JP2008003580A - 偏光板用保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体を有する被覆層がセルロースアシレート類からなる透明基材フィルムの片面に形成され、透明基材フィルムの反対側の面に少なくともハードコート性を有する層を設け、60℃、95%相対湿度での透湿度が300g/m2・日以下であることを特徴とする偏光板用保護フィルム。
【選択図】なし
Description
更に、一般に塩化ビニリデン共重合体は紫外線により着色しやすいという問題もある。
(1)塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体を有する被覆層がセルロースアシレート類からなる透明基材フィルムの片面に形成され、透明基材フィルムの反対側の面に少なくともハードコート性を有する層を設け、60℃、95%相対湿度での透湿度が300g/m2・日以下であることを特徴とする偏光板用保護フィルム。
(2)ハードコート性を有する層が散乱性を持つことを特徴とする上記(1)に記載の偏光板用保護フィルム。
(3) 塩素含有ビニル単量体が塩化ビニリデンである上記(1)または(2)に記載の偏光板用保護フィルム。
(4)被覆層の厚みが1μm以上10μm以下であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(5)透明基材フィルムの膜厚が、30μm以上120μm以下である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(6)セルロースアシレート類が、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートである上記(1)〜(5)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(7)透明基材フィルムと被覆層の間および被覆層の表面のいずれかに易接着層を有することを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(8)透明基材フィルム、透明基材フィルムと被覆層の間の易接着層および被覆層の少なくとも1つに紫外線吸収剤を含有し、波長380nmの光の透過率が5%以下であり、波長600nmの透過率が80%以上100%以下であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(9)紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、及び紫外線吸収ポリマーのいずれかである前記(8)に記載の偏光板用保護フィルム。
(10)紫外線吸収剤が下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤の少なくとも1種類以上含有することを特徴とする上記(9)に記載の偏光板用保護フィルム。
(12)被覆層および易接着層の少なくともいずれかにが塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体と親水性高分子化合物を含有することを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(13)透明基材フィルム表面および被覆層表面の少なくともいずれかをコロナ放電処理およびグロー放電の少なくともいずれかの処理をしたことを特徴とする上記(1)〜(12)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(14)被覆層を形成する際に用いる塗布組成物が、少なくとも塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体と有機溶剤とを含有し、該有機溶剤が透明基材フィルムを膨潤又は溶解可能な溶剤を含む前記(1)〜(13)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(15) 前記(14)に記載の被覆層上に、更に塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体を有する第2の被覆層を形成し、該第2の被覆層を形成する際に用いる塗布組成物が該重合体の水分散物であることを特徴とする偏光板用保護フィルム。
(16) 被覆層に、酸化防止剤、及び金属錯体の少なくともいずれかを含有する前記(1)〜(15)のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
(18)前記被覆層用塗布液を塗布、乾燥して被覆層を形成した後、第2の被覆層を該被覆層上に塗布、乾燥して形成する工程において、1回の送り出しから巻き取りの工程で、連続的に各層を形成することを特徴とする前記(17)に記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
(19)偏光膜と、上記(1)〜(7)に記載の偏光板用保護フィルム、または上記(17)または(18)のいずれかに記載の製造方法で作成した偏光板用保護フィルムを有し、透明基材フィルムに対して、ハードコート性を有する層の反対側に偏光膜が位置することを特徴とする偏光板。
(20)上記(19)に記載の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
ここで、図1は、本発明の偏光板用保護フィルムの好ましい一実施形態を模式的に示す断面図であるが、本発明の偏光板用保護フィルムはこの形態に限るものではない。
図1の(1)に示す本発明の偏光板用保護フィルム1は、透明基材フィルム2と、塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体を有する被覆層3(以下、被覆層と記載する場合もある)、透明基材フィルム2の反対面にハードコート性を有する層4を設けるのが好ましい。ハードコート性を有する層4に内部散乱性や表面散乱性を加えることも好ましく用いられる。またハードコート性を有する層4の上にさらに低屈折率層を設けることも、表面の反射率を低減する目的から好ましい。透明基材フィルム2と被覆層3の間、もしくは被覆層3の表面の少なくとも一方に易接着層を有するのも層間の密着性の観点で好ましく、易接着層が複数の層からなることも好ましい。また、易接着層のいずれかの層を帯電防止性層とすることも好ましく用いられる。
図2に示す本発明の偏光板5は、本発明の偏光板用保護フィルム1と偏光子6と反対側の偏光板用保護フィルム7からなる。本発明の偏光板5は被覆層3が偏光子6と貼り合わせられる。反対側の偏光板用保護フィルム7は特に制限は無いが、生産性の観点から、被覆層の無いセルロースアシレート類からなる透明基材フィルムであることが好ましい。
図3に示す本発明の液晶表示装置8は、本発明の偏光板5と液晶セル9からなる。本発明の偏光板5を図3のように両側に用いるのが好ましいが、片側でも効果がある。本発明の偏光板は反対側の保護フィルム7側を粘着剤を介して液晶セルに貼り付けるのが好ましい。
本発明の偏光板の反対側の保護フィルムとして光学補償フィルムも好ましく用いられ、光学補償フィルムが基材フィルムの上に光学補償層を形成した基材フィルムであることも好ましい。また、反対側の保護フィルムの上に粘着剤を介して光学補償フィルムを貼り付けて用いることも好ましい。
本発明の被覆層は塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体(以下塩素含有重合体とも称する)を有することを特徴とする。
塩素含有ビニル単量体としては、一般的には、塩化ビニル、塩化ビニリデンが挙げられる。塩素含有重合体は、これら塩化ビニル又は塩化ビニリデン単量体に、これらと共重合可能な単量体を共重合することにより得ることができる。
共重合可能な単量体としては、オレフィン類、スチレン類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタアクリルアミド類、イタコン酸ジエステル類、マレイン酸エステル類、フマル酸ジエステル類、N−アルキルマレイミド類、無水マレイン酸、アクリロニトリル、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、ビニルケトン類、ビニル異節環化合物、グリシジルエステル類、不飽和ニトリル類、不飽和カルボン酸類等から選ばれる単量体が挙げられる。
スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロルメチルスチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロルスチレン、ジクロルスチレン、ブロムスチレン、トリフルオロメチルスチレン、ビニル安息香酸メチルエステルなどが挙げられる。
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、t−オクチルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、クロルエチルアクリレート、シアノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、フェニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シアノアセトキシエチルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレート、スルホプロピルメタクリレート、N−エチル−N−フェニルアミノエチルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、2−(3−フェニルプロピルオキシ)エチルメタクリレート、ジメチルアミノフェノキシエチルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、5−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート。
メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエーテル、2−エチルブチルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロルフェニルエーテル、ビニル−2,4−ジクロルフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテル、ビニルアントラニルエーテル。
ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルジメチルプロピオネート、ビニルエチルブチレート、ビニルバレレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセトアセテート、ビニルフェニルアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、クロル安息香酸ビニル、テトラクロル安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニル。
これら共重合可能な単量体は2種類以上用いてもよい。
「サランレジンR241C」、「サランレジンF216」、「サランレジンR204」、「サランラテックスL502」、「サランラテックスL529B」、「サランラテックスL536B」、「サランラテックスL544D」、「サランラテックスL549B」、「サランラテックスL551B」、「サランラテックスL557」、「サランラテックスL561A」、「サランラテックスL116A」、「サランラテックスL411A」、「サランラテックスL120」、「サランラテックスL123D」、「サランラテックスL106C」、「サランラテックスL131A」、「サランラテックスL111」、「サランラテックスL232A」、「サランラテックスL321B」。サランレジンF216、R204は、ケトン類溶媒(メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど)に可溶のため、より好ましく用いられ、またサランレジンR204は、結晶性が高いため被覆層の透湿度を低くすることができるため更に好ましく用いられる。
従って、カールが発生しないか、又は実用上問題ない程度に小さくするには、被覆層の膜厚上限を上記範囲とすることが好ましい。
また、被覆層の厚みが前記上限値以下であれば、脆い膜になったり、着色し易くなるなどの弊害も生じないので好ましい。一方、被覆層の厚みの下限は、防湿性より好ましい範囲が規定され、上記範囲とすることで本発明の効果が十分に発現できる。被覆層は少なくとも1層からなるものであり、2層以上の形態も可能である。
平均厚みに対して±20%以内のバラツキであれば、後述する測定法による被覆層の透湿度のバラツキも抑えられ、本発明の効果である表示品質のムラがより低減することになる。
被覆層を形成するための塗布液の溶剤は、支持体と被覆層の間に混合領域を形成する為に、本発明においては、基材フィルムを溶解又は膨潤させる性質を持った溶剤を選択する必要がある。これは、塗布液にそのような溶剤を用いれば、塗布直後から支持体を溶解あるいは膨潤しつつ被覆層を形成する為に、基材フィルムと被覆層の界面が不明確になると同時に、被覆層の樹脂成分と基材フィルムの樹脂成分が混合した領域の層が形成される。
更には、透明基材フィルムを溶解する溶剤のうち最も沸点の高い溶剤と、透明基材フィルムを溶解しない溶剤のうち最も沸点の高い溶剤との沸点温度差が25℃以上であることが好ましく、35℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましい。
炭素子数が3〜12のエーテル類:具体的には、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3,5−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール及びフェネトール等、
炭素数が3〜12のケトン類:具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、及びメチルシクロヘキサノン等、
炭素数が3〜12のエステル類:具体的には、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸n−ペンチル、及びγ−ブチロラクトン等、
2種類以上の官能基を有する有機溶媒:具体的には、2−メトキシ酢酸メチル、2−エトキシ酢酸メチル、2−エトキシ酢酸エチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシエタノール、2−プロポキシエタノール、2−ブトキシエタノール、1,2−ジアセトキシアセトン、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、アセト酢酸メチル、N−メチルピロリドン及びアセト酢酸エチル等が挙げられる。
これらは1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。透明基材フィルムを溶解する溶剤としてはテトラヒドロフランもしくはケトン系溶剤が好ましく、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンが特に好ましい。
これらは1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、塩化ビニリデンの共重合体を選択することで、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ケトン系溶剤などに溶解可能とし、テトラヒドロフランを用いずに、トルエン、ケトン系溶剤などをもちいることは更に好ましく、特にメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンを用いることが蒸発速度を制御する際に、特に好ましい。
また、テトラヒドロフランに溶質が溶解する範囲で上記溶媒を添加することも好ましく用いられる。また、テトラヒドロフランに溶質が溶解する範囲で上記溶媒を添加することも好ましく用いられる。テトラヒドラフランを用いる場合は、光安定化の観点から、p−クレゾール、レゾルシン、ヒドロキノン、第一鉄塩、ヒンダードフェノール(例えば2、6ージーtーブチルー4ーメチルフェノール)などの還元性物質を、塗布液中に0.01〜1質量%添加することが好ましい。被覆層の着色防止にも効果があるため好ましく用いられる。
また塩素含有重合体がラテックス分散物として供給される場合は、主溶剤としては水が好ましく用いられる。ラテックス分散物の場合は、界面活性剤や増粘剤などが併用されることが好ましい。
酸化防止剤としては、例えばクロマン系化合物、クマラン系化合物、フェノール系化合物(例えばヒンダードフェノール類)、ハイドロキノン誘導体、ヒンダードアミン誘導体、スピロインダン系化合物がある。また、特開昭61−159644号記載の化合物、ヒドロキサム酸(特開平8−76311のA−I〜A−Vなど)、エポキシ系化合物も有効である。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物(米国特許第3,533,794号など)、4−チアゾリドン系化合物(米国特許第3,352,681号など)、ベンゾフェノン系化合物(特開昭56−2784号など)、その他特開昭54−48535号、同62−136641号、同61−88256号等に記載の化合物がある。また、特開昭62−260152号記載の紫外線吸収性ポリマーも有効である。
