湿条件
（６０℃／９０％ＲＨ）下の耐久性試験１００時間後で
のＭＤ方向寸法変化率が｜０．５｜％以下である偏光板
である。

【００１１】（６）前記（５）項に記載の偏光板におい
ては、前記偏光板の偏光子が、ポリビニルアルコール系
フィルムに、ヨウ素又は二色性染料から選ばれた二色性
物質が吸着れてなる偏光子であることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】従来、偏光子の両面に貼り合わせ
るトリアセチルセルロースフィルムは、膜厚みが７０μ
ｍ以上のもので構成されているが、本発明の積層トリア
セチルセルロースフィルムは、厚みが５０μｍ以下のト
リアセチルセルロースフィルムの少なくとも片面に保護
層が形成されてなる補強された積層トリアセチルセルロ
ースフィルムであって、保護層が設けられることにより
前記積層トリアセチルセルロースフィルムのＭＤ方向の
破断伸度（２３℃／６０％ＲＨの状態下）が０．７５％
以下の強度を有する積層トリアセチルセルロースフィル
ムである。

【００１３】トリアセチルセルロースフィルムの保護層
は、水分を透過しにくい樹脂等の塗布、またはフィルム
の積層により形成される。

【００１４】保護層として用いられる樹脂としては、ア
クリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹
脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられ
る。このうち特にアクリルウレタン系樹脂が好ましい。
保護層形成用の上記の樹脂溶液の塗布は、例えば、ドク
ターブレード法やグラビアロールコーター法、ディッピ
ング法等の適宜な方式にて塗布することができる。

【００１５】また、前記トリアセチルセルロースフィル
ムの保護層としてフィルムを用いた場合には、フィルム
の素材としては、例えば、アセテート樹脂、カーボネー
ト樹脂、アリレート系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエチ
レンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如き
ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、環状ポリオレフィ
ンの如きオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系
樹脂を用いてフィルムとしたものなどが挙げられる。こ
のうち特に、等方性であり、無色で透明性が優れ、光弾
性の低いものが好ましい。上記保護層用のフィルムをト
リアセチルセルロースフィルム上に積層するには、例え
ばアクリル系、ゴム系、シリコーン系等の粘着剤やホッ
トメルト系接着剤などの適宜な接着剤にて接着するのが
一般的である。

【００１６】なお、保護層には、本発明の目的を阻害し
ない限り、無機粒子、その他の適宜の添加剤が添加され
ていてもよい。

【００１７】上述のような保護層の厚みは本来の目的か
らは、１０μｍ以下が望ましい。実際には０．１〜９μ
ｍ、好ましくは１〜７μｍ、さらに好ましくは２〜６μ
ｍであるが、用いるトリアセチルセルロースフィルムの
厚みや保護層の種類によってその厚みは適宜調整され
る。すなわち、保護層が設けられることにより前記積層
トリアセチルセルロースフィルムのＭＤ方向の破断伸度
（２３℃／６０％ＲＨの状態下）が０．７５％以下の強
度を有する積層トリアセチルセルロースフィルムとする
必要があり、前記条件を満たすように保護層の厚みは適
宜調整されるのである。

【００１８】次に上述のような本発明の積層トリアセチ
ルセルロースフィルムを偏光子と組み合わせた本発明の
偏光板について説明する。

【００１９】偏光板の製造工程は特に限定するものでは
ないが、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムに、
二色性を有するヨウ素又は、二色性染料を吸着させる染
色工程、ほう酸や、ほう砂等で架橋する架橋工程、およ
び一軸延伸する延伸工程（染色、架橋、延伸の各工程
は、別々に行う必要はなく同時に行ってもよく、また、
各工程の順番も特に規定するものではない。）の後に、
乾燥し、トリアセチルセルロースフィルムをその保護フ
ィルムとして前記ＰＶＡ系偏光子の両面又は片面に貼り
合わせて製造されている。特に限定するものではないが
トリアセチルセルロースフィルムは通常前記ＰＶＡ系偏
光子の両面に貼り合わされたものが一般的である。

