JP2022105524A - 偏光子保護フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ムとして採用した偏光板をもう一つの偏光板とクロスニコルの関係となるように配置した場合に、僅かに光の漏れが生じ、視認性が悪化する場合があるという、新規な課題の存在を発見した。そこで、本発明は、上述の僅かな光の漏れを抑制することが可能な、ポリエステルフィルムからなる偏光子保護フィルムを提供することを課題とする。
項1.
フィルム流れ方向又は幅方向とフィルムの熱収縮率が最大となる方向とが成す角の絶対値が15度以下であるポリエステルフィルムである偏光子保護フィルム。
項2.
ポリエステルフィルムのリタデーションが4000~30000nmであり、Nz係数が1.7以下である、項1に記載の偏光子保護フィルム。
項3.
ポリエステルフィルムの面配向度が0.13以下である、項1又は2に記載の偏光子保護フィルム。
項4.
偏光子の両側に偏光子保護フィルムを積層した構成からなり、
少なくとも片側の偏光子保護フィルムが項1~3のいずれかに記載の偏光子保護フィルムである、偏光板。
項5.
偏光子の片側に項1~3のいずれかに記載の偏光子保護フィルムが積層された偏光板。
項6.
バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
前記バックライト光源は連続した発光スペクトルを有する白色光源であり、
前記偏光板は偏光子の両側に偏光子保護フィルムを積層した構成であり、
入射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方、及び出射光側に配される偏光板の偏光子保護フィルムの少なくとも一方が、項1~3のいずれかに記載の偏光子保護フィルムである、液晶表示装置。
項7.
前記入射光側に配される偏光板の入射光側の偏光子保護フィルム及び前記出射光側に配される偏光板の出射光側の偏光子保護フィルムが、項1~3のいずれかに記載の偏光子保護フィルムである、項6に記載の液晶表示装置。
項8.
バックライト光源、2つの偏光板、及び前記2つの偏光板の間に配された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
前記バックライト光源は連続した発光スペクトルを有する白色光源であり、
前記偏光板が項5に記載の偏光板である、液晶表示装置。
本発明の偏光子保護フィルムは、ポリエステルフィルムであり、フィルムの流れ方向又は幅方向に対する熱収縮率が最大となる方向の傾き(以降、熱収縮率の傾きと簡略化して呼ぶことがある)の絶対値が15度以下であることが好ましい。前記熱収縮率の傾きの絶対値は、好ましくは12度以下であり、より好ましくは10度以下であり、さらにより好ましくは8度以下であり、更に好ましくは6度以下であり、特に好ましくは4度以下、最も好ましくは2度以下である。熱収縮率の傾きの絶対値は小さいほど好ましいことから下限は0度である。
酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、3,3-ジエチルコハク酸、グルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2-メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカジカルボン酸等が挙げられる。
ポリエステルフィルムの熱収縮率は全方向において5%以下であることが好ましい。ポリエステルフィルムの全方向における熱収縮率は以下のようにして測定される。
。
。よって、90度はフィルム幅方向と平行する。
上記の通り、熱収縮率は、5度間隔で測定されるが、熱収縮率が最大となる方向は、次の手順に従って、1度の精度で求められる。即ち、熱収縮率の測定結果(-90度~85度の範囲の熱収縮率の結果)を図2のように横軸をフィルム流れ方向を0度とした角度、縦軸をその角度における熱収縮率としてプロットする。この際、-180度~-95度、及び90度~175度の値も補間する(-90度の熱収縮率が90度の熱収縮率に対応し
、0度の熱収縮率が-180度の熱収縮率に対応する)。次に、各プロットを結ぶ近似曲
線を引き、熱収縮率が最大となる方向を精度1度で読み取り、これをαと定義する。なお
、-90度≦α≦90度である。
率がほぼ等しく、熱収縮率に傾きが存在しないため、熱収縮率の傾きは0度とみなす。
光漏れは、2枚の偏光板をクロスニコルの関係で配置し、これらを透過する550nm~600nmの波長の光の最大透過率を測定する。光の透過率の測定は、任意の分光光度計を用いて行うことができる。測定される最大透過率は、好ましくは、0.02%以下であり、より好ましくは0.015%以下である。