金属錯体としては、米国特許第4,241,155号、同第4,245,018号第3〜36欄、同第4,254,195号第3〜8欄、特開昭62−174741号、同61−88256号(27)〜(29)頁、同63−199248号、特開平1−75568号、同1−74272号等に記載されている化合物がある。有用な劣化防止剤の例は、リサーチディスクロージャーNo.17643の第VIIのI〜J項、同No.15162、同No.18716の650頁左欄、同No.36544の527頁、同No.307105の872頁、同No.15162に引用された特許に記載された化合物や、特開昭62−215272号(125)〜(137)頁に記載されている。
また、塩化ビニル樹脂に一般的に用いられる各種金属安定剤も好ましく用いられ、ZnやBaなどの金属石鹸系や、有機錫系の安定化剤は特に有効である。具体的には「プラスチックおよびゴム用添加剤実用便覧」(化学工業社刊)(148)〜(304)頁に記載されている各種化合物が挙げられる。
また、鉛、亜鉛、バリウムなどのステアリン酸や銀塩類、酸化マグネシウムなどが共に用いられることも好ましい。また、特開2004−359819公報の段落[0013]〜[0020]記載のような酸化防止剤を用いてもよい。上記の酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属錯体はこれら同士を組み合わせて使用してもよい。
上記酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属錯体は、塩素含有重合体に対して、0.1質量%〜10質量%添加することが好ましい。0.1質量%以上の添加量であれば、その劣化防止能が十分に発現し、様々な耐久性試験での変化が見られなくなるか、非常に小さくなる。10質量%以下の添加量であれば、劣化防止能は十分であり、かつ透湿度など他の性能への影響がないため、好ましい。
樹脂粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。前記のような粒度分布を持つ粒子は、調製又は合成反応後に、分級することも有力な手段であり、分級の回数を上げることやその程度を強くすることで、好ましい分布の粒子を得ることができる。
分級には風力分級法、遠心分級法、沈降分級法、濾過分級法、静電分級法等の方法を用いることが好ましい。
前記の粒径、含有量を満たせば特にその種類に制限はないが、有機樹脂粒子としては、架橋ポリメチルメタクリレート粒子(屈折率1.49)、架橋ポリ(アクリル−スチレン)共重合体粒子(屈折率1.54)、メラミン樹脂粒子(屈折率1.57)、ポリカーボネート粒子(屈折率1.57)、ポリスチレン粒子(屈折率1.60)、架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.61)、ポリ塩化ビニル粒子(屈折率1.60)、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子(屈折率1.68)等が用いられる。
上記有機樹脂粒子の中でも、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、架橋ポリ(アクリル−スチレン)粒子が好ましく用いられる。
これらの製造法は、例えば「高分子合成の実験法」(大津隆行、木下雅悦共著、化学同人社)130頁、及び146頁〜147頁の記載、「合成高分子」1巻、p.246〜290、同3巻、p.1〜108等に記載の方法、及び特許第2543503号明細書、同第3508304号明細書、同第2746275号明細書、同第3521560号明細書、同第3580320号明細書、特開平10−1561号公報、特開平7−2908号公報、特開平5−297506号公報、特開2002−145919号公報等に記載の方法を参考にすることができる。
JIS K 5600−7−5「塗料一般試験方法 −耐光性−」には、キセノンランプを光源として耐光性試験を行うことが記載されている。
本発明では、耐光性試験として、キセノンランプ光源を使用し、放射照度100±25W/m2(波長310〜400nm)、試験槽内温度35±5℃、ブラックパネル温度50±5℃、相対湿度65±15%の条件で、JIS K 5600−7−5を採用する。
本発明では、偏光板用保護フィルムの耐光性を測る尺度として、外観(透過光の色味)の変化具合を評価した。
本発明者らは、これらを定量的に測定し、表示する数値として、下記数式(1)により算出される、透過光色味変化量(CIE1976L*a*b*色空間における色差ΔE*ab値)が適切であることを見出した。
例えば、透明性が劣化(透過率が低くなる)すれば、ΔL*が大きくなり、結果、透過光色味変化量ΔE*ab値は大きくなる。
また、透過光の色味が変化すれば、Δa*やΔb*が大きくなり、やはり透過光色味変化量ΔE*ab値は大きくなる。透過光色味変化量ΔE*ab値と外観変化に対する官能評価結果との対応は、ほぼ下記表1の通りであり、色味変化量は偏光板用保護フィルムの外観変化の度合い、すなわち耐光性を正しく反映する適切な評価特性であることが判る。
透過光色味変化量ΔE*ab値は、4.5以下であることが好ましく、3.0以下であることがより好ましく、2.0以下であることが更に好ましい。透過光色味変化量ΔE*ab値を4.5以下とすることで、高い耐光性を達成することができる。
ΔL*=L1*−L2*
Δa*=a1*−a2*
Δb*=b1*−b2*
分光光度計(UV―3150、島津製作所(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、分光透過率を測定する。
次に、得られた分光透過率のデータとCIEのC標準光源の分光分布データとを各波長ごとに掛け合わせてC光源に対する分光透過光を求める。
得られた標準光下の分光透過光データから、CIE標準光源CにおけるCIE1976L*a*b*色空間のL*値、a*値、及びb*値を算出し、L1*、a1*、及びb1*とする。
耐光性試験装置(スーパーキセノンウェザーメーターSX120型(ロングライフキセノンランプ)、スガ試験機(株)製)を用い、JIS K 5600−7−5に準じて耐光性試験25hrを実施した後に、前記分光光度計(UV―3150、島津製作所(株)製)を用いて同様に測定した値から算出したL*値、a*値、及びb*値を、L2*、a2*、及びb2*とする。
混合領域の層の厚さは、0.2〜10μmの範囲にあることが好ましく、0.3〜7μmがより好ましく、0.5〜5μmが更に好ましい。混合領域の層の厚さがこの範囲より小さいと被覆層の干渉ムラの抑制効果が小さく、この範囲より大きいと被覆層の強度が低下する傾向がある。混合領域の層の厚さは、偏光板用保護フィルムの断面をミクロトームを用いて切削し、断面から走査型電子顕微鏡(日立製作所製、S−570)を用いて反射電子モードで観察し、撮影された写真より混合領域の層の厚さを求めることができる。
本発明に用いられる透明基材フィルムは、光学的に均一なこと、表面が平滑なこと、偏光板を作製する上での二次加工性がよいことから、セルロースアシレート系フィルムが使用される。
本発明に用いられるセルロースアシレートは、炭素数2〜22程度の脂肪族カルボン酸エステルまたは芳香族カルボン酸エステルであり、特にセルロースの低級脂肪酸エステルであることが好ましい。
セルロースの低級脂肪酸エステルにおける低級脂肪酸とは炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味し、例えば、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートフタレート等や、特開平10−45804号公報、同8−231761号公報、米国特許第2,319,052号等に記載されているようなセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等の混合脂肪酸エステルを用いることが出来る。或いは、特開2002−179701号公報、特開2002−265639号公報、特開2002−265638号公報に記載の芳香族カルボン酸とセルロースとのエステルも好ましく用いられる。上記記載の中でも、特に好ましく用いられるセルロースの低級脂肪酸エステルは、セルローストリアセテートと後述するセルロースアセテートプロピオネートである。これらのセルロースエステルは混合して用いることも出来る。
本発明のセルロースアシレートはアシル基の疎水性と水酸基の親水性を適度にバランスさせることにより、レターデーションの湿度依存性と寸度安定性を両立させるものである。すなわち、アシル基中のアルキル鎖が平均的に短かすぎる、及び/あるいは水酸基比率が高すぎるとレターデーションの湿度依存性は大きくなってしまう。また、アシル基中のアルキル鎖が平均的に長すぎる、及び/あるいは水酸基比率が高すぎるとTgが低下し、
寸度安定性が悪化してしまう。
したがって、本発明で好ましく用いられるセルローストリアセテートはアセチル化度が2.83以上2.91以下で炭素数3以上の他のアシル基を有しないものが好ましい。アセチル化度は2.84以上2.89以下がさらに好ましい。
式(a) 2.6≦X+Y≦2.9
式(b) 0≦X≦2.5
中でも1.9≦X≦2.5、0.1≦Y≦0.9のセルロースアセテートプロピオネート(総アシル基置換度=X+Y)が好ましい。アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。これらは公知の方法で合成することが出来る。
本発明の透明基材フィルム、被覆層、易接着層、ハードコート層のいずれかに、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤を1種類以上含有することが好ましい。
また、該紫外線吸収剤に関する下記式(A)で表されるオクタノール/水分配係数(以下logP)の平均値(以下平均logP)とセルロースアシレートのアシル化度DSが下記式(B)の関係を満たすセルロースアシレートフィルムが透明基材フィルムとして用いられることがより好ましい。
上(5.0×DS−5.1)以下であり、(5.0×DS−6.5)以上(5.0×DS−5.2)以下が好ましい。logPの平均値が大きすぎると面状が悪化し、logPの平均値が小さすぎると高温高湿下での紫外線吸収剤の保留性が悪化する。また、一般式(1)で表される化合物は330〜360nmの波長範囲に吸収極大を有するものである。
紫外線吸収剤は、セルロースアシレートフイルム作製のドープ流延、乾燥の過程及び被覆層、易接着層、ハードコート層などの塗布、乾燥の過程で揮散しないことが好ましい。
紫外線吸収剤の添加層としては、被覆層を保護する観点からは、被覆層より表面側のハードコート性を有する層、被覆層とハードコート性を有する層との間の下塗り層に添加することがより好ましく、液晶表示装置の各部材を保護する観点からは、透明基材フィルムを含めた本発明の偏光板用保護フィルムのいずれかの層中に添加することが好ましい。
上述した本発明において用いられる紫外線吸収剤の添加量は、セルロースアシレートに対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがより好ましく、0.2〜3質量%であることが特に好ましい。
被覆層、易接着層、ハードコート層などに添加する場合は、全固形分に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがより好ましく、0.2〜3質量%であることが特に好ましい。
(化合物添加の方法)
またこれら紫外線吸収剤を添加する時期はドープ及び塗布層作製工程中の何れであってもよく、ドープ及び塗布層調製工程の最後に行ってもよい。
R1、R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立に水素原子または一価の有機基を表し、R1、R2およびR3の少なくとも1つは総炭素数4〜20の無置換の分岐または直鎖のアルキル基を表し、R1、R2およびR3はそれぞれ互いに異なる。置換基としては例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8であり、例えばメチル、エチル、iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチルなどが挙げられる。)、置換又は未置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノなどが挙げられる。)、
また、置換基が二つ以上ある場合は、同じでも異なってもよく、可能な場合には互いに連結して環を形成してもよいが、R1、R2およびR3の少なくとも1つは総炭素数4〜20の無置換の分岐または直鎖のアルキル基を表し、R1、R2およびR3はそれぞれ互いに異なる。
本発明の偏光板用保護フィルムは、被覆層が透明基材フィルム上に形成されており、被覆層の厚みは1.1〜10μm、好ましくは2〜8μmである。被覆層の厚みが該上限値
以下であれば、優れた低透湿度を有すると共に、カールが大きくなるなどの弊害が生じないので好ましい。カールが大きくなりすぎると、その後の偏光板を作製する工程、例えば偏光膜との接着工程、ハンドリングにおいて支障をきたす。また作製工程のみならず、偏光板としてもカールが残存することはLCDに表示ムラ等を発生させ好ましくない。従ってカールが発生しないか、又は実用上問題ない程度に小さくするには、被覆層の膜厚上限は上記範囲とすることが好ましい。一方膜厚の下限は透水性、鉛筆硬度等の物性より好ましい範囲が規定され、1.1μm以上が好ましい。被覆層は少なくとも1層からなるものであり、2層以上の形態も可能である。
透湿度の測定法は、「高分子の物性II」(高分子実験講座4 共立出版)の285頁〜294頁:蒸気透過量の測定(質量法、温度計法、蒸気圧法、吸着量法)に記載の方法を適宜適用することができる。
本発明にかかるフィルム試料70mmφを60℃、95%RHでそれぞれ24時間調湿し、調湿前後の質量差より、JIS Z−0208に従って、単位面積あたりの水分量を算出(g/m2)した。上記測定法で測定した市販されているセルロースアセテートフイルムの透湿度は、一般に、厚さ80μmで上記条件での透湿度が1400〜1500g/m2・日である。本発明の偏光板用保護フィルムの透湿度の上限は300g/m2・日以下であることが好ましく、150g/m2・日以下であることがより好ましい。上記上限値より透湿度が高いと、長期使用時に、温度や湿度の変化による偏光膜のサイズ変化が原因での表示画像のムラが発生低減の効果が低い。下限は特に制限はないが、偏光板加工時の生産性の観点からは20g/m2・日以上が好ましく、30g/m2・日以上がより好ましい。したがって、30〜150g/m2・日の範囲にすることが最も好ましい。
この範囲であれば、偏光板としての性能(偏光度、単板透過率)が悪化することがなく、長期使用時に、温度や湿度の変化による偏光膜のサイズ変化が原因で、表示画像のムラが発生することが抑制できる。実用上有用である。
本発明では調湿条件を60℃、95%RHに変更した以外は、JIS Z−0208に従って透湿度を算出した。この際、恒温恒湿装置にいれたカップを適当な時間間隔で取り出して秤量する操作を繰り返し、二つの連続する秤量で、それぞれ単位時間あたりの質量増加を求め、それが5%以内で一定なるまで評価を続けた。また、試料の吸湿等による影響を除外するため、吸湿剤の入れていないブランクのカップを測定し、透湿度の値を補正した。
透湿度の測定には、モコン法と呼ばれる測定方法も好ましく用いられる。本発明ではモコン法による透湿度はモコン社製PERMARTRAN−W3/33型水蒸気透過率測定装置で40℃、相対湿度90%RHの条件で測定し算出した。
微粒子としては、無機微粒子、有機微粒子、有機−無機複合微粒子のいずれも使用できる。無機微粒子としては、例えば、二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化インジウム粒子などが挙げられる。
好ましく、2以下が特に好ましい。実質的に無色であることで、偏光板としたときに色味がニュートラルグレーを示し、カラー表示において支障をきたすなどの不具合を生じないので好ましい。
上記数式(2)において、Rは曲率半径(m)を表す。
カールの測定は、JIS K−7619−1988の「写真フィルムのカールの測定法」中の、方法Aのカール測定用型板を用いて行われる。測定条件は25℃、湿度60%RH、調湿時間10時間である。
ここで、カールがプラスとはフィルムの被覆層塗設側が湾曲の内側になるカールをいい、マイナスとは塗設側が湾曲の外側になるカールをいう。
一般式(1)で表される紫外線吸収剤を用いた本発明の偏光板用保護フィルムの透過率は、波長380nmで5%以下となり、波長600nmで80%以上100%以下となることが好ましい。波長380nmの透過率が5%以下であれば、可視域での吸収が生じないため、偏光板用保護フィルムに色味が生じないので好ましい。波長600nmの透過率が80%以上であれば、可視域での透過率が高く、液晶表示装置に用いた時のコントラスト低下が起きないため、視認性が高く好ましい。
エッジ部のひび割れについては、ひび割れがないか、ひび割れの長さが平均で1mm未満であることが好ましい。この耐ひび割れ性は、被覆層を有したフィルムの塗布、加工、裁断、貼りつけ等のハンドリングで割れ欠陥を出さないための重要な特性である。
