(57)【要約】【課題】耐久性を低下させることなく、染色性を改善したノルボルネン系樹脂フィルムの着色フィルム、及び、それを保護フィルムに用いたカラー偏光板を提供する。【解決手段】ノルボルネン系樹脂フィルムが分散染料により染色されてなる着色フィルム。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノルボルネン系樹脂フィルムが分散染料により染色されてなることを特徴とする着色フィルム。
【請求項２】
請求項１記載の着色フィルムが保護フィルムに用いられてなることを特徴とするカラー偏光板。
【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（ＬＣＤ）などのカラー表示装置の構成部材、ラベル、ステッカー、写真製版などの印刷、装飾部材として利用される着色フィルム、及び、それを用いたカラー偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー偏光板には、大別すると偏光子によるカラー化、保護フィルムによるカラー化の手法が存在し、前者は無彩色の背景から赤、青などの着色状態が表示され、後者は赤、青などの着色背景から黒が表示される。
これらは用途により使い分けられている。後者の保護フィルムによるカラー化は染料をドープした樹脂溶液をキャスト製膜する方法、製膜後のフィルムを染色する方法、製膜後のフィルムに染料をコーティングする方法などで保護フィルムを着色していた。従来より、保護フィルムには、透明性や、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）製偏光子との接着性の点から、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が用いられていた。
【０００３】
近年、ＬＣＤは車載用や携帯情報機器用として用いられることが多くなり、高温および高温多湿環境下における信頼性が強く要望されている。
しかし、ＴＡＣを用いた偏光板は耐湿熱試験を行うと、容易に偏光性能が低下するという問題があった。
この問題点を解決するためにＴＡＣの代わりにノルボルネン系樹脂を用いることが提案されている。確かに熱可塑性飽和ノルボルネン樹脂を用いると、得られた偏光板の耐湿熱性は改善されるが、着色フィルムを作製することが困難になるという問題点があった。
【０００４】
偏光子と保護フィルムとの接着層に染料を加えるという提案も出されているが、接着強度が低下することや、濃い色を出そうとした場合、接着層が厚くなってしまうなどの問題があり実用的でない。
ノルボルネン系樹脂を用いた着色フィルムの作製方法としては、例えば、マスターバッチ製膜着色法、コーティング着色法、染色着色法などが挙げられる。
【０００５】
上記マスターバッチ製膜着色法は、染料、顔料、着色剤等を練り込んだ樹脂配合物を溶融押出成形などで製膜して着色フィルムを得る方法である。
ノルボルネン系樹脂は溶融するために成形温度を高温にする必要がある。このため染料、顔料、着色剤などが熱分解して所望の色が得られないことや、これらの分解物による「ブツ」や「ダイライン」などが発生し、厳しい外観品質が求められる光学フィルムとして使用できないという問題があった。
【０００６】
上記コーティング着色法は、染料、顔料、着色剤等を添加した樹脂配合物をフィルム上に塗工して着色フィルムを得る方法である。この方法ではグラビアコーティング、ロールコーティング、スクリーン印刷等により着色がなされる。
しかし、フィルムの膜厚が厚くなること、コーティング膜でフィルムがカールすることなどの問題が生じる。
また、上記染色着色法の場合、加圧高温染色ではフィルムが高温で浸漬処理されるため変形しやすく、溶剤染色では溶剤との接触によりフィルムの変形やクラックの発生などの問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、耐久性を低下させることなく、染色性を改善したノルボルネン系樹脂フィルムの着色フィルム、及び、それを保護フィルムに用いたカラー偏光板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の着色フィルムは、ノルボルネン系樹脂フィルムが分散染料により染色されてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のカラー偏光板は、請求項１記載の着色フィルムが保護フィルムに用いられてなることを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられるノルボルネン系樹脂フィルムは、透明性、耐熱性が共に高い方が好ましい。透明性は光線透過率で８８％以上が好ましく、より好ましくは９０％以上である。光線透過率が８８％未満であると液晶ディスプレイに搭載したときに、輝度が上昇しないためである。