偏光子保護フィルムに用いられるポリエステルフィルムは、4000~30000nmのリタデーションを有することが好ましい。リタデーションが4000nm以上であれば、液晶表示装置を斜め方向から観察したとき生じ得る虹斑が抑えられ、良好な視認性を確保することができる。ポリエステルフィルムの好ましいリタデーションは4500nm以上、より好ましくは5000nm以上、更に好ましくは6000nm以上、より更に好ましくは8000nm以上、一層好ましくは10000nm以上である。ここで、4000~30000nmとは、下限値として4000nmを含み、上限値として30000nmを含むことを意味するが、含まない範囲も想定される。
交する方向の屈折率(nx)を測定波長589nmで測定する。これら二軸方向の屈折率の差(異方性)の絶対値(|ny-nx|)を求め、それにフィルムの厚みを掛けて、リタデーションの値は求められる。フィルムのリタデーションは、例えば、KOBRA-21ADH(王子計測機器株式会社)等の市販の自動複屈折測定装置を用いて測定することができる。また、フィルムの屈折率は、例えば、アッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR-4T)等の市販される測定器を用いて測定できる。
偏光子保護フィルムに用いるポリエステルフィルムは、上述のリターデーションの範囲であることに加えて、|ny-nz|/|ny-nx|で表されるNz係数が1.7以下であることが好ましい。Nz係数は次のようにして求めることができる。分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)を用いてフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向とこれに直交する方向の二軸の屈折率(ny、nx、但しny>nx)、及び厚さ方向の屈折率(nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)によって求める。こうして求めたnx、ny、nzを、|ny-nz|/|ny-nx|で表される式に代入して、Nz係数を求めることができる。
ポリエステルフィルムのリタデーション値及びNz係数を上記の特定範囲に制御することに加え、(nx+ny)/2-nzで表される面配向係数を特定値以下にすることにより、より確実に一対の偏光板の両方に偏光子保護フィルムとしてポリエステルフィルムを用いた場合の虹斑を解消することができる。ここで、nx、ny及びnzの値は、Nz係数と同様の方法で求められる。配向ポリエステルフィルムの面配向度は0.13以下が好ましく、より好ましくは0.125以下、さらに好ましくは0.12以下である。面配向度を0.13以下にすることで、液晶表示装置を斜め方向から観察した場合に角度によって観察される虹斑を完全に解消することができる。面配向度は0.08以上が好ましく、より好ましくは0.1以上である。面配向度が0.08未満では、フィルム厚みが変動し、リタデーションの値がフィルム面内で不均一になる場合がある。
ポリエステルフィルムは、そのリタデーション(Re)と厚さ方向リタデーション(Rth)の比(Re/Rth)が、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.6以上である。上記リタデーションと厚さ方向リタデーション(Rth)の比(Re/Rth)が大きいほど、複屈折の作用は等方性を増し、観察角度による虹状の色斑の発生が生じ難くなるためである。完全な1軸性(1軸対称)フィルムでは上記リタデーションと厚さ方向リタデーションの比(Re/Rth)は2となる。しかし、後述するように完全な1軸性(1軸対称)フィルムに近づくにつれ配向方向と直行する方向の機械的強度が著しく低下する。そこで、リタデーションと厚さ方向のリタデーション
の比(Re/Rth)の上限は、好ましくは1.2以下、より好ましくは1以下である。観察角度による虹状の色斑発生を完全に抑制するためには、上記リタデーションと厚さ方向のリタデーションの比(Re/Rth)が2である必要は無く、1.2以下で十分である。また、上記比率が1.0以下であっても、液晶表示装置に求められる視野角特性(左右180度、上下120度程度)を満足することは十分可能である。
ポリエステルフィルムのリタデーションの変動を抑制する為には、フィルムの厚み斑が小さいことが好ましい。この観点から、ポリエステルフィルムの厚み斑は5%以下であることが好ましく、4.5%以下であることがさらに好ましく、4%以下であることがよりさらに好ましく、3%以下であることが特に好ましい。フィルムの厚み斑は、次の手順で測定することができる。フィルムロールからTD方向にフィルムを40mm幅に切出す。切り出したサンプルをアンリツ製接触式連続厚み計(送り出し速度:1.5m/min、サンプリング周期:100ms)により連続的にTD方向の厚みを測定し、平均値、最大値、最小
値を求める。厚みムラは、以下の式で算出した値の絶対値とした。
厚み斑=((測定結果の最大値)-(測定結果の最小値))/(測定結果の平均値)×1