本発明のフィルムには、フィルムの物理的強度を付与するために、好ましくは透明支持体の一方の面にハードコート性を有する層(以下、ハードコート層と記載する場合がある)が設けられる。
好ましくは、その上に低屈折率層が設けられ、更に好ましくはハードコート層と低屈折率層の間に中屈折率層、高屈折率層が設けられ、反射防止フィルムを構成する。
ハードコート層は、二層以上の積層から構成されてもよい。
また、ハードコート層の強度は、鉛筆硬度試験で、2H以上であることが好ましく、3H以上であることがさらに好ましく、4H以上であることが最も好ましい。
さらに、JIS K5400に従うテーバー試験で、試験前後の試験片の摩耗量が少ないほど好ましい。
電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーの官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。
光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
すなわち、本発明において架橋性官能基は、すぐには反応を示すものではなくとも、分解した結果反応性を示すものであってもよい。これら架橋性官能基を有するバインダーは塗布後、加熱することによって架橋構造を形成することができる。
画像の鮮明性を維持し、表面の反射率を抑えて、ハードコート層の内部及び表面にて光散乱機能を付与しない場合は、ヘイズ値は低い程良く、具体的には10%以下が好ましく、更に好ましくは5%以下であり、最も好ましくは2%以下である。
また、ハードコート層の内部散乱により液晶パネルの模様や色ムラ、輝度ムラ、ギラツキなどを見難くしたり、散乱により視野角を拡大する機能を付与する場合は、内部ヘイズ値(全ヘイズ値から表面ヘイズ値を引いた値)は10%〜90%であることが好ましく、更に好ましくは15%〜70%であり、最も好ましくは20%〜50%である。
本発明のフィルムは、目的に応じて、表面ヘイズ及び内部ヘイズを自由に設定可能である。
基材フィルム上のいずれかの層を作製するのに用いる塗布液には、面状故障(塗布ムラ、乾燥ムラ、点欠陥など)を改良するために、フッ素系及びシリコーン系の少なくともいずれかの面状改良剤を添加することが好ましい。
本発明の偏光板用保護フィルムが液晶表示装置の表面に用いられる場合に、周辺の物体の反射像が表面に映り込んで、表示画像の視認性を低下させることがあり、これを防ぐためには、ハードコート層の表面に凹凸を付け、光を表面で散乱する性能(防眩性)を付与することが好ましい。
また、本発明の被覆層は基材フィルムより屈折率が高い場合があり、被覆層/基材フィルム間の屈折率差により干渉ムラが発生する。この干渉ムラによる視認性の悪化を防ぐためにも、光散乱性を付与することが好ましい。
本発明で用いることができる防眩層は好ましくはハードコート性を付与することのできるバインダー、防眩性を付与するための透光性粒子、および溶媒を必須成分として含有し、透光性粒子自体の突起あるいは複数の粒子の集合体で形成される突起によって表面の凹凸を形成されるものであることが好ましい。
防眩性を有する防眩層は、防眩性とハードコート性を兼ね備えていることが好ましい。
以下にバインダー及び透光性粒子の詳細について説明する。
本発明のフィルムは、電離放射線硬化性化合物の架橋反応、又は、重合反応により形成されることができる。すなわち、バインダーとして電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーを含む塗布組成物を透明支持体上に塗布し、多官能モノマーや多官能オリゴマーを架橋反応、又は、重合反応させることにより形成することができる。
電離放射線硬化性の多官能モノマーや多官能オリゴマーの官能基としては、光、電子線、放射線重合性のものが好ましく、中でも光重合性官能基が好ましい。
光重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
ネオペンチルグリコールアクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類;
2,2−ビス{4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{4−(アクリロキシ・ポリプロポキシ)フェニル}プロパン等のエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類;
等を挙げることができる。
また、例えば特開2005−76005号、同2005−36105号に記載されたデンドリマーや、例えば特開2005−60425号記載のようなノルボルネン環含有モノマーを用いることもできる。
これらのエチレン性不飽和基を有するモノマーの重合は、光ラジカル開始剤あるいは熱ラジカル開始剤の存在下、電離放射線の照射または加熱により行うことができる。
光重合性多官能モノマーの重合反応には、光重合開始剤を用いることが好ましい。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤が好ましく、特に好ましいのは光ラジカル重合開始剤である。
光ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物類(特開2001−139663号等)、2,3−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、フルオロアミン化合物類、芳香族スルホニウム類、ロフィンダイマー類、オニウム塩類、ボレート塩類、活性エステル類、活性ハロゲン類、無機錯体、クマリン類などが挙げられる。
アセトフェノン類の例には、2,2−ジメトキシアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、1−ヒドロキシ−ジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシ−ジメチル−p−イソプロピルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−4−メチルチオ−2−モルフォリノプロピオフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、が含まれる。
ベンゾフェノン類の例には、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノンおよびp−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、3,3’、4、4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどが含まれる。
活性エステル類の例には1、2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、スルホン酸エステル類、環状活性エステル化合物などが含まれる。
具体的には特開2000−80068記載の実施例記載化合物1〜21が特に好ましい。
オニウム塩類の例には、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩が挙げられる。
無機錯体の例にはビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウムが挙げられる。
クマリン類の例には3−ケトクマリンが挙げられる。
「最新UV硬化技術」,(株)技術情報協会,1991年,p.159、及び、「紫外線硬化システム」 加藤清視著、平成元年、総合技術センター発行、p.65〜148にも種々の例が記載されており本発明に有用である。
光重合開始剤に加えて、光増感剤を用いてもよい。光増感剤の具体例として、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、ミヒラーケトンおよびチオキサントン、などを挙げることができる。
更にアジド化合物、チオ尿素化合物、メルカプト化合物などの助剤を1種以上組み合わせて用いてもよい。
市販の光増感剤としては、日本化薬(株)製のKAYACURE(DMBI,EPA)などが挙げられる。
熱ラジカル開始剤としては、有機あるいは無機過酸化物、有機アゾ及びジアゾ化合物等を用いることができる。
具体的には、有機過酸化物として過酸化ベンゾイル、過酸化ハロゲンベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチル、過酸化ジブチル、クメンヒドロぺルオキシド、ブチルヒドロぺルオキシド、無機過酸化物として、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等、アゾ化合物として2,2‘−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(プロピオニトリル)、1,1‘−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)等、ジアゾ化合物としてジアゾアミノベンゼン、p−ニトロベンゼンジアゾニウム等が挙げられる。
透光性粒子は有機粒子であっても、無機粒子であってもよい。透光性粒子としては、プラスチックビーズが好適であり、特に透明度が高く、バインダーとの屈折率差が0.01以上0.3以下になるものが好ましい。
有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子(屈折率1.49)、架橋ポリ(アクリル−スチレン)共重合体粒子(屈折率1.54)、メラミン樹脂粒子(屈折率1.57)、ポリカーボネート粒子(屈折率1.57)、ポリスチレン粒子(屈折率1.60)、架橋ポリスチレン粒子(屈折率1.61)、ポリ塩化ビニル粒子(屈折率1.60)、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子(屈折率1.68)等が用いられる。
無機粒子としては、シリカ粒子(屈折率1.44)、アルミナ粒子(屈折率1.63)、ジルコニア粒子、チタニア粒子、また中空や細孔を有する無機粒子が挙げられる。
を引き起こさず、かつカールやコスト上昇といった問題が生じないため、好ましい。
本発明に係る透光性粒子の製造法は、懸濁重合法、乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、分散重合法、シード重合法等を挙げることができ、いずれの方法で製造されてもよい。これらの製造法は、例えば「高分子合成の実験法」(大津隆行、木下雅悦共著、化学同人社)130頁及び146頁から147頁の記載、「合成高分子」1巻、p.246〜290、同3巻、p.1〜108等に記載の方法、及び特許第2543503号明細書、同第3508304号明細書、同第2746275号明細書、同第3521560号明細書、同第3580320号明細書、特開平10−1561号公報、特開平7−2908号公報、特開平5−297506号公報、特開2002−145919号公報等に記載の方法を参考にすることができる。
分級には風力分級法、遠心分級法、沈降分級法、濾過分級法、静電分級法等の方法を用いることが好ましい。
マット粒子の粒度分布はコールターカウンター法により測定し、測定された分布を粒子数分布に換算する。
光散乱層の作成手法として、透光性粒子を使用して防眩性を発現する以外の手法の一例として、複数のポリマーのスピノーダル分解により光散乱層を作成する手法が挙げられる。また特に相分離した相の屈折率に差を与えることで、良好な光散乱性を付与することが可能となる。
スピノーダル分解により作成される光散乱層は、互いに屈折率の異なる複数のポリマーで構成され、通常、使用雰囲気(特に、約10〜30℃程度の室温下)において、少なくとも共連続相構造を有する相分離構造を形成している。
そして、前記共連続相構造は、複数のポリマーを含む液相(常温で液相、例えば、混合液又は溶液)からのスピノーダル分解により形成されている。
前記共連続相構造は、通常、複数のポリマーを含み、かつ常温で液相を形成する組成物(例えば、混合液又は溶液)を用い、溶媒の蒸発を経たスピノーダル分解により形成されている。
このような光散乱層は、液相から形成されるため、均一で微細な共連続相構造を有している。このような透過型光散乱シートを用いると、入射光が実質的に等方的に散乱し、かつ透過散乱光に指向性を付与できる。そのため、高い光散乱性と指向性とを両立できる。
ルカルボン酸エステル類)とし、他のポリマーと組み合わせてもよい。
アリレート系コポリエステルなど)などであってもよい。
(式中、dは共連続相の平均相間距離、θは散乱角度、λは光の波長を示す)
[エンボス]
光散乱層の作成手法として、透光性粒子を使用して防眩性を発現する以外の手法の一例として、エンボス法により光散乱層を作成する手法が挙げられる。
エンボス法により作成される光散乱層とは、透明基板上に、表面が微細な凹凸を有するマット状の賦型フィルムで賦形された電離放射線硬化型樹脂組成物、または熱硬化型樹脂組成物から本質的に構成される光拡散層が形成されたものである。
上記光散乱層の製造方法は、樹脂が電離放射線硬化型樹脂組成物の場合には、透明基板上に電離放射線硬化型樹脂組成物を塗工し、次に塗工された電離放射線硬化型樹脂組成物の未硬化状態の塗膜上に表面に微細な凹凸を有するマット状の賦型フィルムをラミネートし、次に前記賦型フィルムがラミネートされた塗膜上に電離放射線を照射することにより前記電離放射線硬化型樹脂組成物の塗膜を硬化させ、次に硬化した電離放射線硬化型樹脂の塗膜から賦型フィルムを剥離する製造方法で製造することが好ましい。
また、樹脂が熱硬化型樹脂組成物の場合には、透明基板上に熱硬化型樹脂組成物を塗工し、次に塗工された熱硬化型樹脂組成物の未硬化状態の塗膜上に表面に微細な凹凸を有するマット状の賦型フィルムをラミネートし、次に前記賦型フィルムがラミネートされた前記塗膜を加熱して硬化させ、次に硬化した熱硬化型樹脂組成物の塗膜から賦型フィルムを剥離する製造方法で製造することが好ましい。
エンボス法の光拡散層に用いられる電離放射線硬化型樹脂組成物の皮膜形成成分は、好ましくは、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の(メタ)アクリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーおよび反応性希釈剤としてエチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1、6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。
さらに、ハードコート層の内部散乱により液晶パネルの模様や色ムラ、輝度ムラ、ギラツキなどを見難くしたり、散乱により視野角を拡大する機能を付与する場合は、内部ヘイズ値(全ヘイズ値から表面ヘイズ値を引いた値)は10%〜80%であることが好ましく、更に好ましくは15%〜70%であり、最も好ましくは20%〜60%である。
本発明のフィルムは、目的に応じて、表面ヘイズ及び内部ヘイズを自由に設定可能である。
本発明のハードコート層は、被覆層の上にウエット塗布されるケースが多いため、特に塗布組成物に用いる溶媒は重要な要因となる。要件としては、上記透光性樹脂等の各種溶質を充分に溶解すること、上記透光性微粒子を溶解しないこと、塗布〜乾燥過程で塗布ムラ、乾燥ムラを発生しにくいことが挙げられる。また、下層の溶解性が高すぎないこと(平面性悪化、白化等の故障防止に必要)、逆に最低限の程度には支持体を溶解・膨潤させること(密着性に必要)、等も好ましい特性である。溶剤は1種でもよいが、2種以上の溶剤を用いて、支持体の溶解性、膨潤性、素材の溶解性、乾燥特性、粒子の凝集性などを調整することが特に好ましい。透明支持体の膨潤性の低い主溶媒に対して、膨潤性の高い少量溶媒を添加することにより、他の性能、面状を悪化させることなく、透明支持体との密着性を向上させることができる。
具体例としては、溶媒として各種ケトン(メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)、各種セロソルブ(エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等)、が好ましく用いられる。その他として、各種アルコール類(プロピレングリコール、エチレングリコール、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール等)、トルエンなどが好ましく用いられる。
本発明のフィルム上には、ハードコート層上に高屈折率層、中屈折率層を設け、後述の低屈折率層とともに光学干渉を利用すると反射防止性をより高めることができる。
なお、以下の記載では、この高屈折率層と中屈折率層を高屈折率層と総称して呼ぶことがある。なお、本発明において、高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層の「高」、「中」、「低」とは層相互の相対的な屈折率の大小関係を表す。また、透明基材との関係でいえば屈性率は、透明基材フィルム>低屈折率層、高屈折率層>透明基材フィルムの関係を満たすことが好ましい。
また、本明細書では高屈折率層、中屈折率層、低屈折率層を総称して反射防止層と総称して呼ぶことがある。