また、耐熱性はガラス転移温度で１２０℃以上が好ましく、より好ましくは１３０℃以上である。ガラス転移温度が１２０℃未満であると偏光板の耐熱試験を行うと寸法変化が大きくなり、液晶セルの反りや剥がれを引き起こす。
一方、ガラス転移温度が２００℃を超えると成形が困難になることがある。
【００１１】
また、光弾性係数は１．０×１０−１１  Ｐａ以下が好ましく、より好ましくは０．５×１０−１１  Ｐａ以下である。光弾性係数が１．０×１０−１１  Ｐａを超えるものを用いた偏光板の耐熱試験を行うと、ＬＣＤに搭載して黒状態を表示すると周囲が額縁状に光漏れする白抜けが発生する。
【００１２】
上記ノルボルネン系樹脂としては、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂が好ましく、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環（共）重合体を水素添加した樹脂、ノルボルネン系モノマーを付加重合させた樹脂、ノルボルネン系モノマーとエチレンやα―オレフィンなどのオレフィン系モノマーと付加共重合させた樹脂などを挙げることができる。これらの樹脂は公知であり商業的に入手可能である。
【００１３】
上記ノルボルネン系樹脂は、分子中に極性基を持っているものが好ましく、極性基としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシル基、水酸基、エステル基、アルコキシ基、アミノ基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原子アルコキシカルボニル基、ピリジル基、無水酸基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の炭素、水素以外の元素を含有する基、いわゆる極性基を有する置換体等が例示される。
【００１４】
このような極性基を有するノルボルネン系樹脂は、例えば、特開平１−２４０５１７号公報に記載されており、商業的に入手できるものとして、例えば、ジェイエスアール社製「アートンＧ」等が挙げられる。
【００１５】
上記ノルボルネン系樹脂の原料に用いられるノルボルネン系モノマーは、ノルボルネン環を有するものであれば、特に限定されないが、耐熱性、低線膨張率等に優れた成形品が得られることから、三環体以上の多環ノルボルネン系単量体を用いることが好ましい。
【００１６】
ノルボルネン系モノマーの具体例としては、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環体；ジシクロペンタジエン、ジヒドロキシペンタジエン等の三環体；テトラシクロドデセン等の四環体；シクロペンタジエン三量体等の五環体；テトラシクロペンタジエン等の七環体；これらのメチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等の置換体；さらにこれらのエステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原子アルコキシカルボニル基、ピリジル基、水酸基、カルボン酸基、アミノ基、無水酸基、シリル基、エポキシ基、アクリル基、メタクリル基等の炭素、水素以外の元素を含有する基、いわゆる極性基を有する置換体等が例示される。
【００１７】
これらのモノマーは、単独で、又は複数種を組み合わせて用いられる。
中でも、入手が容易であり、反応性に優れ、得られる樹脂成形品の耐熱性が優れる点からは、三環体、四環体及び五環体のモノマーが好ましい。
【００１８】
本発明の着色フィルムは、上記ノルボルネン系樹脂フィルムを染色することにより得られる。染料には直接染料、酸性染料、塩基性染料、建染染料、分散染料など種々のものがあるが、ノルボルネン系樹脂フィルムを染色するには分散染料が好適に用いられる。
【００１９】
加圧高温染色で染色する場合は処理温度が１２０〜１３０℃程度と高いため、アゾ系、アントラキノン系、ジフェニルアミン系などの分散染料の中から高温に耐える染料が選ばれる。ノルボルネン系樹脂フィルムのうち、ガラス転移温度が１５０℃以下のものは加圧高温染色を行うとフィルムが熱変形しやすいので、常圧染色が好ましい。常圧染色では処理温度が１００℃以下であるため、加圧高温染色で使えない染料も使用でき、分散染料の使用範囲が大幅に拡大される。さらにフィルムの熱変形も起こらないため好ましい。
【００２０】
また、上記分散染料は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。分散染料を含む染色浴の媒質としては水が好ましく、ノルボルネン樹脂フィルムを傷めない範囲で有機溶剤と混合してもよい。
ノルボルネン樹脂フィルムを傷めない有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類が挙げられる。