00(%)
ポリエステルフィルムの厚みは、特に制限されないが、通常15~300μmであり、好ましくは15~200μmである。フィルム厚みが15μm未満では、フィルムの力学特性の異方性が顕著となり、裂け、破れ等を生じる場合がある。特に好ましい厚みの下限は25μmである。一方、偏光子保護フィルムの厚みの上限は、300μmを超えると偏光板の厚みが厚くなりすぎてしまい好ましくない。偏光子保護フィルムとしての実用性の観点から、厚みの上限は200μmが好ましい。特に好ましい厚みの上限は一般的なTACフィルムと同等程度の100μmである。
ポリエステルフィルムは、偏光子に含まれるヨウ素色素等の光学機能性色素の劣化を抑制する観点から、波長380nmの光線透過率が20%以下であることが望ましい。380nmの光線透過率は15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。前記光線透過率が20%以下であれば、光学機能性色素の紫外線による変質を抑制することができる。光線透過率は、フィルムの平面に対して垂直方法に測定したものであり、分光光度計(例えば、日本分光製分光光度計V-7100)を用いて測定することができる。
イルオキシメチル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジ-tert-ブチル-6-(5-クロロベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール、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、2-(5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-メチル-6-(tert-ブチル)フェノール、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)フェノール等が挙げられる。環状イミノエステル系紫外線吸収剤としては、例えば、2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジノン-4-オン)、2-メチル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン、2-ブチル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン、2-フェニル-3,1-ベンゾオキサジン-4-オン等が挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
配向ポリエステルフィルムには、紫外線吸収剤以外に、本発明の効果を妨げない範囲で、各種の添加剤を含有させることも好ましい様態である。添加剤として、例えば、無機粒子、耐熱性高分子粒子、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、リン化合物、帯電防止剤、耐光剤、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、ゲル化防止剤、界面活性剤等が挙げられる。また、高い透明性を奏するためにはポリエステルフィルムに実質的に粒子を含有しないことも好ましい。「粒子を実質的に含有させない」とは、例えば無機粒子の場合、ケイ光X線分析で無機元素を定量した場合に50ppm以下、好ましくは10ppm以下、特に好ましくは検出限界以下となる含有量を意味する。
本発明においては、偏光子との接着性を改良のために、ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリアクリル樹脂の少なくとも1種類を主成分とする易接着層を有することが好ましい。ここで、「主成分」とは易接着層を構成する固形成分のうち50質量%以上である成分をいう。易接着層の形成に用いる塗布液は、水溶性又は水分散性の共重合ポリエステル樹脂、アクリル樹脂及びポリウレタン樹脂の内、少なくとも1種を含む水性塗布液が好ましい。これらの塗布液としては、例えば、特許第3567927号公報、特許第3589232号公報、特許第3589233号公報、特許第3900191号公報、特許第4150982号公報等に開示された水溶性又は水分散性共重合ポリエステル樹脂溶液、アクリル樹脂溶液、及びポリウレタン樹脂溶液等が挙げられる。
ポリエステルフィルムの偏光子が配置される面とは反対側の面に、写り込み防止やギラツキ抑制、キズ抑制等を目的として、種々の機能層、すなわちハードコート層、防眩層、反射防止層、低反射層、低反射防止層、及び反射防止防眩層、帯電防止層からなる群より選択される1種以上の機能層を配向ポリエステル表面に設けることも好ましい様態である。種々の機能層を設けるに際して、配向ポリエステルフィルムはその表面に易接着層を有することが好ましい。その際、反射光による干渉を抑える観点から、易接着層の屈折率を、機能層の屈折率と配向ポリエステルフィルムの屈折率の相乗平均近傍になるように調整することが好ましい。易接着層の屈折率の調整は、公知の方法を採用することができ、例えば、バインダー樹脂に、チタンやジルコニウム、その他の金属種を含有させることで容易に調整することができる。