該無機フィラーは、表面をシランカップリング処理又はチタンカップリング処理されることも好ましく、フィラー表面にバインダー種と反応できる官能基を有する表面処理剤が好ましく用いられる。
高屈折率層の上に低屈折率層を有する場合、高屈折率層の屈折率は透明基材フィルムの屈折率より高いことが好ましい。
高屈折率層に、芳香環を含む電離放射線硬化性化合物、フッ素以外のハロゲン化元素(例えば、Br,I,Cl等)を含む電離放射線硬化性化合物、S,N,P等の原子を含む電離放射線硬化性化合物などの架橋又は重合反応で得られるバインダーも好ましく用いることができる。
本発明で用いられる低屈折率層は、フッ素原子を35〜80質量%の範囲で含み且つ架橋性若しくは重合性の官能基を含む含フッ素化合物を主としてなる熱硬化性および/または光硬化性を有する組成物を塗布して形成されることが好ましい。
本発明の防眩性反射防止フィルムにおける低屈折率層の屈折率は、1.45以下であることが好ましく、1.30以上1.40以下がより好ましく、1.33以上1.37以下がさらに好ましい。
さらに、低屈折率層は下記数式(3)を満たすことが低反射率化の点で好ましい。
(m/4)×0.7<n1×d1<(m/4)×1.3・・・・・・数式(3)
なお、前記数式(3)を満たすとは、前記波長の範囲において数式(3)を満たすm(正の奇数、通常1である)が存在することを意味している。
低屈折率層を形成する素材について以下に説明する。
前記含フッ素ポリマーは、硬化被膜にした場合の被膜の動摩擦係数が0.03〜0.20、水に対する接触角が90〜120°、純水の滑落角が70°以下であり、熱または電離放射線により架橋するポリマーであるのが、ロールフィルムをウェブ搬送しながら塗布、硬化する場合などにおいて生産性向上の点で好ましい。
また、本発明の防眩性フィルムまたは防眩性反射防止フィルムを液晶表示装置に装着した時、市販の接着テープとの剥離力が低いほどシールやメモを貼り付けた後に剥がれ易くなるので、剥離力は、500gf(4.9N)以下が好ましく、300gf(2.9N)以下がより好ましく、100gf(0.98N)以下が最も好ましい。また、微小硬度計で測定した表面硬度が高いほど、傷がつき難いので、該表面硬度が、0.3GPa以上が好ましく、0.5GPa以上がより好ましい。
これらの架橋反応性基含有重合単位はポリマーの全重合単位の5〜70mol%を占めていることが好ましく、特に好ましくは30〜60mol%を占めていることである。
好ましい例としては、*−(CH2)2−O−**, *−(CH2)2−NH−**, *−(C
H2)4−O−**, *−(CH2)6−O−**, *−(CH2)2−O−(CH2)2−O−**,*−CONH−(CH2)3−O−**, *−CH2CH(OH)CH2−O−**, *−CH2CH2OCONH(CH2)3−O−**(* はポリマー主鎖側の連結部位を表し、**は(メタ)アクリロイル基側の連結部位を表す。)等が挙げられる。mは0または1を表わす。
一般式(2)中、Xは水素原子またはメチル基を表す。硬化反応性の観点から、より好ましくは水素原子である。
本発明に用いられる共重合体の特に好ましい形態として一般式(3)が挙げられる。
nは2≦n≦10の整数を表わし、2≦n≦6であることが好ましく、2≦n≦4であることが特に好ましい。
Bは任意のビニルモノマーから導かれる繰返し単位を単位を表わし、単一組成であっても複数の組成によって構成されていても良い。例としては、前記一般式(2)におけるAの例として説明したものが当てはまる。
x、y、z1およびz2はそれぞれの繰返し単位のmol%を表わし、x及びyは、それぞれ30≦x≦60、5≦y≦70を満たすのが好ましく、更に好ましくは、35≦x≦55、30≦y≦60の場合であり、特に好ましくは40≦x≦55、40≦y≦55の場合である。z1及びz2については、0≦z1≦65、0≦z2≦65を満たすのが好ましく、更に好ましくは0≦z1≦30、0≦z2≦10であることが好ましく、0≦z1≦10、0≦z2≦5であることが特に好ましい。ただし、x+y+z1+z2=100である。
一般式(2)又は(3)で表わされる共重合体は、例えば、ヘキサフルオロプロピレン成分とヒドロキシアルキルビニルエーテル成分とを含んでなる共重合体に前記のいずれかの手法により(メタ)アクリロイル基を導入することにより合成できる。この際用いられる再沈殿溶媒としては、イソプロパノール、ヘキサン、メタノール等が好ましい。
一般式1又は2で表わされる共重合体の好ましい具体例としては、特開2004−45462号公報の[0035]〜[0047]に記載されたものを挙げることができ、該公報に記載の方法により合成することができる。
無機微粒子の配合量は、1mg/m2〜100mg/m2が好ましく、より好ましくは5mg/m2〜80mg/m2、更に好ましくは10mg/m2〜60mg/m2である。少なすぎると、耐擦傷性の改良効果が減り、多すぎると、低屈折率層表面に微細な凹凸ができ、黒の締まりなどの外観や積分反射率が悪化する場合があるので、上述の範囲内とするのが好ましい。
該無機微粒子は、低屈折率層に含有させることから、低屈折率であることが望ましい
例えば、フッ化マグネシウムや酸化珪素(シリカ)の微粒子が挙げられる。特に、屈折率、分散安定性、コストの点で、シリカ微粒子が好ましい。
無機微粒子の平均粒径は、低屈折率層の厚みの例えば10%以上100%以下、30%以上100%以下が好ましく、より好ましくは35%以上80%以下、更に好ましくは40%以上60%以下である。即ち、低屈折率層の厚みが100nmであれば、シリカ微粒子の粒径は30nm以上100nm以下が好ましく、より好ましくは35nm以上80nm以下、更に好ましくは、40nm以上60nm以下である。
前記無機微粒子の粒径が小さすぎると、耐擦傷性の改良効果が少なくなり、大きすぎると低屈折率層表面に微細な凹凸ができ、黒の締まりといった外観、積分反射率が悪化する場合があるので、上述の範囲内とするのが好ましい。無機微粒子は、結晶質でも、アモルファスのいずれでも良く、また単分散粒子でも、所定の粒径を満たすならば凝集粒子でも構わない。形状は、球形が最も好ましいが、不定形であっても問題無い。
ここで、無機微粒子の平均粒径はコールターカウンターにより測定される。
中空の無機微粒子の屈折率をより低屈折率に、より空隙率を大きくしようとすると、外殻の厚みが薄くなり、粒子の強度としては弱くなるため、耐擦傷性の観点からは屈折率1.17未満の低屈折率の粒子は成り立たない。
なお、無機微粒子の屈折率はアッベ屈折率計(アタゴ(株)製)にて測定できる。
小サイズ無機微粒子は、大サイズ無機微粒子同士の隙間に存在することができるため、大サイズ無機微粒子の保持剤として寄与することができる。
小サイズ無機微粒子の平均粒径は、低屈折率層が100nmの場合、1nm以上20nm以下が好ましく、5nm以上15nm以下が更に好ましく、10nm以上15nm以下が特に好ましい。このような無機微粒子を用いると、原料コストおよび保持剤効果の点で好ましい。
上述のように前記無機微粒子としては、平均粒径が上述のように低屈折率層の厚みの30〜100%であり、中空構造からなり、屈折率が上述のように1.17〜1.40であるものが特に好ましく用いられる。
前記カップリング剤は、低屈折率層の無機微粒子の表面処理剤として該層塗布液調製以前にあらかじめ表面処理を施すために用いられるが、該層塗布液調製時にさらに添加剤として添加して該層に含有させることが好ましい。
無機微粒子は、表面処理前に、媒体中に予め分散されていることが、表面処理の負荷軽減のために好ましい。
<低屈折率層用オルガノシラン化合物>
前記硬化性組成物には、オルガノシラン化合物、該オルガノシランの加水分解物、該オルガノシランの加水分解物の部分縮合物(以下、得られた反応溶液を「ゾル成分」とも称する)、の中から選ばれる少なくとも一種を含有させることが、耐擦傷性の点で、特に反射防止能と耐擦傷性とを両立させる点で、好ましい。
これらの成分は、前記硬化性組成物を塗布後、乾燥、加熱工程で縮合して硬化物を形成することにより低屈折率層のバインダーとして機能する。また、本発明においては、含フッ素化合物として、好ましくは前記含フッ素ポリマーを有するので、活性光線の照射により3次元構造を有するバインダーが形成される。
前記オルガノシラン化合物は、下記一般式(4)で表されるものが好ましい。
アルキル基として好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜6のものである。アリール基としてはフェニル、ナフチル等が挙げられ、好ましくはフェニル基である。
Xは、水酸基または加水分解可能な基を表し、例えばアルコキシ基(炭素数1〜5のア
ルコキシ基が好ましい。例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる)、ハロゲン原子(例えばCl、Br、I等)、及びR2COO(R2は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。例えばCH3COO、C2H5COO等が挙げられる)で表される基が
挙げられ、好ましくはアルコキシ基であり、特に好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。
mは1〜3の整数を表し、好ましくは1または2であり、特に好ましくは1である。
R10に含まれる置換基としては特に制限はないが、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素等)、水酸基、メルカプト基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基(メチル、エチル、i−プロピル、プロピル、t−ブチル等)、アリール基(フェニル、ナフチル等)、芳香族ヘテロ環基(フリル、ピラゾリル、ピリジル等)、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、i−プロポキシ、ヘキシルオキシ等)、アリールオキシ(フェノキシ等)、アルキルチオ基(メチルチオ、エチルチオ等)、アリールチオ基(フェニルチオ等)、アルケニル基(ビニル、1−プロペニル等)、アシルオキシ基(アセトキシ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(フェノキシカルボニル等)、カルバモイル基(カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N−メチル−N−オクチルカルバモイル等)、アシルアミノ基(アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、アクリルアミノ、メタクリルアミノ等)等が挙げられ、これら置換基は更に置換されていても良い。
前記一般式(4)で表されるオルガノシラン化合物の中でも、下記一般式(5)で表されるビニル重合性の置換基を有するオルガノシラン化合物が好ましい。
ボニル基、シアノ基、フッ素原子、または塩素原子を表す。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる。水素原子、メチル基、メトキシ基、メトキシカルボニル基、シアノ基、フッ素原子、および塩素原子が好ましく、水素原子、メチル基、メトキシカルボニル基、フッ素原子、および塩素原子が更に好ましく、水素原子およびメチル基が特に好ましい。
Yは単結合もしくは *−COO−**, *−CONH−**又は *−O−**を表し、単結合、 *−COO−**および *−CONH−**が好ましく、単結合および *−COO−**が更に好ましく、 *−COO−**が特に好ましい。* は=C(R1)−に結合する位置を、**
はLに結合する位置を表す。
また、前記一般式(5)において、R10は一般式(4)と同義であり、置換もしくは無置換のアルキル基、無置換のアリール基が好ましく、無置換のアルキル基、無置換のアリール基が更に好ましい。
また、前記一般式(5)において、Xは一般式(4)と同義であり、ハロゲン原子、水酸基、無置換のアルコキシ基が好ましく、塩素原子、水酸基、無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基が更に好ましく、水酸基、炭素数1〜3のアルコキシ基が更に好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
ましく、更には、塩酸、硫酸、水中での酸解離定数が3.0以下の有機酸が好ましく、特に、塩酸、硫酸、水中での酸解離定数が2.5以下の有機酸が好ましく、水中での酸解離定数が2.5以下の有機酸が更に好ましく、具体的には、メタンスルホン酸、シュウ酸、フタル酸、マロン酸が更に好ましく、シュウ酸が特に好ましい。
示す)で表される化合物とを配位子とした、Zr、Ti、Alから選ばれる金属を中心金属とするものであれば特に制限なく好適に用いることができる。この範疇であれば、2種以上の金属キレート化合物を併用しても良い。
本発明に用いられる 金属キレート化合物は、一般式Zr(OR3)p1(R4COCHCOR5)p2、Ti(OR3)q1(R4COCHCOR5)q2、およびAl(OR3)r1(R4COCHCOR5)r2で表される化合物群から選ばれるものが好ましく、前記オルガノシラン化合物の加水分解物および/または部分縮合物の縮合反応を促進する作用をなす。
金属キレート化合物中のR3およびR4は、同一または異なってもよく炭素数1〜10のアルキル基、具体的にはエチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、フェニル基などである。また、R5は
、前記と同様の炭素数1〜10のアルキル基のほか、炭素数1〜10のアルコキシ基、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基などである。また、金属キレート化合物中のp1、p2、q1、q2、r1、およびr2は、それぞれp1+p2=4、q1+q2=4、r1+r2=3となる様に決定される整数を表す。
これらの金属キレート化合物のうち好ましいものは、トリ−n−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウムである。これらの金属キレート化合物は、1種単独であるいは2種以上混合して使用することができる。また、これらの金属キレート化合物の部分加水分解物を使用することもできる。
および/またはβ−ケトエステル化合物であり、本発明に用いられる硬化性組成物の安定性向上剤として作用するものである。ここで、R4は炭素数1〜10のアルキル基、R5は炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。すなわち、前記金属キレート化合物(ジルコニウム、チタニウムおよび/またはアルミニウム化合物)中の金属原子に配位することにより、これらの金属キレート化合物によるオルガノシラン化合物の加水分解物および/または部分縮合物の縮合反応を促進する作用を抑制し、得られる組成物の保存安定性を向上させる作用をなすものと考えられる。β−ジケトン化合物および/またはβ−ケトエステル化合物を構成するR4およびR5は、前記金属キレート化合物を構成するR4およびR5と同様である。
酢酸−t−ブチル、2,4−ヘキサン−ジオン、2,4−ヘプタン−ジオン、3,5−ヘプタン−ジオン、2,4−オクタン−ジオン、2,4−ノナン−ジオン、5−メチル−ヘキサン−ジオンなどを挙げることができる。これらのうち、アセト酢酸エチルおよびアセチルアセトンが好ましく、特にアセチルアセトンが好ましい。これらのβ−ジケトン化合物および/またはβ−ケトエステル化合物は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することもできる。本発明においてβ−ジケトン化合物および/またはβ−ケトエステル化合物は、金属キレート化合物1モルに対し好ましくは2モル以上、より好ましくは3〜20モル用いられる。上記範囲内において、良好な保存安定性が得られる。
前記オルガノシラン化合物は硬化性組成物(防眩層用、低屈折率層用等の塗布液)に直接添加してもよいが、前記オルガノシラン化合物をあらかじめ触媒の存在下に処理して前記オルガノシラン化合物の加水分解物および/または部分縮合物を調製し、得られた反応溶液(ゾル液)を用いて前記硬化性組成物を調製するのが好ましく、本発明においてはまず前記オルガノシラン化合物の加水分解物および/または部分縮合物および金属キレート化合物を含有する組成物を調製し、これにβ−ジケトン化合物および/またはβ−ケトエステル化合物を添加した液を防眩層もしくは低屈折率層の少なくとも1層の塗布液に含有せしめて塗設することが好ましい。
本発明においては、前記防眩層および前記低屈折率層の両方が、前記一般式(4)で表されるオルガノシランの加水分解物および/またはその部分縮合物を含有する硬化性塗布組成物を塗布し硬化して形成される硬化膜であることが好ましい。