【００２１】
染色浴における分散染料の濃度は、３〜３０ｇ／Ｌが好ましく、より好ましくは３〜２０ｇ／Ｌである。染色浴には、必要に応じて、均染剤、促染剤、紫外線吸収剤などを添加することができる。
また、染色浴の温度は、８０〜１３０℃が好ましく、より好ましくは９５〜９９℃である。染色操作については、染色浴を１回通過させても、複数回通過させても構わない。
【００２２】
本発明における着色フィルム原反の製法は、特に限定されないが、溶液キャスト法、溶融押出法など、公知の方法を用いて得ることができる。
着色フィルムの厚みは、通常５〜２００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは２０〜８０μｍである。
着色フィルムの厚みが５μ未満では強度が低下するだけでなく、得られる偏光板が割れやすくなり、耐久試験を行うと反りが大きくなるなどの問題がある。
反対に厚みが２００μｍを超えると透明性が低下するという問題がある。
【００２３】
本発明における保護フィルムとは、偏光子の保護膜としての機能を有するフィルムであり、偏光子の片面もしくは両面に接着して使用される。
本発明のカラー偏光板は、上記着色フィルムを保護フィルムとして偏光子に積層したものであり、上記着色フィルムは少なくとも偏光子の片面に１枚使用されていればよいが、耐久性を考慮すると両面に使用されていることが好ましい。
上記着色フィルムを偏光子の片面に１枚積層する場合は、もう一方の面には無色透明の保護フィルムを使用することができる。
【００２４】
本発明における偏光子とは、偏光子の機能を有するＰＶＡ製フィルム又はシートをいい、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、ＰＶＡ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・染料系偏光子、ＰＶＡフィルムにヨウ素を吸着させ延伸してポリエン構造としたＰＶＡ・ポリエン系偏光子などが用いられる。
【００２５】
上記保護フィルムには、必要に応じて、フェノール系、リン系などの老化防止剤；フェノール系等の熱劣化防止剤；アミン等の耐電防止剤；脂肪族アルコールのエステル、多価アルコールの部分エステル及び部分エーテル等の滑剤；ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤など各種添加剤が添加されてもよい。
【００２６】
また、上記保護フィルムには接着強度を調整するため、接着する前に表面処理を施してもよい。表面処理としては、例えば、プライマー塗布、コロナ放電処理、紫外線照射処理などが挙げられる。
【００２７】
上記偏光子と保護フィルムとを接着するための接着剤は、上記接着強度を発現し耐久信頼性の高い接着剤又は粘着剤であれば、特に限定されることはないが、接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤、アクリル系接着剤、熱硬化型アクリル粘着剤、ウレタン系接着剤、水性高分子−イソシアネート系接着剤、湿気硬化型ウレタン接着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート型などの嫌気性接着剤、シアノアクリレート系の瞬間接着剤、アクリレートとペルオキシド系の２液型瞬間接着剤、エポキシ系接着剤などが用いられる。また、粘着剤としては、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが用いられる。
【００２８】
上記偏光子と保護フィルムとの間の接着層の厚みは、０．０１〜５０μｍが好ましく、より好ましくは０．０５〜４０μｍである。
接着層の厚みが０．０１μｍ未満であると、リワーク作業時に偏光板が破断しやすくなる問題がある。また、５０μｍを超えると偏光板の耐湿試験において偏光板が褪色しやすい問題がある。
【００２９】
上記接着層の形成方法は、公知の技術（グラビアコーター、マイクログラビアコーターなど）で塗布することができ、ウェットラミネーション又はドライラミネーションのいずれの方法を用いても構わない。
【００３０】
本発明の偏光板は、その片面又は両面に粘着層を設けることができる。
この粘着層は液晶セル又は位相差フィルムなどの他の光学部材に貼り付けるためのものである。用いられる粘着剤は耐熱性、耐湿性を有すれば、特に限定されるものでないが、一般的にアクリル系粘着剤が好適に用いられる。
粘着層の厚みは５〜５０μｍが好ましく、より好ましくは７〜４０μｍである。厚みが５μｍ未満であると耐湿試験で剥がれが起きやすく、５０μｍを超えると再剥離性が悪くなる。この粘着層は液晶セルに貼り付けられるまでは、離型層を有するポリエチレンテレフタレートフィルムなどで、仮止めされて保管することが好ましい。
【００３１】
（作用）