偏光子保護フィルムとして用いるポリエステルフィルムは、一般的なポリエステルフィルムの製造方法に従って製造することができる。例えば、ポリエステル樹脂を溶融し、シート状に押出し成形された無配向ポリエステルをガラス転移温度以上の温度において、ロールの速度差を利用して縦方向に延伸した後、テンターにより横方向に延伸し、熱処理を施す方法が挙げられる。一軸延伸フィルムでも、二軸延伸フィルムであっても良い。
フィルム流れ方向又は幅方向に対する熱収縮率が最大となる方向の傾きの絶対値を15度以下に制御する手段は特に制限されないが、次の点に留意することが好ましい。即ち、テンター内の熱処理工程後の冷却区間では、熱固定で除去しきれなかった延伸に伴う収縮応力と冷却に伴う熱応力が存在する。また、端部のフィルムはクリップで拘束されているのに対して中央部のフィルムは比較的伸縮可能であることから、冷却区間でフィルム流れ方向と幅方向における応力の分布に偏りが存在する。これらが主な原因となり、熱収縮率の傾きが発生する。このような事情を踏まえ、以下に熱収縮率の傾きを低減する具体的な手段を例示する。
熱固定後の冷却区間で、クリップ間隔をフィルム流れ方向に狭め、テンター冷却区間でのフィルムの流れ方向の応力を均一にでき、熱収縮率の傾きを低減することが出来る。よって、熱収縮率の傾きを低減するには、クリップ間隔を狭める温度帯を適切に調整することが好ましい。フィルム組成やフィルム製造条件によって異なるため、特に限定されないが、温度が高すぎる場合、流れ方向に対して左側端部(フィルムを上から見た場合)のフィルムは熱収縮率の傾きが正の方向に大きくなる(右側端部は負の方向に大きくなる)。また、温度が低すぎる場合、フィルムの熱収縮量が小さ過ぎ、平面性不良となるため好ましくない。このように、クリップ間隔を狭める温度を適正な範囲に設定することでテンター冷却区間での流れ方向の応力を均一にして、熱収縮率の傾きを低減させることが出来る。
緩和率=(((緩和前のクリップ間距離)―(緩和後のクリップ間距離))/(緩和前のクリップ間距離))×100(%)
幅方向の熱収縮率が高すぎる場合には、熱収縮率の傾きが大きくなる傾向がある。そのため、テンターレールパターンを調整し、フィルム幅方向にクリップ間隔を狭める緩和率と温度を適切に調整することがより好ましい。このように、クリップ間隔をフィルム流れ方向に狭める温度帯と緩和率を適当な範囲に設定すること、及び、必要に応じてテンターレールパターンを幅方向の収縮率が大きくなり過ぎないように適切に調整することでテンター冷却区間での流れ方向の応力を均一にして、熱収縮率の傾きを低減させることが出来る。
熱固定後の冷却区間で、フィルム端部をクリップから分離し、クリップによる拘束から開放してテンター冷却区間での幅方向の応力を均一にすることができる。また、巻き取り工程の張力を適正な値に調整することにより、テンター冷却区間での流れ方向の応力を均一にすることができる。このようにして、テンター冷却区間での流れ方向の応力を均一にすることにより熱収縮率の傾きを低減することが出来る。
低減方法2と同様の考え方で、テンター出口のフィルム温度を所定温度(即ち、ガラス転移温度Tg-20℃)よりも高く、且つ、所定温度(融点Tm-70℃)よりも低くすることでも熱収縮率の傾きを低減することが出来る。この場合、効果が室温に左右されるため、室温を制御することが望ましい。
テンター熱固定後の冷却工程の温度設定を調整することでも熱収縮率の傾きを低減可能である。例えば、図4に示すように熱固定温度~テンター出口温度を、テンター長手方向に沿って、-15/X~-100/X(℃/m)となるようなに設定することが好ましい。ここで、Xはテンター出口幅(m)を示す。よって、例えば、テンター出口幅が2mの場合は、テンター長手方向に1m進むごとに、-7.5℃~-50℃の範囲で温度降下させることが好ましい。上記温度は、テンター出口幅あたりの温度を示すため、以下、これを単位幅あたりの温度設定と呼ぶ。
えるため好ましくなく、-15/X(℃/m)以上の場合、熱収縮率の傾きは十分に低減
出来るものの、テンター設備投資が過大となるため好ましくない。
熱収縮率の傾きがあるフィルムでも、一度巻き取ったロールを、例えば、80℃~120℃、10秒~90分間、オフラインアニール処理することで、熱収縮率の傾きを低減することが出来る。オフラインアニール処理の場合、アニール処理の温度、時間を十分確保して調節することが好ましい。また、従来公知のテンター出口~巻き取りロールの間でインラインアニール処理をすることも望ましい。この場合も、上記オフラインアニール処理と同様にアニール処理の温度、時間を十分確保することが好ましく、エアーキャンロールを使用することは、熱処理効率や平面性維持の点でより望ましい。