低屈折率層用の素材として、各種ゾルゲル素材を用いることもできる。このようなゾルゲル素材としては、金属アルコレート(シラン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム等のアルコレート)、オルガノアルコキシ金属化合物、およびその加水分解物を用いることができる。特に、アルコキシシラン、オルガノアルコキシシランおよびその加水分解物が好ましい。これらの例としては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等)、アルキルトリアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等)、アリールトリアルコキシシラン(フェニルトリメトキシシラン等)、ジアルキルジアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシラン等が挙げられる。また、各種の官能基を有するオルガノアルコキシシラン(ビニルトリアルコキシシラン、メチルビニルジアルコキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジアルコキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリアルコキシシラン、γ−アミノプロピルトリアルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、γ−クロロプロピルトリアルコキシシラン等)、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物(例えば(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラデシル)トリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等)を用いることも好ましい。特にフッ素含有のシラン化合物を用いることは、層の低屈折率化および撥水・撥油性付与の点で好ましく、前述の(A)含フッ素化合物として含有させることも好ましい。
前記硬化性組成物は、前述の(A)含フッ素化合物、(B)無機微粒子及び(C)オルガノシラン化合物に、必要に応じて各種添加剤およびラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤を添加し、更にこれらを適当な溶剤に溶解して作製される。この際固形分の濃度は、用途に応じて適宜選択されるが一般的には0.01〜60質量%程度であり、好ましくは0.5〜50質量%、特に好ましくは1%〜20質量%程度である。
であり、特に好ましくは0.1〜5質量%の場合である。
、脂環式構造(好ましくは5員環または6員環、例えばパーフルオロシクロへキシル基、パーフルオロシクロペンチル基またはこれらで置換されたアルキル基等)であっても良く、エーテル結合を有していても良い(例えば−CH2OCH2CF2CF3,−CH2CH2OCH2C4F8H,−CH2CH2OCH2CH2C8F17,−CH2CH2OCF2CF2OCF2
CF2H等)。該フルオロアルキル基は同一分子中に複数含まれていてもよい。
フッ素系化合物は、さらに低屈折率層皮膜との結合形成あるいは相溶性に寄与する置換基を有していることが好ましい。該置換基は同一であっても異なっていても良く、複数個あることが好ましい。好ましい置換基の例としてはアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリール基、シンナモイル基、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基、ポリオキシアルキレン基、カルボキシル基、アミノ基などが挙げられる。フッ素系化合物はフッ素原子を含まない化合物とのポリマーであってもオリゴマーであってもよく、分子量に特に制限はない。フッ素系化合物のフッ素原子含有量には特に制限は無いが20質量%以上であることが好ましく、30〜70質量%であることが特に好ましく、40〜70質量%であることが最も好ましい。好ましいフッ素系化合物の例としてはダイキン化学工業(株)製、R−2020、M−2020、R−3833、M−3833(以上商品名)、大日本インキ(株)製、メガファックF−171、F−172、F−179A、ディフェンサMCF−300(以上商品名)などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
本発明の低屈折率層を形成するための塗布組成物に用いられる溶剤としては、各成分を溶解または分散可能であること、塗布工程、乾燥工程において均一な面状となり易いこと、液保存性が確保できること、適度な飽和蒸気圧を有すること、等の観点で選ばれる各種の溶剤が使用できる。乾燥負荷の観点からは、常圧、室温における沸点が100℃以下の溶剤を主成分とすることが好ましく、乾燥速度の調整のために沸点が100℃以上の溶剤を少量含有することが更に好ましい。
沸点が100℃以下の溶剤としては、例えば、ヘキサン(沸点68.7℃)、ヘプタン(98.4℃)、シクロヘキサン(80.7℃)、ベンゼン(80.1℃)などの炭化水素類、ジクロロメタン(39.8℃)、クロロホルム(61.2℃)、四塩化炭素(76.8℃)、1,2−ジクロロエタン(83.5℃)、トリクロロエチレン(87.2℃)などのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル(34.6℃)、ジイソプロピルエーテル(68.5℃)、ジプロピルエーテル (90.5℃)、テトラヒドロフラン(66℃)などのエーテル類、ギ酸エチル(54.2℃)、酢酸メチル(57.8℃)、酢酸エチル(77.1℃)、酢酸イソプロピル(89℃)などのエステル類、アセトン(56.1℃)、2−ブタノン(メチルエチルケトンと同じ、79.6℃)などのケトン類、メタノール(64.5℃)、エタノール(78.3℃)、2−プロパノール(82.4℃)、1−プロパノール(97.2℃)などのアルコール類、アセトニトリル(81.6℃)、プロピオニトリル(97.4℃)などのシアノ化合物類、二硫化炭素(46.2℃)などがある。このうちケトン類、エステル類が好ましく、特に好ましくはケトン類である。ケトン類の中では2−ブタノンが特に好ましい。
沸点が100℃を以上の溶剤としては、例えば、オクタン(125.7℃)、トルエン(110.6℃)、キシレン(138℃)、テトラクロロエチレン(121.2℃)、クロロベンゼン(131.7℃)、ジオキサン(101.3℃)、ジブチルエーテル(142.4℃)、酢酸イソブチル(118℃)、シクロヘキサノン(155.7℃)、2−メチル−4−ペンタノン(MIBKと同じ、115.9℃)、1−ブタノール(117.7℃)、N,N−ジメチルホルムアミド(153℃)、N,N−ジメチルアセトアミド(166℃)、ジメチルスルホキシド(189℃)などがある。好ましくは、シクロヘキサノン、2−メチル−4−ペンタノンである。
本発明に用いられる被覆層、および必要に応じてハードコート層、低屈折率層またはその他の層は、塗布液を透明支持体上に塗布し、加熱・乾燥し、その後、必要に応じて、光照射および/または加熱して、各層を形成するためのモノマーや硬化性樹脂を硬化する。これにより各層が形成される。
本発明で被覆層の両側もしくは片側に易接着層を有することについて説明する。易接着層は1層で構成されていてもよく、2層以上で構成されていてもよい。本発明において、透明支持体/被覆層の間に下記のような二層構成の易接着層を設けることが好ましい。
(組成)
一層目:水分散性あるいは水溶性合成樹脂、およびカルボジイミド化合物、
導電性金属酸化物粒子を必須成分とした帯電防止層
二層目:水分散性あるいは水溶性合成樹脂、および架橋剤を必須成分とした表面層
範囲にあるように、導電性が付与されている。帯電防止層を付与することで、プラスチック支持体をハンドリングする製造プロセスにおいて発生する静電気起因のゴミ付き故障の発生を抑制することができる。
、In2 O3 、MgO、BaO及びMoO3 及びこれらの複合酸化物、そしてこれらの金属酸化物に更に異種原子を含む金属酸化物を挙げることができる。
金属酸化物としては、SnO2、ZnO、Al2 O3 、TiO2 、In2 O3、及びMgOが好ましく、さらにSnO2 、ZnO、In2 O2 及びTiO2が好ましく、SnO2が特に好ましい。
異種原子を少量含む例としては、ZnOに対してAlあるいはIn、TiO2 に対してNbあるいはTa、In2O3 に対してSn、及びSnO2 に対してSb、Nbあるいはハロゲン元素などの異種元素を0.01〜30モル%(好ましくは0.1〜10モル%)ドープしたものを挙げることができる。異種元素の添加量が、0.01モル%未満の場合は酸化物または複合酸化物に充分な導電性を付与することができず、30モル%を超えると粒子の黒化度が増し、帯電防止層が黒ずむため偏光板用保護フィルムとしては適さない。
従って、本発明では導電性金属酸化物粒子の材料としては、金属酸化物または複合金属酸化物に対し異種元素を少量含むものが好ましい。また結晶構造中に酸素欠陥を含むものも好ましい。
上記異種原子を少量含む導電性金属酸化物粒子としては、アンチモンがドープされたSnO2粒子が好ましく、特にアンチモンが0.2〜2.0モル%ドープされたSnO2 粒子が好ましい。
従って、本発明では前記短軸、長軸の寸法を有するアンチモンドープSnO2等の金属酸化物粒子を使用することが、透明で、良好な導電性を有する帯電防止層を形成するのに有利である。これにより低帯電性支持体を有し、表面層の表面電気抵抗が1×106〜1×1011Ωの範囲にある偏光板用保護フィルムを容易に得ることができる。
上記針状の金属酸化物粒子は、帯電防止層内では、長軸方向が帯電防止層の表面に平行に、長く伸びているが、層の厚さ方向には短軸の径の長さ分だけ占めているに過ぎない。このような針状の金属酸化物粒子は、上記のように長軸方向に長いため、通常の球状の粒子に比べて、互いに接触し易く、少ない量でも高い導電性が得られる。
従って、透明性を損なうことなく、表面電気抵抗を低下させることができる。
また、上記針状の金属酸化物粒子では、短軸の径は、通常、帯電防止層の厚さより小さいか、ほぼ同じであり、表面に突出することは少なく、仮に突出してもその突出部分はわずかなため、帯電防止層上に設けられる表面層によりほぼ完全に覆われることになる。
従って、偏光板用保護フィルムの搬送中、層より突出部分の脱離である粉落ちの発生がほとんどないとの優位性も得られる。
本発明では、良好な作業環境の維持、及び大気汚染防止の観点から、ポリマーもカルボジイミド化合物も、水溶性のものを使用するか、あるいはエマルジョン等の水分散状態で使用することが好ましい。
また、ポリマーは、カルボジイミド化合物との架橋反応が可能なように、メチロール基、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基のいずれかの基を有する。水酸基及びカルボキシル基が好ましく、特にカルボキシル基が好ましい。ポリマー中の水酸基又はカルボキシル基の含有量は、0.0001〜1当量/1kgが好ましく、特に0.001〜1当量/1kgが好ましい。
これらの中では、アクリル酸アルキル等のアクリル酸エステル類、及びメタクリル酸アルキル等のメタクリル酸エステル類のいずれかのモノマーの単独重合体又はこれらのモノマー2種以上の重合により得られる共重合体が好ましい。例えば、炭素原子数1〜6のアルキル基を有するアクリル酸エステル類及びメタクリル酸エステル類のいずれかのモノマーの単独重合体又はこれらのモノマー2種以上の重合により得られる共重合体を挙げることができる。上記アクリル樹脂は、上記組成を主成分とし、カルボジイミド化合物との架橋反応が可能なように、例えば、メチロール基、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基のいずれかの基を有するモノマーを一部使用して得られるポリマーである。
ポリカルボジイミドは、通常、有機ジイソシアネートの縮合反応により合成される。ここで分子内にカルボジイミド構造を複数有する化合物の合成に用いられる有機ジイソシアネートの有機基は特に限定されず、芳香族系、脂肪族系のいずれか、あるいはそれらの混合系も使用可能であるが、反応性の観点から脂肪族系が特に好ましい。
合成原料としては、有機イソシアネート、有機ジイソシアネート、有機トリイソシアネート等が使用される。
有機イソシアネートの例としては、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、及び、それらの混合物が使用可能である。
具体的には、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4−ジフェニルジメ
チルメタンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネート、1,3−フェニレンジイソシアネート等が用いられ、また、有機モノイソシアネートとしては、イソホロンイソシアネート、フェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等が使用される。
また、本発明に用いうるカルボジイミド系化合物は、例えば、カルボジライトV−02−L2(商品名:日清紡社製)などの市販品としても入手可能である。
本発明のカルボジイミド系化合物はバインダーに対して1〜200質量%、より好ましくは5〜100質量%の範囲で添加することが好ましい。
導電性金属酸化物粒子は、帯電防止層中に、結合剤(例、上記ポリマー及びカルボジイミド化合物の合計)に対して10〜1000重量%の範囲で含まれていることが好ましく、更に100〜500重量%の範囲が好ましい。10重量%未満の場合は、充分な帯電防止性が得られず、1000重量%を超えた場合はヘイズが高くなり過ぎる。
界面活性剤としては公知のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等があげることができる。
滑り剤としては、カルナバワックス等の天然ワックス、炭素数8〜22の高級アルコールのリン酸エステルもしくはそのアミノ塩;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸およびそのエステル類;及びシリコーン系化合物等を挙げることができる。
エポキシ化合物としては、1,4−ビス(2’,3’−エポキシプロピルオキシ)ブタン、1,3,5−トリグリシジルイソシアヌレート、1,3−ジグリシジル−5−(γ−アセトキシ−β−オキシプロピル)イソシアヌレート、ソルビトールポリグリシジルエーテル類、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル類、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル類、ジグリセロ−ルポリグリシジルエーテル、1,3,5−トリグリシジル(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、グリセロールポリグリセロールエーテル類およびトリメチロ−ルプロパンポリグリシジルエーテル類等のエポキシ化合物が好ましく、その具体的な市販品としては、例えばデナコールEX−521やEX−614B(ナガセ化成工業(株)製)などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明で用いられる被覆層又は防汚性層に含有されるフッ素及び/又はケイ素を含有する硬化性樹脂としては、公知のフッ素硬化性樹脂やケイ素硬化性樹脂、又はフッ素及びケイ素含有部を含むブロックを有する硬化性樹脂が挙げられ、さらに樹脂又は金属酸化物等と相溶性のよいセグメントと、フッ素又はケイ素を含有するセグメントとを含有する硬化性樹脂が好ましく、被覆層又は防汚性層へ添加することで、表面にフッ素又はケイ素を偏在させることができる。
(1)アルカリ液に浸漬する法
アルカリ液の中に偏光板用保護フィルムを適切な条件で浸漬して、フィルム全表面のアルカリと反応性を有する全ての面を鹸化処理する手法であり、特別な設備を必要としないため、コストの観点で好ましい。アルカリ液は、水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。好ましい濃度は0.5〜3mol/Lであり、特に好ましくは1〜2mol/Lである。好ましいアルカリ液の液温は30〜75℃、特に好ましくは40〜60℃である。
前記の鹸化条件の組合せは比較的穏和な条件同士の組合せであることが好ましいが、光散乱フィルムや反射防止フィルムの素材や構成、目標とする接触角によって設定することができる。
アルカリ液に浸漬した後は、フィルムの中にアルカリ成分が残留しないように、水で十分に水洗したり、希薄な酸に浸漬してアルカリ成分を中和することが好ましい。
接着させて使用する。
親水化された表面は、ポリビニルアルコールを主成分とする接着層との接着性を改良するのに有効である。
鹸化処理は、防眩層や低屈折率層を有する側とは反対側の透明支持体の表面の水に対する接触角が低いほど、偏光膜との接着性の観点では好ましいが、一方、浸漬法では同時に防眩層や低屈折率層を有する表面から内部までアルカリによるダメージを受ける為、必要最小限の反応条件とすることが重要となる。アルカリによる各層の受けるダメージの指標として、反対側の表面の透明支持体の水に対する接触角を用いた場合、特に透明支持体がトリアセチルセルロースであれば、好ましくは10度〜50度、より好ましくは30度〜50度、さらに好ましくは40度〜50度となる。50度以上では、偏光膜との接着性に問題が生じる為、好ましくない。一方、10度未満では、該ダメージが大きすぎる為、物理強度を損ない、好ましくない。