【００２０】従来、偏光子の両面に貼り合わせるトリア
セチルセルロースフィルムは、膜厚みが７０μｍ以上の
もので構成されており、偏光子の厚みは近年通常使用さ
れている薄いものでもその厚みが２５μｍ以上であるの
で、従来の偏光板の総厚みは、１６５μｍ以上である。

【００２１】本発明においては、偏光子の両面に膜厚み
が５０μｍ以下で少なくとも片面に保護層が形成された
トリアセチルセルロースを用いることにより、偏光板の
総厚みを薄くでき、例えば偏光板の総厚みが１４５μｍ
未満のものも作ることができる。

【００２２】本発明の偏光板においては、トリアセチル
セルロースフィルムを偏光子に貼り合せるときには、ト
リアセチルセルロースフィルム上に設けた保護層が偏光
板の表面になるようにする。（トリアセチルセルロース
フィルムの両面に保護層が設けられている場合には、ど
ちらの面が偏光板の表面になるようにしてもよい。）本
発明の積層トリアセチルセルロースフィルムの保護層が
偏光板の表面になるようにすることにより、トリアセチ
ルセルロースフィルムへの熱や湿度による悪影響を効果
的に防止することができる。また、本発明の積層トリア
セチルセルロースフィルムは偏光子の両面に貼り合され
ていてもよいし、また、偏光子の一方の面に前記本発明
の積層トリアセチルセルロースフィルムが貼り合わされ
ていれば他方の面は従来のトリアセチルセルロースフィ
ルムなどの光学フィルムであってもよいし、場合によっ
ては他方の面はトリアセチルセルロースフィルムなどの
保護用の光学フィルムが存在しない場合もある。偏光子
の一方の面に前記本発明の積層トリアセチルセルロース
フィルムを用いている場合には、本発明の積層トリアセ
チルセルロースフィルムが貼り合わされている側が、液
晶セル側と反対側に位置する様に用いることが好まし
い。偏光子の他方の面にはトリアセチルセルロースフィ
ルムなどの保護用のフィルムが存在しない場合や偏光子
の両面にトリアセチルセルロースフィルムを積層する場
合においては、液晶セル側に位置するトリアセチルセル
ロースフィルムは液晶セルが存在するため、比較的周囲
の雰囲気の湿度の影響を受けにくい位置に存在すること
になるが、液晶セル側と反対側に位置するトリアセチル
セルロースフィルムは、比較的周囲の雰囲気の湿度や熱
の影響を受け易い位置に組み込まれるので、少なくとも
この位置に組み込まれるトリアセチルセルロースフィル
ムが本発明の規定を満足する積層トリアセチルセルロー
スフィルムとなるような使用の仕方が好ましい。

【００２３】偏光子への本発明の積層トリアセチルセル
ロースフィルムや保護層の存在しないトリアセチルセル
ロースフィルムの貼り合わせは、接着剤ないし粘着剤が
用いられる。かかる接着剤ないし粘着剤の種類は、偏光
板の水分率や特性変化の点より、揮発分の少ない組成で
硬化時ないし乾燥時に高温を要せず、短時間での処理が
可能なものが好ましい。接着剤ないし粘着剤の具体例と
しては、例えばポリビニルアルコール系（ＰＶＡ系）接
着剤、アクリル系粘着剤、ポリエステル−イソシアネー
ト系接着剤等、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルア
ルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール
系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤な
どが用いられる。