ノルボルネン系樹脂フィルムはＴＡＣに比べて、透湿性、光弾性係数が低く、該樹脂フィルムから得られる偏光板は優れた耐久性を示す。
ところが、カラー偏光板の保護フィルム用に着色フィルムを得ることが困難であった。本発明では、特にノルボルネン系樹脂を使用し、分散染料により染色することによって、耐久性を低下させることなく、染色性を改善したフィルムを得ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
（ａ）偏光子の作製
鹸化度９９モル％、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０．５ｗｔ％及びヨウ化カリウム５ｗｔ％からなる水溶液に浸漬し二色性色素を吸着させた後、さらにホウ酸１０ｗｔ％、ヨウ化カリウム１０ｗｔ％からなる５０℃の水溶液で５分間架橋処理を行い、偏光子を得た。
【００３３】
（ｂ）保護フィルムの準備
・ノルボルネン系樹脂フィルム
Ｔダイを取り付けた１軸押出機を用いてノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ社製、商品名「ＡＲＴＯＮ  Ｇ」）を溶融押出製膜し、厚み５０μｍのノルボルネン系樹脂フィルムを得た。
【００３４】
・ＴＡＣフィルム
８０μｍの厚みを有する市販のＴＡＣフィルム（富士写真フィルム社製、商品名「フジタッククリアー」）を使用した。
【００３５】
（実施例１）
ノルボルネン系樹脂フィルムを２ｇ／Ｌの非イオン界面活性剤を含む温度６０℃の温水中に１分間浸漬して、フィルムの両面を予備洗浄した後、付着した水分を乾燥した。別途、赤色の分散染料〔住化ケムテックス社製「Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｒｅｄ  Ｓ−ＲＰＤ（Ｎ）〕９ｇ、均染剤（ＢＡＳＦ社製「ユニペロールＷ」）１ｇ及び促染剤（日華化学社製「ＣＬ−５１１」）５ｇを１Ｌの水中に分散させ、得られた分散液を９５℃に加熱し、均一濃度の定温染色浴を調製した。次いで、上記予備洗浄したフィルムをこの染色浴に１０分間浸漬した後、フィルム両面に付着した染色液を拭き取り、さらに６０℃に加熱した蒸留水で表面に過剰に付着した染色液を洗浄し、９０℃で乾燥して、赤色を呈する着色フィルムを得た。
【００３６】
（実施例２）
赤色の分散染料に代えて、青色の分散染料（住化ケムテックス社製「Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ  Ｂｌｕｅ  Ｓ−３ＲＦ）を８ｇ／Ｌで分散させた染色浴を用いたこと以外は、実施例１と同様に染色して青色を呈する着色フィルムを得た。
【００３７】
（実施例３）
赤色の分散染料に代えて、青色の分散染料（住化ケムテックス社製「Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ  Ｂｌｕｅ  Ｅ−ＧＲＬ）を８ｇ／Ｌ、及び、黄色の分散染料（住化ケムテックス社製「Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＳＥ−５Ｇ）を４ｇ／Ｌで分散させた染色浴を用いたこと以外は、実施例１と同様に染色して緑色を呈する着色フィルムを得た。
【００３８】
（比較例）
ノルボルネン系樹脂フィルムに代えてＴＡＣフィルムを使用したこと以外は、実施例１と同様に染色して赤色を呈する着色フィルムを得た。
【００３９】
〔着色フィルムの着色性評価〕
上記実施例及び比較例で得られた着色フィルムにつき、目視により着色性の評価を行い、その結果を表１に示した。
【００４０】
〔偏光板の作製〕
上記実施例及び比較例で得られた着色フィルムを保護フィルムとして使用し、蒸留水を用いた接触角が５１度となるように予めコロナ放電処理を行った。
次いで、そのコロナ放電処理面に２液型水性ウレタン接着剤〔東洋モートン社製「ＥＬ−４３６Ａ」及び「ＥＬ−４３６Ｂ」の１０：３（重量比）配合物、固形分濃度１０％〕をメイヤーバーコーター＃８で塗工した後、偏光子の両面にウェットラミし、４５℃の恒温槽に７２時間放置して養生を行いカラー偏光板を得た。
【００４１】
〔偏光板の耐久性評価〕
上記で得られた偏光板をサイズ５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に打ち抜いた評価サンプルを、６０℃、９５％ＲＨの条件下で１０００Ｈｒ放置し、耐久性評価を行った。耐久性評価試験後のサンプルを目視により、色の変化を観察し、色変化の小さいものは○、色変化の大きいものは×で表１に示した。
【００４２】
【表１】
2004151264.tif 000002
【００４３】
【発明の効果】
本発明の着色フィルムは、上述の構成であり、耐湿熱性等の耐久性に優れたノルボルネン系樹脂フィルムを得ることが可能となった。
従って、本発明のカラー偏光板は、上記着色フィルムを保護フィルムとして使用するので耐久性に優れる。