は、フィルムの幅全体の長さを100%とし、フィルム両端から好ましくは1%~10%の範囲、より好ましくは1%~5%の範囲のことである。なお、ここでいう両端とは、上記低減方法2について説明した切断前のフィルム両端と同じである。このうち、ミルロールを3等分した際の両側の領域は、は、特に熱収縮率の傾きの絶対値が大きくなる傾向にあるため、この領域の熱収縮率の傾きの絶対値を15度以下に制御することが好ましい。
以下の温度で1~15分間で押し出すことが好ましい。290℃以上では紫外線吸収剤の減量が大きく、また、マスターバッチの粘度低下が大きくなる。1分以下の押し出しでは紫外線吸収剤の均一な混合が困難となる。この時、必要に応じて安定剤、色調調整剤、帯電防止剤を添加しても良い。
偏光板は、ヨウ素で染色されたポリビニルアルコール系フィルム等からなる偏光子の両側を2枚の偏光子保護フィルムで挟んだ構成であり、前記2枚の偏光子保護フィルムのうち少なくとも一方が、熱収縮率の傾きの絶対値が特定範囲のポリエステルフィルムであることが好ましい。また、一実施形態において、偏光板は、偏光子の一方の面に偏光子保護フィルムが積層された構成であることが好ましい。偏光子と偏光子保護フィルムは接着剤を介して積層され、通常、70℃~120℃の範囲で10分~60分ほど熱処理して偏光板が得られる。
液晶表示装置では、上記特定のポリエステルフィルムが、一対の偏光板の両方の偏光子保護フィルムとして使用されることが好ましい。一対の偏光板とは、液晶に対して入射光側に配置される偏光板と液晶に対して出射光側に配置される偏光板との組み合わせを意味する。即ち、当該ポリエステルフィルムは、入射光側の偏光板と出射光側の偏光板の両方の偏光板に用いられることが好ましい。当該ポリエステルフィルムは、各偏光板を構成する偏光子の少なくとも一方の面に積層されていれば良い。
一般に、液晶表示装置は、バックライト光源に対向する側から画像を表示する側(視認側又は出射光側)に向かう順に、後面モジュール、液晶セル及び前面モジュールから構成されている。後面モジュール及び前面モジュールは、一般に、透明基板と、その液晶セル側表面に形成された透明導電膜と、その反対側に配置された偏光板とから構成されている。ここで、偏光板は、後面モジュールでは、バックライト光源に対向する側に配置され、前面モジュールでは、画像を表示する側(視認側又は出射光側)に配置されている。
液晶表示装置は少なくとも、バックライト光源、2つの偏光板、及び2つの偏光板の間に配された液晶セルを構成部材として含む。本発明の液晶表示装置は、これら以外の他の構成部材、例えば、カラーフィルター、レンズフィルム、拡散シート、反射防止フィルム等を適宜有しても構わない。
(1)熱収縮率とその傾き
スリットロールの各切り出し部から切り出されたポリエステルフィルムを一辺21cmの正方形状に切り出し、23℃、65%RHの雰囲気で2時間以上放置した。このポリエステルフィルムの中央を中心とする直径80mmの円を描き、二次元画像測定機(MIT
UTOYO製QUICK IMAGE)を使用して、フィルムの流れ方向を0度として5間隔で直径を測定した。ここで、フイルム流れ方向を0度として、フィルム上面において時計回り(右回り)を正の角度、反時計回り(左回り)を負の角度と設定した。直径を測定したため、-90度~85度の範囲の測定で、全方向について測定された。次いで、このポリエステルフィルムを85℃で30分間、水中で加熱処理した後、フィルム表面に付着した水分を拭き取り、風乾してから23℃、65%RHの雰囲気中で2時間以上放置した。その後、上記と同様に円の直径を5度間隔で測定した。熱処理前の直径をLo、熱処理後の同方向の直径をLとし、下記の式に従って、各方向の熱収縮率を求めた。
全方向での熱収縮率のうち最大となる値を最大熱収縮率とする。各スリットロール(L、C、R)についてフィルム幅方向に3点サンプリング(中央、両端部の3点)して同様の評価を行い、3つの最大熱収縮率の平均値を熱収縮率の最大値として表1に記載した。なお、今回の実施例ではいずれのスリットロールも中央と両端部の3点とも最大熱収縮率は5%以下であった。
全方向の熱収縮率を求めた結果から、熱収縮率の傾きを次の通り測定した。得られた測定値(-90度~85度)を図2のように横軸を角度、縦軸をその角度に対応する熱収縮率としてプロットし、-180度~-95度、90度~175度の値を補間した。(-9
0度の熱収縮率が90度の熱収縮率に対応し、0度の熱収縮率が-180度の熱収縮率に対応する。) 次に、プロットを結ぶ近似曲線を引き熱収縮率が最大となる方向を精度1度で読み取り、αと定義した。但し、-90度≦α≦90度である。