【００２４】かくして、本発明の偏光板は、加熱条件
（８０℃）下の耐久性試験１００ｈ後でのＭＤ方向寸法
変化率が｜１．０｜％以下であり、加湿条件（６０℃／
９０％ＲＨ）の耐久性試験１００ｈ後でのＭＤ方向寸法
変化率が｜０．５｜％以下とすることにより、総厚みの
薄い偏光板にすることが可能となり、総厚みを薄くして
も、ＬＣＤに適用した場合に、加熱条件下又は加湿条件
下での偏光板の寸法変化量を小さくすることができ、液
晶表示面内において明度や色相のバラツキの少ない改良
された偏光板を提供できる。

【００２５】なお、偏光板の加熱条件（８０℃）下の耐
久性試験１００ｈ後でのＭＤ方向寸法変化率が｜１．０
｜％より大きい場合には、液晶表示面内の光学特性のバ
ラツキが大きくなり、表示上の問題が発生し、好ましく
ない。また、偏光板の加湿条件（６０℃／９０％ＲＨ）
の耐久性試験１００ｈ後でのＭＤ方向寸法変化率が｜
０．５｜％より大きい場合には、液晶表示面内の光学特
性のバラツキが大きくなり、表示上の問題が発生し、好
ましくない。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の理解を容易にするために、実
施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実
施例に記載されたもののみに限定されるものではない。

【００２７】以下の実施例、比較例における各種測定値
の測定方法は以下の様である。 （破断伸度）破断伸度は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に記載さ
れた方法に基づき測定する。破断伸度は、試験片の試験
対象部分のＭＤ方向の長さを２０ｍｍ、幅５ｍｍのサン
プルにおいて、初期長さに対する破断時の伸びた長さの
割合で表される。

【００２８】

【数１】破断伸度％＝［（破断時の長さ）−（初期長
さ）］／（初期長さ）×１００

【００２９】（加熱条件下での耐久性試験）作成した偏
光板を一定の大きさ（ＭＤ方向の長さ５０ｍｍ×幅５ｍ
ｍ）のサンプルとし、８０℃のオーブン内に入れ、１０
０時間経過後、二軸顕微鏡にてサンプルの寸法を測定
し、初期の寸法との差からＭＤ方向の寸法変化率を求め
る。 （加湿条件下での耐久性試験）前記加熱条件下での耐久
性試験と同様であるが、８０℃のオーブン内にサンプル
を入れると言う試験条件が、６０℃／９０％ＲＨ（相対
湿度）のオーブン内にサンプルを入れると言う試験条件
に変わる点を除いて、前記加熱条件下での耐久性試験と
同様にして、ＭＤ方向の寸法変化率を求める。

【００３０】尚、ＭＤ方向とは、本発明の積層トリアセ
チルセルロースフィルムまたは偏光板が生産装置から排
出される方向であり、通常は縦方向である。

【００３１】（実施例並びに比較例）厚みが４０μｍの
トリアセチルセルロースフィルムの片面にウレタンアク
リレート樹脂１００重量部に対し、粒径約１〜３μｍの
シリカ粒子を５重量部含有する紫外線架橋型の樹脂層を
乾燥後の厚みが３μｍとなるようにバーコーターにて塗
布し、紫外線照射して本発明の保護層が形成された積層
トリアセチルセルロースフィルムを得た（以下サンプル
と略称する）。得られた積層トリアセチルセルロース
フィルムの破断伸度は０．６５％であった。

【００３２】なお、比較のため厚みが４０μｍで前記保
護層を塗布していない、トリアセチルセルロースフィル
ム（以下サンプルと略称する）の破断伸度は１．５％
であった。

【００３３】次にサンプルとサンプルとをそれぞれ
ヨウ素で染色された厚さ２５μｍのポリビニルアルコー
ル偏光子の両面にＰＶＡ系接着剤を用いて貼り合わせ
た。

【００３４】サンプルは保護層が形成されている側が
外側になるように偏光子の両面に貼り合わせた。前記サ
ンプルを偏光子の両面に貼り合わせて得られた本発明
の偏光板を偏光板サンプルとし、前記サンプルを偏
光子の両面に貼り合わせて得られた比較例の偏光板を偏
光板サンプルとした。