上述の浸漬法における各膜へのダメージを回避する手段として、適切な条件でアルカリ液を防眩層や低屈折率層を有する表面と反対側の表面のみに塗布、加熱、水洗、乾燥するアルカリ液塗布法が好ましく用いられる。なお、この場合の塗布とは、鹸化を行う面に対してのみアルカリ液などを接触させることを意味し、塗布以外にも噴霧、液を含んだベルト等に接触させる、などによって行われることも含む。これらの方法を採ることにより、別途、アルカリ液を塗布する設備、工程が必要となるため、コストの観点では(1)の浸漬法に劣る。一方で、鹸化処理を施す面にのみアルカリ液が接触するため、反対側の面にはアルカリ液に弱い素材を用いた層を有することができる。例えば、蒸着膜やゾル−ゲル膜では、アルカリ液によって、腐食、溶解、剥離など様々な影響が起こるため、浸漬法では設けることが望ましくないが、この塗布法では液と接触しないため問題なく使用することが可能である。
前記(2)と同様に、防眩層および/または低屈折率層がアルカリ液に対する耐性が不足している場合に、最終層まで形成した後に該最終層を形成した面にラミネートフィルムを貼り合せてからアルカリ液に浸漬することで最終層を形成した面とは反対側のトリアセチルセルロース面だけを親水化し、然る後にラミネートフィルムを剥離することができる。この方法でも、防眩層、低屈折率層へのダメージなしに偏光板用保護フィルムとして必要なだけの親水化処理をトリアセチルセルロースフィルムの最終層を形成した面とは反対の面だけに施すことができる。前記(2)の方法と比較して、ラミネートフィルムが廃棄物として発生する半面、特別なアルカリ液を塗布する装置が不要である利点がある。
防眩層まではアルカリ液に対する耐性があるが、低屈折率層がアルカリ液に対する耐性不足である場合には、防眩層まで形成後にアルカリ液に浸漬して両面を親水化処理し、然る後に防眩層上に低屈折率層を形成することもできる。製造工程が煩雑になるが、特に低屈折率層がフッ素含有ゾル−ゲル膜等、親水基を有する場合には防眩層と低屈折率層との層間密着性が向上する利点がある。
トリアセチルセルロースフィルムを予めアルカリ液に浸漬するなどして鹸化し、何れか一方の面に直接または他の層を介して被覆層を形成してもよい。アルカリ液に浸漬して鹸化する場合には、被覆層と鹸化により親水化されたトリアセチルセルロース面との層間密着性が悪化することがある。そのような場合には、鹸化後、被覆層を形成する面だけにコロナ放電、グロー放電等の処理をすることで親水化面を除去してから防眩層または他の層を形成することで対処できる。また、防眩層または他の層が親水性基を有する場合には層間密着が良好なこともある。
本発明の偏光板用保護フィルム(光学フィルム)は、偏光子の少なくとも1面に張り合わせることで偏光板を構成する。偏光子の他の面は、透湿度が700〜3000g/m2・dayの偏光板用保護フィルムを張り合わる事が好ましく、さらに好ましくは1000〜1700g/m2・dayである。通常使用されているTACは好適に用いられる。
通常のセルロースアセテートフィルムを用いてもよいが、溶液製膜法で製造され、且つ10〜100%の延伸倍率でロールフィルム形態における巾方向に延伸したセルロースアセテートフィルムを用いるても良い。
更には、本発明の偏光板において、片面が本発明の偏光板用保護フィルムであるのに対して他方の保護フィルムが液晶性化合物からなる光学異方性層を有する光学補償フィルムであっても良い。
また、本発明の偏光板において、片面が本発明の偏光板用保護フィルムであるのに対して他方の保護フィルムがReが0〜10nm、Rthが−20〜20nmであるフィルム(たとえば、特開2005−301227号公報段落番号[0095]参照)であっても良い。
光学補償フィルムとしては、公知のものを用いることができるが、視野角を広げるという点では、特開2001−100042号公報に記載されている光学補償フィルムが好ましい。
本発明のフィルム、偏光板は、液晶表示装置等の液晶表示装置に有利に用いることができ、ディスプレイの最表層に用いることが好ましい。
液晶表示装置は、液晶セルおよびその両側に配置された二枚の偏光板を有し、液晶セルは、二枚の電極基板の間に液晶を担持している。さらに、光学異方性層が、液晶セルと一方の偏光板との間に一枚配置されるか、あるいは液晶セルと双方の偏光板との間に二枚配置されることもある。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、さらに60〜120゜にねじれ配向している。
TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。
VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2−176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of Tech. Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n−ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58〜59(1998)記載)および(4)SURVAIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。
OCBモードの液晶セルは、棒状液晶性分子を液晶セルの上部と下部とで実質的に逆の方向に(対称的に)配向させるベンド配向モードの液晶セルであり、米国特許第4583825号、同5410422号の各明細書に開示されている。棒状液晶性分子が液晶セルの上部と下部とで対称的に配向しているため、ベンド配向モードの液晶セルは、自己光学補償機能を有する。そのため、この液晶モードは、OCB(Optically Compensatory Bend)液晶モードと呼ばれる。ベンド配向モードの液晶表示装置は、応答速度が速いとの利点がある。
IPSモードの液晶セルは、ネマチック液晶に横電界をかけてスイッチングする方式であり、詳しくはProc.IDRC(Asia Display ’95),p.577−580及び同p.707−710に記載されている。
ECBモードの液晶セルは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向している。ECBモードは、最も単純な構造を有する液晶表示モードの一つであって、例えば特開平5−203946号公報に詳細が記載されている。
輝度向上フィルムとしては、光源(バックライト)からの出射光を透過偏光と反射偏光又は散乱偏光に分離するような機能を有する偏光変換素子が用いられる。かかる輝度向上フィルムは、反射偏光又は散乱偏光のバックライトからの再帰光を利用して、直線偏光の出射効率を向上できる。
たとえば、異方性反射偏光子が挙げられる。異方性反射偏光子としては、一方の振動方向の直線偏光を透過し、他方の振動方向の直線偏光を反射する異方性多重薄膜が挙げられる。
異方性多重薄膜としては、たとえば、3M製のDBEFが挙げられる(たとえば、特開平4−268505号公報等参照)。
また、異方性反射偏光子としては、コレステリック液晶層とλ/4板の複合体が挙げられる。かかる複合体としては、日東電工製のPCFが挙げられる(特開平11−231130号公報等参照。)。また異方性反射偏光子としては、反射グリッド偏光子が挙げられる。
反射グリッド偏光子としては、金属に微細加工を施し可視光領域でも反射偏光を出すような金属格子反射偏光子(米国特許第6288840号明細書等参照)、金属の微粒子を高分子マトリック中に入れて延伸したようなもの(特開平8−184701号公報等参照)が挙げられる。
また、異方性散乱偏光子が挙げられる。異方性散乱偏光子としては、3M製のDRPが挙げられる(米国特許第5825543号明細書参照)。
更に、ワンパスで偏光変換できるような偏光素子が挙げられる。たとえば、スメクテイックC* を用いたものなどが挙げられる(特開2001−201635号公報等参照)。異方性回折格子を用いることができる。
本発明の偏光板は輝度向上フィルムと一緒に用いることができる。輝度向上フィルムを用いる場合には、偏光板と輝度向上フィルムを密着することが偏光板への水分の浸入を防ぎ、光漏れを抑制するため、より好ましい。偏光板と輝度向上フィルムとは貼り合わせる接着剤としては特に制限されない。例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
本発明のフィルムは、特開平5−127822号公報、特開2002−48913号公報等に記載されるタッチパネルなどに応用することができる。
本発明のフィルムは、有機EL素子等の基板(基材フィルム)や保護フィルムとして用いることができる。
本発明のフィルムを有機EL素子等に用いる場合には、特開平11−335661号、特開平11−335368号、特開2001−192651号、特開2001−192652号、特開2001−192653号、特開2001−335776号、特開2001−247859号、特開2001−181616号、特開2001−181617号、特開2002−181816号、特開2002−181617号、特開2002−056976号等の各公報記載の内容を応用することができる。また、特開2001−148291号、特開2001−221916号、特開2001−231443号の各公報記載の内容と併せて用いることが好ましい。
[被覆層用塗布液1]
塩素含有重合体:R204 12g
{旭化成ライフ&リビング(株)製「サランレジンR204」}
テトラヒドロフラン 63g
塩素含有重合体: 10g
{塩化ビニリデン含有90質量%、アクリル酸エステル含有10質量%、質量平均分子量7×104、融点145℃}
紫外線吸収剤 0.8g
{BASF社製 ユビナールD−50}
テトラヒドロフラン 42g
トルエン 18g
塩素含有重合体:R241C 9.62g
{旭化成ライフ&リビング(株)製「サランレジンR241C」}
MEK(メチルエチルケトン) 22.5g
シクロヘキサノン 2.50g
サイリシア(富士シリシア製) 0.034g
パラフィンワックス(日本精蝋製) 0.11g
塩素含有重合体:F216 9.62g
{旭化成ライフ&リビング(株)製「サランレジンF216」}
MiBK(メチルイソブチルケトン) 10.0g
シクロヘキサノン 15.0g
サイリシア(富士シリシア製) 0.034g
パラフィンワックス(日本精蝋製) 0.11g
被覆層用塗布液4における、MiBK/シクロヘキサノンの添加量を、5.0g/20.0gに変更した以外は、被覆層用塗布液4と同様にして、被覆層用塗布液5を調製した。
被覆層用塗布液4における、MiBK/シクロヘキサノンの添加量を、0g/25.0gに変更した以外は、被覆層用塗布液4と同様にして、被覆層用塗布液6を調製した。
被覆層用塗布液4における、MiBK/シクロヘキサノンの添加量を、20.0g/5.0gに変更した以外は、被覆層用塗布液4と同様にして、被覆層用塗布液7を調製した。
被覆層用塗布液4における、MiBK/シクロヘキサノンの添加量を、25.0g/0gに変更した以外は、被覆層用塗布液4と同様にして、被覆層用塗布液8を調製した。
・塩素含有重合体:R204 10.0g
{旭化成ライフ&リビング(株)製「サランレジンR204」}
・テトラヒドロフラン 68.0g
{安定剤 BHT 250PPM含有}
・トルエン 22.0g
・MXS−300 0.02g
{綜研化学(株)製:3μm架橋PMMA粒子の分級強化品}
・紫外線吸収剤UV−2 0.5g
{チバスペシャリティケミカルズ(株)製「TINUVIN329」}
被覆層用塗布液9におけるMXS−300の代わりに、MX−180TA{綜研化学(株)製,1.8μm高架橋PMMA粒子}を0.05gに変更した以外は、被覆層用塗布液9と同様にして、被覆層用塗布液10を調製した。
・塩素含有重合体:L549B 20.0g
{旭化成ライフ&リビング(株)製「サランラテックスL549B」}
・蒸留水 45.0g
・MXS−300 0.02g
{綜研化学(株)製:3μm架橋PMMA粒子の分級強化品}
・紫外線吸収剤UV−2 0.5g
{チバスペシャリティケミカルズ(株)製「TINUVIN329」}
スチレンブタジエンラテックス(固形分43%) 300g
2,4−ジクロロ−6ヒドロキシ−s−トリアジンナトリウム塩(8%) 49g 蒸留水 1,600g
蒸留水 781.7質量部
ポリアクリル樹脂(ジュリマーET−410:日本純薬製、固形分30%)
30.9質量部
針状構造酸化スズ粒子(FS−10D:石原産業製、固形分20%)
131.1質量部
カルボジイミド化合物(カルボジライトV−02−L2:日清紡製、固形分40%)
6.4質量部
界面活性剤(サンデットBL:三洋化成工業製 固形分44.6%) 1.4質量部
界面活性剤(ナロアクティーHN−100:三洋化成工業製 固形分100%)
0.7質量部
シリカ微粒子分散液(シーホスターKE−W30:日本触媒製 0.3μm 固形分20%) 5.0質量部
蒸留水 941.0質量部
ポリアクリル樹脂(ジュリマーET−410:日本純薬製、固形分30%) 57.3質量部
エポキシ化合物(デナコールEX−521:ナガセ化成工業製、固形分100%)
1.2質量部
界面活性剤(サンデットBL:三洋化成工業製 固形分44.6%) 0.5質量部
−1層目塗布液−
蒸留水 823.0質量部
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス
(Nipol Latex LX407C5:日本ゼオン製 固形分40%) 151.5質量部
2,4−ジクロル−6−ヒドロキシ−s−トリアジンナトリウム塩
(H−232:三協化学製 固形分8%) 25.0質量部
ポリスチレン微粒子(平均粒径2μ)
(Nipol UFN1008:日本ゼオン製 固形分10%) 0.5質量部
蒸留水 982.4質量部
ゼラチン(アルカリ処理) 14.8質量部
メチルセルロース(TC−5:信越化学工業製) 0.46質量部
下記に示す化合物(Cpd−21) 0.33質量部
プロキセル(Cpd−22 固形分3.5%) 2.0質量部
(ゾル液aの調製)
温度計、窒素導入管、滴下ロートを備えた1,000mlの反応容器に、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン187g(0.80mol)、メチルトリメトキシシラン27.2g(0.20mol)、メタノール320g(10mol)とKF0.06g(0.001mol)を仕込み、攪拌下室温で水15.1g(0.86mol)をゆっくり滴下した。滴下終了後室温で3時間攪拌した後、メタノール還溜下2時間加熱攪拌した。
この後、低沸分を減圧留去し、更にろ過することによりゾル液aを120g得た。このようにして得た物質をGPC測定した結果、質量平均分子量は1,500であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1,000〜20,000の成分は30%であった。
また、1H−NMRの測定結果から、得られた物質の構造は、以下の一般式で表される構造であった。
また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロキシプロピルトリメトキシシランは5%以下の残存率であった。
[ハードコート層用塗布液1の組成]
PET−30 40.0g
DPHA 10.0g
イルガキュア184 2.0g
SX−350(30%) 2.0g
架橋アクリルースチレン粒子(30%) 13.0g
FP−13 0.06g
ゾル液a 11.0g
トルエン 38.5g
PET−30 50.0g
イルガキュア184 2.0g
SX−350(30%) 2.0g
架橋アクリルースチレン粒子(30%) 13.0g
FP−13 0.06g
ゾル液a 11.0g
トルエン 28.5g
シクロヘキサノン 10.0g
PET−30 28.0g
DPHA 12.0g
凝集性シリカ(2次凝集径1.5μm) 5.0g
イルガキュア184 1.0g
イルガキュア907 0.2g
FP−13 0.08g
MiBK 40.0g
シクロヘキサノン 15.0g
PET−30 46.0g
イルガキュア184 1.7g
MX−600(30%) 28.6g
FP−13 0.06g
ゾル液a 7.0g
MiBK 13.0g
MEK(メチルエチルケトン) 6.0g
PET−30 46.0g
DPHA 10.0g
イルガキュア184 2.0g
FP−13 0.06g
ゾル液a 7.0g
MiBK 13.0g
MEK 6.0g
デソライトZ7404 100.0g
DPHA 31.0g
KBM−5103 10.0g
KEP−150 8.9g
MXS−300 3.4g
MEK 29.0g
MiBK 13.0g
CAP482−20 2.4g
サイクロマーP 13.4g
DPHA 16.3g
イルガキュア184 1.2g
MEK 51.0g
ブタノール 14.0g
プロピレングリコールモノメチルエーテル 3.5g
・DPHA:ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物[日本化薬(株)製]
・PET−30: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の混合物[日本化薬(株)製]
・イルガキュア184:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
・イルガキュア907:重合開始剤[チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製]
・SX−350:平均粒径3.5μm架橋ポリスチレン粒子[屈折率1.60、綜研化学(株)製、30%トルエン分散液、ポリトロン分散機にて10,000rpmで20分分散後使用]