熱収縮率が最大となる方向αが-45度~45度の範囲にある場合には、その値を熱収縮率の傾きとした。また、熱収縮率が最大となる方向αが45度以上及び-45度以下の場合には、フィルム流れ方向ではなく、フィルム幅方向を基準に傾いていると解し、α-90度(αが45度以上の場合)、90度+α(αが-45度以下の場合)を熱収縮率の傾きとした。以上の測定を各スリットロール(L、C、R)についてフィルム幅方向に3点サンプリング(中央、両端部の3点)して同様に行い、3つの熱収縮率の傾きの絶対値の平均を熱収縮率の傾きとして表1に記載した。尚、今回の実施例では、中央と両端部の3点とも熱収縮率の傾きの絶対値が15度以下となっていた。
PVAフィルムからなる偏光子の片側に、トリアセチルセルロースフィルム(富士フイル
ム(株)社製、厚み80μm)を張り合わせ、もう一方の面に後述する方法で作製したポリエステルフィルムを貼り合せた。張り合わせには接着剤を使用しオーブンで85℃30分間加熱処理をして、偏光板を製造した。なお、偏光子の偏光軸と、ポリエステルフィルムの主配向軸が互いに垂直になるように貼り合せた。こうして得られた2枚の偏光板を、クロスニコルに配置した。この際、2枚の偏光板を、それぞれのポリエステルフィルムが偏光子よりも外側に位置するように配置した。そして、日本分光製分光光度計V7100を用いて、当該2枚の偏光板を透過する550nm~600nmの波長の光の最大光線透過率を測定した。測定結果について、下記の通り評価した。
○ :最大光線透過率が0.02%以下
× :最大光線透過率が0.02%以上
リタデーションとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性(△Nxy=|nx-ny|)とフィルム厚みd(nm)との積(△Nxy×d)で定義されるパラメーターであり、光学的等方性及び異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性(△Nxy)は、以下の方法により求めた。分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)を用いてフィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が長辺となるように4cm×2cmの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率(nx,ny)、及び厚さ方向の屈折率(Nz)をアッベ屈折率計(アタゴ社製、NAR-4T、測定波長589nm)を用いて測定し、前記二軸の屈折率の差の絶対値(|nx-ny|)を屈折率の異方性(△Nxy)とした。フィルムの厚みd(nm)は電気マイクロメータ(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定し、単位をnmに換算した。屈折率の異方性(△Nxy)とフィルムの厚みd(nm)の積(△Nxy×d)より、リタデーション(Re)を求めた。
|ny-nz|/|ny-nx|で得られる値をNz係数とした。ただし、ny>nxとなるように、ny及びnxの値を選択した。
(nx+ny)/2-nzで得られる値を面配向度(△P)とした。
厚さ方向リタデーションとは、フィルム厚さ方向断面から見たときの2つの複屈折△Nxz(=|nx-nz|)、△Nyz(=|ny-nz|)にそれぞれフィルム厚さdを掛けて得られるリタデーションの平均を示すパラメーターである。リタデーションの測定と同様の方法でnx、ny、nzとフィルム厚みd(nm)を求め、(△Nxz×d)と(△Nyz×d)との平均値を算出して厚さ方向リタデーション(Rth)を求めた。
PVAとヨウ素からなる偏光子の片側に後述する方法で作成したポリエステルフィルムを偏光子の偏光軸とポリエステルフィルムの配向主軸が垂直になるように貼り付け、その反対側の面にTACフィルム(富士フィルム(株)社製、厚み80μm)を貼り付けて偏光板を作成した。得られた偏光板を液晶を挟んで両側に一枚ずつ、各偏光板がクロスニコルの関係になるよう配置して液晶表示装置を作製した。各偏光板は、前記ポリエステルフィルムが液晶とは反対側(遠位)となるように配置された。液晶表示装置の光源には、青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子からなる白色LEDを光源(日亜化学、NSPW500CS)に用いた。このような液晶表示装置の正面、及び斜め方向から目視観察し、虹斑の発生有無について、以下のように判定した。
A: いずれの方向からも虹斑の発生無し。
A’:斜め方向から観察したときに、角度によって極薄い虹斑が観察される。
B: 斜め方向から観察したときに、角度によって薄い虹斑が観察される。
C: 斜め方向から観察したときに、虹斑が観察される。
D: 正面方向及び斜め方向から観察したときに、虹斑が観察される。
東洋精機製作所製エレメンドルフ引裂試験機を用いて、JIS P-8116に従い、各フィルムの引裂き強度を測定した。引裂き方向はフィルムの配向主軸方向と平行となるように行ない、以下のように判定した。なお、配向主軸方向の測定は分子配向計(王子計測器株式会社製、MOA-6004型分子配向計)で測定した。