【００３５】各偏光板サンプルとの加熱８０℃での
耐久性試験１００ｈ後のＭＤ方向の寸法変化率［％］は
次の通りであった。

【００３６】偏光板サンプル −０．８３％ 偏光板サンプル −１．２０％ また各偏光板サンプルとの加湿条件下６０℃／９０
％ＲＨでの耐久性試験１００ｈ後のＭＤ方向の寸法変化
率［％］は次の通りであった。

【００３７】偏光板サンプル ０．４３％ 偏光板サンプル ０．９６％ 以上から、本発明の積層トリアセチルセルロースフィル
ムを用いた偏光板サンプルは加熱耐久性試験での寸法
変化率が｜１．０｜％以下を満たし、加湿耐久性試験で
の寸法変化率が｜０．５｜％以下を満たしていることが
わかる。したがってＬＣＤに用いた場合にＬＣＤの厚み
を薄くでき、しかも表示上の光学特性（透過率、偏光
度、色相）の面内バラツキが少なくなるなどの点で優れ
た効果を発揮することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、ＬＣＤなどの薄型化、軽量に
寄与する積層トリアセチルセルロースフィルム並びにそ
れを用いた薄型化可能な偏光板を提供でき、本発明の積
層トリアセチルセルロースフィルムを用いて偏光板を作
成することにより偏光板を薄くしても、ＭＤ方向の寸法
変化率の小さく、表示上の光学特性（透過率、偏光度、
色相）の面内バラツキが少なく、加熱ないしは加湿信頼
性が良好な偏光板を提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠本 誠一 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 三原 尚史 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 吉川 せんり 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 土本 一喜 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA26 BA27 BB17 BB24 BB49 BC03 BC22 2H091 FA08Y FB02 FB13 FC05 FC24 FC29 FD07 LA11 LA12 4F100 AA36C AA36H AJ06A AK21C AK25B AK51B AK52B AK53B AT00B BA02 BA03 BA10A BA10B BA10C BA15 GB41 JA20A JA20B JK08 JL04 JN10C YY00 YY00A YY00B

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚みが５０μｍ以下のトリアセチルセル
   ロースフィルムの少なくとも片面に保護層が形成されて
   なる補強された積層トリアセチルセルロースフィルムで
   あって、保護層が設けられることにより前記積層トリア
   セチルセルロースフィルムのＭＤ方向の破断伸度（２３
   ℃／６０％ＲＨの状態下）が０．７５％以下の強度を有
   する積層トリアセチルセルロースフィルム。
2. 【請求項２】 保護層の厚みが０．１〜１０μｍである
   請求項１に記載の積層トリアセチルセルロースフィル
   ム。
3. 【請求項３】 保護層の厚みが１〜７μｍである請求項
   １に記載の積層トリアセチルセルロースフィルム。
4. 【請求項４】 保護層がアクリル系樹脂、ウレタン系樹
   脂、アクリルウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコ
   ーン系樹脂からなる群から選ばれた素材からなる層であ
   る請求項１〜３のいずれかに記載の積層トリアセチルセ
   ルロースフィルム。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の積層ト
   リアセチルセルロースフィルムが、当該積層トリアセチ
   ルセルロースフィルムの保護層側が表側になるように偏
   光子の少なくとも片側に積層されてなる偏光板であっ
   て、偏光板の加熱条件（８０℃）下の耐久性試験１００
   時間後でのＭＤ方向寸法変化率が｜１．０｜％以下であ
   り、加湿条件（６０℃／９０％ＲＨ）下の耐久性試験１
   ００時間後でのＭＤ方向寸法変化率が｜０．５｜％以下
   である偏光板。
6. 【請求項６】 前記偏光板の偏光子が、ポリビニルアル
   コール系フィルムに、ヨウ素又は二色性染料から選ばれ
   た二色性物質が吸着れてなる偏光子である請求項５に記
   載の偏光板。