・架橋アクリル−スチレン粒子:平均粒径3.5μm[屈折率1.55、綜研化学(株)製、30%トルエン分散液、ポリトロン分散機にて10,000rpmで20分分散後使用]
・FP−13フッ素系表面改質剤
平均粒径6μmPMMA粒子[屈折率1.49、綜研化学(株)製、30%MiBK分散液、ポリトロン分散機にて10,000rpmで20分分散後使用]
・凝集性シリカ:2次凝集径1.5μm(1次粒径数十nm)、[日本シリカ(株)製]
・デソライトZ7404:ジルコニア微粒子含有光重合性ハードコート組成液[JSR(株)製]
・KBM−5103:γアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン[信越化学工業(株)製]
・KE―P150:1.5μmシリカ粒子[日本触媒(株)製]
・MXS−300:3μm架橋PMMA粒子[綜研化学(株)製]
・CAP482−20:酢酸プロピオン酸セルロースエステル[イーストマンケミカル社製]
・サイクロマーP:反応性オリゴマー[ダイセル・ユーシービー(UCB)(株)製]
−パーフルオロオレフィン共重合体(1)の合成−
内容量100mlのステンレス製撹拌機付オートクレーブに酢酸エチル40ml、ヒドロキシエチルビニルエーテル14.7g、及び過酸化ジラウロイル0.55gを仕込み、系内を脱気して窒素ガスで置換した。更にヘキサフルオロプロピレン(HFP)25gをオートクレーブ中に導入して65℃まで昇温した。オートクレーブ内の温度が65℃に達した時点の圧力は0.53Mpa(5.4kg/cm2)であった。該温度を保持し8時間反応を続け、圧力が0.31MPa(3.2kg/cm2)に達した時点で加熱をやめ放冷した。室温まで内温が下がった時点で未反応のモノマーを追い出し、オートクレーブを開放して反応液を取り出した。得られた反応液を大過剰のヘキサンに投入し、デカンテーションにより溶剤を除去することにより沈殿したポリマーを取り出した。更にこのポリマーを少量の酢酸エチルに溶解してヘキサンから2回再沈殿を行うことによって残存モノマーを完全に除去した。乾燥後ポリマー28gを得た。次に、該ポリマーの20gをN,N−ジメチルアセトアミド100mlに溶解、氷冷下アクリル酸クロライド11.4gを滴下した後、室温で10時間攪拌した。反応液に酢酸エチルを加え水洗、有機層を抽出後濃縮し、得られたポリマーをヘキサンで再沈殿させることにより、下記構造式に示すパーフルオロオレフィン共重合体(1)を19g得た。得られたポリマーの屈折率は1.421であった。
攪拌機、還流冷却器を備えた反応器、メチルエチルケトン120部、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103、信越化学工業(株)製)100部、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート3部を加え混合したのち、イオン交換水30部を加え、60℃で4時間反応させたのち、室温まで冷却し、ゾル液bを得た。質量平均分子量は1,600であり、オリゴマー成分以上の成分のうち、分子量が1,000〜20,000の成分は100%であった。また、ガスクロマトグラフィー分析から、原料のアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランは全く残存していなかった。
中空シリカ微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20質量%、シリカ粒子の屈折率1.31、特開2002−79616の調製例4に準じサイズを変更して調製)500gに、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)30g、及びジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.5g加え混合した後に、イオン交換水9gを加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8gを添加した。この分散液500gにほぼシリカの含量一定となるようにシクロヘキサノンを添加しながら、圧力20kPaで減圧蒸留による溶媒置換を行った。分散液に異物の発生はなく、固形分濃度をシクロヘキサノンで調整し、20質量%にしたときの粘度は25℃で5mPa・sであった。得られた分散液Aのイソプロピルアルコールの残存量をガスクロマトグラフィーで分析したところ、1.5%であった。
ポリシロキサン及び水酸基を含有する屈折率1.44の熱架橋性含フッ素ポリマー(JTA113、固形分濃度6%、JSR(株)製)13g、コロイダルシリカ分散液MEK−ST−L(商品名、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学(株)製)1.3g、前記ゾル液b0.65g、及びメチルエチルケトン4.4g、シクロヘキサノン1.2gを添加、攪拌の後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層塗布液1を調製した。この塗布液により形成される層の屈折率は、1.45であった。
熱架橋性含フッ素ポリマー(特開平11−189621公報実施例1に記載の含フッ素含シリコーン熱硬化ポリマー)37.6g、硬化剤(サイメル303;商品名、日本サイテックインダストリーズ(株)製)9.40g、硬化触媒(キャタリスト4050;商品名、日本サイテックインダストリーズ(株)製)0.92gをメチルエチルケトン500gに溶解し、更に、分散液Aを195質量部(シリカ+表面処理剤固形分として39.0質量部)、コロイダルシリカ分散物(シリカ、MEK−STの粒子径違い品、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学(株)製)30.0質量部(固形分として9.0質量部)、ゾル液b17.0質量部(固形分として5.0質量部)、PM980M(光重合開始剤、和光純薬製)0.3質量部を添加した。を添加した。塗布液全体の固形分濃度が6質量%になり、シクロヘキサンとメチルエチルケトンの比率が8対92になるようにシクロヘキサン、メチルエチルケトンで希釈して低屈折率層用塗布液2を調製した。この塗布液により形成される層の屈折率は、1.39であった。
パーフルオロオレフィン共重合体(1)15.4g、中空シリカゾル(屈折率1.31、平均粒径60nm、固形分濃度20%)2.2g、反応性シリコーンX−22−164C(商品名;信越化学工業(株)製)0.3g、ゾル液b 7.3g、光重合開始剤(イルガキュア907(商品名)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.76g、メチルエチルケトン298g、シクロヘキサノン12.0gを添加、攪拌の後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗布液3を調製した。この塗布液により形成される層の屈折率は、1.40であった。
エチレン性不飽和基含有含フッ素ポリマー(特開2005−89536公報製造例3に記載のフッ素ポリマー(A−1))固形分として45.0gをメチルイソブチルケトン500gに溶解し、更に、分散液Aを195質量部(シリカ+表面処理剤固形分として39.0質量部)、コロイダルシリカ分散物(シリカ、MEK−STの粒子径違い品、平均粒径45nm、固形分濃度30%、日産化学(株)製)30.0質量部(固形分として9.0質量部)、ゾル液b17.0質量部(固形分として5.0質量部)、PM980M(光重合開始剤、和光純薬製)2.0質量部を添加した。塗布液全体の固形分濃度が6質量%になるようにメチルエチルケトンで希釈して低屈折率層用塗布液4を調製した。この塗布液により形成される層の屈折率は、1.38であった。
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(DPHA、日本化薬(株)製)2.65g、シリカ分散液A(中空シリカ分散液、固形分濃度20%)30.0g、ゾル液b2.93g、反応性シリコーンX−22−164C(商品名;信越化学工業社製)0.15g、含フッ素化合物F3035(商品名;日本油脂株式会社製、固形分濃度30%)0.15g、光重合開始剤(イルガキュア907(商品名)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.20g、及びメチルエチルケトン103g、シクロヘキサノン3.5gを添加、攪拌の後、孔径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗布液5を調製した。
フルオロアルキル基及びポリシロキサン構造を有するフッ素化合物としてオプスターJTA105(JSR株式会社製、固形分:5質量%)100質量部、オプスターJTA105A(JSR株式会社製、固形分:5質量%)1質量部、酢酸ブチル151.5質量部、及びシロキサンオリゴマーとしてコルコートN103X(コルコート株式会社製、エチレングリコール換算による数平均分子量950、固形分:2質量%)164.0質量部を混合した。更に、中空シリカ微粒子ゾル(イソプロピルアルコールシリカゾル、平均粒子径60nm、シェル厚み10nm、シリカ濃度20質量%、シリカ粒子の屈折率1.31、特開2002−79616の調製例4に準じサイズを変更して調製)42.5gを加えて、低屈折率層用塗布液6を調製した。
(偏光板用保護フィルムの作製)
<易接着層1の塗設>
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態(幅1,340mm、全長3,900m)で巻き出して、一方の面(被覆層との接着界面となる面)に、易接着層用塗布液S1を乾燥膜厚が90nmとなるように塗布した。
易接着層1を塗設した80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、スロットルダイを有するコーターを用いて、被覆層用塗布液1をバックアップロール上の偏光板用保護フィルムの易接着層S1を塗布してある面上に直接押し出して塗布した。搬送速度30m/分の条件で塗布し、60℃で5分乾燥して、巻き取った。
易接着層1及び被覆層を塗設した80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、被覆層の上に易接着層用塗布液S1を乾燥膜厚が90nmとなるように塗布した。
易接着層1、被覆層、易接着層2を塗設した80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士フイルム(株)製)をロール形態で巻き出して、スロットルダイを有するコーターを用いて、ハードコート層用塗布液1をバックアップロール上の偏光板用保護フィルムの易接着層1/被覆層/易接着層2が塗布してある面とは逆の支持体面上に直接押し出して塗布した。搬送速度30m/分の条件で塗布し、30℃で15秒間、90℃で20秒間乾燥の後、更に窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量90mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚さ6.0μmの防眩性を有するハードコート層を形成し、巻き取り実施例1の偏光板用保護フィルムを作製した。
以下、本発明に係る偏光板用保護フィルムの各物性について測定した。
透湿度の測定法は、「高分子の物性II」(高分子実験講座4 共立出版)の285頁〜294頁:蒸気透過量の測定(質量法、温度計法、蒸気圧法、吸着量法)に記載の方法を適用することができ、本発明にかかるフィルム試料70mmφを60℃、95%RHでそれぞれ24時間調湿し、JIS Z−0208に従った透湿カップを用いて、透湿度=調湿後質量−調湿前質量で単位面積あたりの水分量(g/m2)を算出した。吸湿剤の入れていないブランクのカップで透湿度の値を補正は行わなかった。
本発明では調湿条件を60℃、95%RHに変更した以外はJIS Z−0208に従って、透湿度を算出した。この際、恒温恒湿装置にいれたカップを適当な時間間隔で取り出して秤量する操作を繰り返し、二つの連続する秤量で、それぞれ単位時間あたりの質量増加を求め、それが5%以内で一定になるまで評価を続けた。
また、試料の吸湿等による影響を除外するため、吸湿剤の入れていないブランクのカップを測定し、透湿度の値を補正した。
本発明では、透湿度はモコン社製PERMARTRAN−W3/33型透湿度測定装置で40℃、相対湿度90%RHの条件で測定した。
<鉛筆硬度>
本発明のフィルムの強度は、JIS―K5400に従う鉛筆硬度試験で評価した。
偏光板用保護フィルムの断面をミクロトームを用いて切削し、断面から走査型電子顕微鏡(日立製作所製、S−570)を用いて反射電子モードで観察し、撮影された写真より被覆層、及び混合領域の層の厚さを求めた。
また、被覆層の膜厚分布を確認するために、幅方向、及び長手方向共に、20cm間隔で膜厚を求め、平均膜厚に対するバラツキを求めた。
フィルムの層間、あるいは支持体と塗布層との密着性は以下の方法により評価した。
塗布層を有する側(被覆層側もしくはハードコート層側)の表面にカッターナイフで碁盤目状に縦11本、横11本の切り込みを1mm間隔で入れて合計100個の正方形の升目を刻み、日東電工(株)製のポリエステル粘着テープ(NO.31B)を圧着し、24時間放置後引き剥がす試験を同じ場所で繰り返し3回行い、剥がれの有無を目視で観察する。
○:剥がれが無い
△:一部に剥がれがあるが実用上で問題が無い
×:全面に剥がれがある
ラビングテスターを用いて、以下の条件でこすり、テストを行った。
25℃、60%RH
こすり材:試料と接触するテスターのこすり先端部(1cm×1cm)にスチールウール((株)日本スチールウール製、No.0000)を巻いて、動かないようバンド固定した。その上で下記条件の往復こすり運動を与えた。
移動距離(片道):13cm、こすり速度:13cm/秒、
荷重:500g/cm2、先端部接触面積:1cm×1cm、
こすり回数:10往復。
こすり終えた試料の裏側に油性黒インキを塗り、反射光で目視観察して、こすり部分の傷を、以下の基準で評価した。
○:一見傷が見えない。
△:よく見ると傷が見える
×:はっきりとした傷が見える
以下の測定により、得られたフィルムの全ヘイズ、内部ヘイズ、表面ヘイズを測定した。
1.JIS−K7136に準じて得られたフィルムの全ヘイズ値を測定する。
2.得られたフィルムの低屈折率層側の表面及び裏面にシリコーンオイルを数滴添加し、厚さ1mmのガラス板(ミクロスライドガラス品番S 9111、MATSUNAMI製)を2枚用いて裏表より挟んで、完全に2枚のガラス板と得られたフィルムを光学的に密着し、表面ヘイズを除去した状態でヘイズを測定し、別途測定したガラス板2枚の間にシリコーンオイルのみを挟みこんで測定したヘイズを引いた値をフィルムの内部ヘイズとして算出した。
3.上記1で測定した全ヘイズから上記2で算出した内部ヘイズを引いた値をフィルムの表面ヘイズとして算出した。
フィルムの裏面をサンドペーパーで粗面化した後に黒色インクで処理し、裏面反射をなくした状態で、表面側を、分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、入射角5°における積分分光反射率を測定した。結果には450〜650nmの積分反射率の算術平均値を用いた。
フィルムの裏面をサンドペーパーで粗面化した後に黒色インクで処理し、裏面反射をなくした状態で、表面側を、分光光度計(日本分光(株)製)を用いて、380〜780nmの波長領域において、入射角5°における鏡面分光反射率を測定した。結果には450〜650nmの鏡面反射率の算術平均値を用いた。
偏光板加工したサンプルを硝子板に貼り付け、一般室に1時間放置後の表面の埃のつき方を目視で確認した。
○:埃がほとんど付いていない
△:埃が少し付いていて多少気になる
×:埃が付いていて気になる
本発明においては、耐光性試験としては、耐光性試験装置(スーパーキセノンウェザーメーターSX120型(ロングライフキセノンランプ)、スガ試験機(株)製)を用い、放射照度100±25W/m2(波長310nm〜400nm)、試験槽内温度35±5℃、ブラックパネル温度50±5℃、相対湿度65±15%の条件で、JIS K 5600−7−5に準じて耐光性試験25hrを実施した前後に、前記記載の分光光度計を用いて測定した値から算出したL*値,a*値,b*値を用いて、前述の数式(1)に従い、ΔE*abを求めた。
被覆層塗設側を外側にして丸めたときに、ひび割れが発生する曲率半径を求めた。
〔偏光子の作製〕
厚さ120μmのポリビニルアルコールフィルムを沃素1質量部、沃化カリウム2質量部、ホウ酸4質量部を含む水溶液に浸漬し、50℃で4倍に延伸し、偏光子を作製した。
また、光学異方性層が塗布されているWVフィルム(富士フイルム(株)製)を55℃の1.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液中に120秒間浸漬した後、水洗乾燥した。
上記のようにして得られた偏光板を、60℃、95%RHの環境下、1,000時間放置したのち偏光度を測定した。なお偏光度は下記数式(5)より求められる。(波長550nm)
○:偏光度99%以上で問題ない。
△:偏光度98%以上、99%未満で実用上問題ない。
×:偏光度98%未満であり問題である。