×:引裂き強度が50mN未満
エステル化反応缶を昇温し200℃に到達した時点で、テレフタル酸を86.4質量部及びエチレングリコール64.6質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチモンを0.017質量部、酢酸マグネシウム4水和物を0.064質量部、トリエチルアミン0.16質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行いゲージ圧0.34MPa、240℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0.014質量部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル0.012質量部を添加した。次いで15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、15分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反応を行った。
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジノン-4-オン)10質量部、粒子を含有しないPET(A)(固有粘度が0.62dl/g)90質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有するポリエチレンテレフタレート樹脂(B)を得た。(以後、PET(B)と略す。)
常法によりエステル交換反応及び重縮合反応を行って、ジカルボン酸成分として(ジカルボン酸成分全体に対して)テレフタル酸46モル%、イソフタル酸46モル%及び5-スルホナトイソフタル酸ナトリウム8モル%、グリコール成分として(グリコール成分全体に対して)エチレングリコール50モル%及びネオペンチルグリコール50モル%の組成の水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂を調製した。次いで、水51.4質量部、イソプロピルアルコール38質量部、n-ブチルセルソルブ5質量部、ノニオン系界面活性剤0.06質量部を混合した後、加熱撹拌し、77℃に達したら、上記水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂5質量部を加え、樹脂の固まりが無くなるまで撹拌し続けた後、樹脂水分散液を常温まで冷却して、固形分濃度5.0質量%の均一な水分散性共重合ポリエステル樹脂液を得た。さらに、凝集体シリカ粒子(富士シリシア(株)社製、サイリシア310)3質量部を水50質量部に分散させた後、上記水分散性共重合ポリエステル樹脂液99.46質量部にサイリシア310の水分散液0.54質量部を加えて、撹拌しながら水20質量部を加えて、接着性改質塗布液を得た。
基材フィルム中間層用原料として粒子を含有しないPET(A)樹脂ペレット90質量部と紫外線吸収剤を含有したPET(B)樹脂ペレット10質量部を135℃で6時間減圧乾燥(1Torr)した後、押出機2(中間層II層用)に供給し、また、PET(A)を常法により乾燥して押出機1(外層I層及び外層III用)にそれぞれ供給し、285℃で溶解した。この2種のポリマーを、それぞれステンレス焼結体の濾材(公称濾過精度10μm粒子95%カット)で濾過し、2種3層合流ブロックにて、積層し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この時、I層、II層、
III層の厚さの比は10:80:10となるように各押し出し機の吐出量を調整した。
未延伸フィルムの厚みを変更することにより、厚み約100μmとすること以外は偏光子保護フィルム1と同様にして一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
熱固定後にシェア刃でカットしなかったこと以外は偏光子保護フィルム1と同様にして一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、加熱されたロール群及び赤外線ヒーターを用いて105℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に2倍延伸した後、偏光子保護フィルム1と同様の方法で幅方向に4.0倍延伸し、その後、140℃まで冷却したフィルムをシェア刃で両端部から2%の位置で切断し、0.65kg/mm2の張力で巻き取り、未延伸フィルムの厚みを調整することによりフィルム厚み約50μmの二軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