偏光板用保護フィルムを目視観察し、着色(黄変)の程度を判定した。
○:ほとんど着色がないレベル。
△:ごく薄く着色があるものの、事実上問題の無いレベル
×:着色が問題のレベル。
TN型液晶セルを使用した液晶表示装置(MRT−191S、三菱電機製)に設けられている偏光板を剥がし、代わりに本発明の偏光板1を、被覆層が外側(空気界面側)に、且つ偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように粘着剤を介して貼り付けた。暗室にて、液晶表示装置を表示して、目視により以下の特性を評価した。
液晶表示装置を60℃90%50時間、又は70℃10%50時間処理後に、25℃60%の環境下で2時間放置した後、液晶表示装置を黒表示させ、正面からの光漏れを複数の観察者により目視評価する。
◎ 光漏れは観察されなかった
△ 光漏れがあるが問題の無いレベルであった
× 光漏れがはっきり観察された
TN型液晶セルを使用した液晶表示装置(TH−15TA2、松下電器産業(株)製)に設けられている視認側の偏光板を剥がし、代わりに本発明の偏光板用保護フィルムを用いた偏光板を、被覆層が視認側に、且つ偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように粘着剤を介して貼り付けた。三波長蛍光管を設置した1,000(lux)の明室にて、液晶表示装置を黒表示にして、種々の視角から目視により以下の基準で評価した。
○:干渉ムラが全くない
○△:干渉ムラがほとんどない
△:弱い干渉ムラがある
×:強い干渉ムラがある
各層の有無、塗布液の種類、膜厚を表2に示す通りに変化させた以外は、実施例1と同じ方法で実施例2〜15、及び比較例1〜2の偏光板用保護フィルムを作製した。
塗設する面に下記の方法で二層塗布した。
搬送速度105m/分条件で搬送した状態で、易接着層用塗布液S2の1層目塗布液をバーコート法により塗布した。塗布量は、7.1ml/m2とし、エアー浮上乾燥ゾーンで180℃、1分乾燥することで帯電防止層を得た。
続いて、搬送速度105m/分を保ったまま、易接着層1の1層目の上に易接着層用塗布液S2の2層目塗布液をバーコート法により塗布した。塗布量は、5.05ml/m2とし、エアー浮上乾燥ゾーンで160℃1分乾燥することで2層構成の易接着層S2を得た。
塗設する面に下記の方法で二層塗布した。
搬送速度105m/分条件で搬送した状態で、易接着層用塗布液S3の1層目塗布液をバーコート法により塗布した。塗布量は、5.05ml/m2とし、エアー浮上乾燥ゾーンで180℃1分乾燥することで易接着層1層目を得た。
続いて、搬送速度105m/分を保ったまま、易接着層2の1層目上に易接着層用塗布液S3の2層目塗布液をバーコート法により塗布した。塗布量は、8.7ml/m2とし、エアー浮上乾燥ゾーンで160℃1分乾燥することで2層構成の易接着層S3を得た。
<偏光板用保護フィルムの作製>
(低屈折率層の塗設)
実施例3の偏光板用保護フィルムをロール形態で巻き出して、スロットルダイを有するコーターを用いて、低屈折率層用塗布液1をバックアップロール上の偏光板用保護フィルムのハードコート層を塗布してある面上に直接押し出して塗布し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、実施例16の偏光板用保護フィルムを作製した。乾燥・硬化条件を以下に示す。
乾燥:90℃、60秒で乾燥した。
硬化:110℃で10分硬化の後、窒素パージにより酸素濃度0.1%の雰囲気下で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィック(株)製)を用いて、照射量400mJ/cm2の紫外線を照射した。
ハードコート層用塗布液、及び低屈折率層用塗布液を表2に示す通りに変更した以外は実施例10と同じ方法で実施例17〜18の偏光板用保護フィルムを作製した。
ハードコート層用塗布液及び低屈折率層用塗布液を表2に示す通りに変更し、低屈折率層用塗布液を実施例19〜22の偏光板用保護フィルムを作製した。その際に、乾燥・硬化条件を以下に示すように変更した。
乾燥:90℃、60秒で乾燥した。
硬化:窒素パージにより酸素濃度0.1%の雰囲気下で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィック(株)製)を用いて、照射量400mJ/cm2の紫外線を照射した。
<偏光板用保護フィルムの作製>
上記実施例3と同じ方法でハードコート層付きフィルムを作製した後、2.0kW、ライン速度12m/分の条件でコロナ放電処理をした。コロナ処理後のハードコート層付きフィルムにスロットルダイを有するコーターを用いて、低屈折率層用塗布液6をバックアップロール上のハードコート層を塗布してある面上に直接押し出して塗布し、厚さ100nmの低屈折率層を巻き取り、120℃で3分硬化させた。その後窒素パージにより酸素濃度0.1%の雰囲気下で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィック(株)製)を用いて、照射量400mJ/cm2の紫外線を照射した。このようにして実施例23の偏光板用保護フィルムを作製した。
<偏光板用保護フィルムの作製>
上記実施例3と同じ方法で、ハードコート層付きフィルムを作製した後、スロットルダイを有するコーターを用いて、ハードコート層用塗布液4を塗布した。搬送速度30m/分の条件で塗布し、30℃で15秒間、90℃で20秒間乾燥の後、更に窒素パージ下で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量200mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させた。このときのハードコート層用塗布液4の硬化後の膜厚は1.5μであった。このようにして実施例24の偏光板用保護フィルムを作製した。
ハードコート層用塗布液、及び低屈折率層用塗布液を表2に示す通りに変更した以外は実施例2と同じ方法で実施例25〜30の偏光板用保護フィルムを作製した。
実施例30は、第1の被覆層を形成した後、第2の被覆層を同様に塗設して積層させ、その他の層は実施例2と同じ方法で作成した。
また、各偏光板用保護フィルムの被覆層の膜厚分布は、いずれも±15%以下であり、良好であった。
上記の実施例15に用いた被覆層塗布後の乾燥条件を、表5に示すような乾燥温度と乾燥時間と被覆層膜厚との組み合わせで実施した以外は、実施例15と同じ方法で実施例15−2〜15−10の偏光板用保護フィルム、偏光板、液晶表示装置を作製して評価したところ、透湿度は表5に示すような結果となり、その他性能は実施例15とほぼ同様な評価結果が得られた。ただし、実施例15、実施例15−2〜実施例15−8は、実施例15−9よりも透湿性が優れており、かつ実施例15−10よりも偏光板用保護フィルム品の耐ひび割れ性が優れた結果となった。
上記の実施例2に用いた被覆層塗布液中に上述のUV−1(紫外線吸収剤1)を塩素含有重合体に対して5質量%添加した以外は上記の実施例2と同じ方法で偏光板用保護フィルム、偏光板、液晶表示装置を作製して評価した結果、他の性能に影響を及ぼさずに、ΔE*abが3.0以下となり耐光性が更に向上した。
更に、実施例27〜30については、透明基材フィルムを通常の1,340mm幅のTAC(TD80U 富士フイルム(株)製)の代わりに、1,600mm幅にしたTACを用いた以外は実施例2と同様に作製して評価した結果、同様な性能が得られた上で、42インチ以上の大型のパネルに対応する偏光板が生産性高く得られた。
また、実施例28および30については、塗工ステーションを2つもつ塗布機を使用して、ハードコート層と低屈折率層もしくは、第1の被覆層と第2の被覆層の塗布を連続で生産したところ、同様な性能が得られた上で、コストが低減し、非常に生産効率の高い偏光板用保護フィルムを得ることができた。
WVフィルムを通常のTAC(TD80 富士フイルム(株)製)とした以外は実施例1と同様にして偏光板Tを作製した。
WVフィルムを低レターデーションTAC(Z−TAC、富士フイルム(株)製、Re=1nm、Rth=−3nm)とした以外は実施例1と同様にして偏光板Zを作製した。
更に、VA型液晶表示装置(LC−26GD3、シャープ製)に設けられている偏光板を位相差膜を残したまま剥がし、代わりに本発明の偏光板Tを偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けた。
IPS型液晶表示装置(Th−26LX300、松下電器産業(株)製)に設けられている偏光板を剥がし、代わりに本発明の偏光板Zを偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けた。
また、IPS型液晶表示装置(32LC100、(株)東芝製)に設けられている偏光板を表側の位相差膜を残し、裏側の位相差膜は剥がし、代わりに本発明の偏光板Zを偏光板の透過軸が製品に貼られていた偏光板と一致するように貼り付けた。いずれも被覆層が塗設してある側が外側になるように貼り付けた。また、いずれの液晶表示装置も、本発明の偏光板を用いることで、周辺ムラが有意に低減できることが確認できた。また、液晶表示装置の表面に用いるのに十分な耐擦傷性、反射率であった。
また、実施例1〜24の装置については、バックライト側の偏光板だけを偏光板Tに替え、更にバックライト側に輝度向上フィルム(DBEF、3M製)を入れた液晶表示装置を作製し、周辺ムラ他の性能を悪化させることが無く、ディスプレイの輝度が向上した。更に、輝度向上フィルムを用いた装置において、輝度向上フィルムと接する偏光板用保護フィルムにレターデーションのきわめて小さいZ−TACを用いた装置では視野角の色味変化が小さいことが認められた。
また、輝度向上フィルムを入れた液晶表示装置で、輝度向上フィルムを偏光板を粘着剤によって密着させたフィルムでは、更に過酷な条件下でも周辺ムラが発生しないことが判った。
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Aを調製した。
セルローストリアセテート(アセチル置換度2.86) 100.0質量部
トリフェニルフォスフェート(可塑剤1) 6.0質量部
ビフェニルフォスフェート(可塑剤2) 3.0質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 402.0質量部
メタノール(第2溶媒) 60.0質量部
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Aを調製した。
平均粒径16nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製 2.2質量部
セルローストリアセテート(アセチル置換度2.88) 2.0質量部
トリフェニルフォスフェート(可塑剤1) 0.2質量部
ビフェニルフォスフェート(可塑剤2) 0.1質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 83.5質量部 メタノール(第2溶媒) 12.0質量部
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、紫外線吸収剤溶液Aを調製した。
UV−1(紫外線吸収剤1) 3.0質量部
UV−10(紫外線吸収剤2) 12.0質量部
セルローストリアセテート(アセチル置換度2.86) 4.4質量部
トリフェニルフォスフェート(可塑剤1) 0.4質量部
ビフェニルフォスフェート(可塑剤2) 0.2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 70.0質量部
メタノール(第2溶媒) 10.0質量部
セルロースアシレート溶液Aを97.4質量部、マット剤溶液Aを1.3質量部、紫外線吸収剤溶液A1.3質量部それぞれを濾過後に混合し、バンド流延機を用いて流延した。残留溶剤が60%でフィルムをバンドから剥離し、100℃の条件でフィルムをクリップテンターを用いて幅を保持し、5%延伸後の幅のまま130℃で30秒間保持した。その後、クリップを外して130℃で40分間乾燥させ(乾燥(1))、セルロースアシレートフィルムを製造した。できあがったセルロースアシレートフィルムの残留溶剤量は0.2%であり、膜厚は80μmであった。
2 透明基材フィルム
3 被覆層
4 ハードコート性を有する層
5 偏光板
6 偏光子
7 反対側の偏光板用保護フィルム
8 液晶表示装置
9 液晶セル
Claims (20)
- 塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体を有する被覆層がセルロースアシレート類からなる透明基材フィルムの片面に形成され、透明基材フィルムの反対側の面に少なくともハードコート性を有する層を設け、60℃、95%相対湿度での透湿度が300g/m2・日以下であることを特徴とする偏光板用保護フィルム。
- ハードコート性を有する層が散乱性を持つことを特徴とする請求項1に記載の偏光板用保護フィルム。
- 塩素含有ビニル単量体が塩化ビニリデンである請求項1または2に記載の偏光板用保護フィルム。
- 被覆層の厚みが1μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1から3に記載の偏光板用保護フィルム。
- 透明基材フィルムの膜厚が、30μm以上120μm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- セルロースアシレート類が、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートである請求項1〜5のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 透明基材フィルムと被覆層の間および被覆層の表面のいずれかに易接着層を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 透明基材フィルム、透明基材フィルムと被覆層の間の易接着層、被覆層の少なくとも1つに紫外線吸収剤を含有し、波長380nmの光の透過率が5%以下であり、波長600nmの透過率が80%以上100%以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、及び紫外線吸収ポリマーのいずれかである請求項8に記載の偏光板用保護フィルム。
- 少なくとも1種の粒径が0.5〜12μmの粒子を被覆層に含む請求項1〜10のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 被覆層および易接着層の少なくともいずれかが塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体と親水性高分子化合物を含有することを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 透明基材フィルム表面および被覆層表面の少なくともいずれかをコロナ放電処理およびグロー放電の少なくともいずれかにより処理したことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 被覆層を形成する際に用いる塗布組成物が、少なくとも塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体と有機溶剤とを含有し、該有機溶剤が透明基材フィルムを膨潤又は溶解可能な溶剤を含む請求項1〜13のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 請求項14に記載の被覆層上に、更に塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体を有する第2の被覆層を形成し、該第2の被覆層を形成する際に用いる塗布組成物が該重合体の水分散物であることを特徴とする偏光板用保護フィルム。
- 被覆層に、酸化防止剤、及び金属錯体の少なくともいずれかを含有する請求項1〜15のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム。
- 塩素含有ビニル単量体から誘導される繰り返し単位を含む重合体、および該重合体を溶解もしくは分散可能な溶媒を含有する被覆層用塗布組成物を、透明基材フィルム上に塗布、乾燥して、該被覆層を形成することを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
- 前記被覆層用塗布液を塗布、乾燥して被覆層を形成した後、第2の被覆層もしくはハードコート性を有する層を該被覆層上に塗布、乾燥して形成する工程において、1回の送り出しから巻き取りの工程で、連続的に各層を形成することを特徴とする請求項17に記載の偏光板用保護フィルムの製造方法。
- 偏光膜と、請求項1〜16のいずれかに記載の偏光板用保護フィルム、または請求項17または18のいずれかに記載の製造方法で作成した偏光板用保護フィルムを有し、透明基材フィルムに対して、ハードコート性を有する層の反対側に偏光膜が位置することを特徴とする偏光板。
- 請求項19に記載の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
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