フィルムをクリップから分離する方法として、シェア刃でカットする方法からクリップを開放する方法に変更したこと以外は偏光子保護フィルム1と同様にして一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法で、走行方向に1.0倍、幅方向に3.5倍延伸して、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、未延伸フィルムの厚みを変更し、横延伸倍率を3.8倍、延伸温度を135℃として、厚み約100μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、横延伸倍率を3.8倍、延伸温度を135
℃として、厚み約50μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
熱固定後にシェア刃でカットしなかったこと以外は偏光子保護フィルム8と同様にして一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法を用い、横延伸倍率を4.2倍、延伸温度を135℃として、厚み約50μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
シェア刃で切断後の巻き取り張力を0.2kg/mm2とした以外は偏光子保護フィルム10と同様にして一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
熱固定後にシェア刃でカットしなかったこと以外は偏光子保護フィルム10と同様にして一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム4と同様の方法で、走行方向に1.8倍、幅方向に2.0倍延伸し、また、シェア刃で切断後の巻き取り張力を0.2kg/mm2としたフィルム厚み約275μmの二軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、90℃~70℃の温度区間で流れ方向に0.2%クリップ間隔を狭めて、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、90℃~70℃の温度区間で流れ方向に0.1%クリップ間隔を狭めて、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、110℃~70℃の温度区間で流れ方向に0.2%クリップ間隔を狭めて、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、150℃~100℃の温度区間で流れ方向に0.4%クリップ間隔を狭めて、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、単位幅あたりに-55℃/mの温度設定で冷却し、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、単位幅あたりに-35℃/mの温度設定で冷却し、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
偏光子保護フィルム1と同様の方法により作製された未延伸フィルムを、テンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に3.5倍延伸し、次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、30秒間で処理し、単位幅あたりに-120℃/mの温度設定で冷却し、フィルム厚み約75μmの一軸配向PETフィルムからなる3本のスリットロール(L,C,R)を得た。
13以下に制御することによって、より効果的に虹斑の発生を抑制することが可能であることが示された。
Claims (7)
- フィルム流れ方向又は幅方向に対する熱収縮率(85℃、30分間水中で加熱処理したときの熱収縮率)が最大となる方向の傾きの絶対値が15度以下であり、
5度間隔で360度測定したときの熱収縮率の最大値と最小値の差が0.1%を超えるポリエステルフィルムを有する偏光子保護フィルム。 - 前記熱収縮率の最大値が1%以下である、請求項1に記載の偏光子保護フィルム。
- 前記ポリエステルフィルムのリタデーションが4000nm以上30000nm以下であり、Nz係数が1.7以下であり、面配向度が0.104を超え0.130以下である、請求項1に記載の偏光子保護フィルム。
- 前記ポリエスエルフィルムの面配向度が0.117以上である、請求項3に記載の偏光子保護フィルム。
- 前記ポリエステルフィルムの少なくとも片面に易接着層を有する、請求項1に記載の偏光子保護フィルム。
- 請求項1~5のいずれかに記載の偏光子保護フィルムと偏光子を含む偏光板。
- 請求項6に記載の偏光板を含む液晶表示装置。
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