(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体の芳香環を少なくとも３０％水素添加してなる重合体より選択される少なくとも１種の環状オレフィン系重合体より形成され、透湿度が５ｇ／ｍ2・２４ｈｒ〜５０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ、光線透過率が９０．０％以上のフィルムよりなる偏光板用保護膜。
【請求項２】
前記環状オレフィン系重合体が、実質的に無配向であることを特徴とする請求項１に記載の偏光板用保護膜。
【請求項３】
ヨウ素又は二色性染料とポリビニルアルコール系フィルムとからなる偏光素子の少なくとも片面に、請求項１または２に記載の保護膜が貼り合わされてなる偏光板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は偏光板用保護膜及びそれを用いてなる偏光板に関する。さらに詳しくは、環状オレフィン系重合体を用いる特定の物性を有する偏光板用保護膜及びそれを用いてなる偏光板に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
ポリビニルアルコール−ヨウ素系からなる偏光素子の保護膜としてセルローストリアセテートフィルムが多用されてきた。しかし屋外用等耐湿性が特に要求される分野では、セルローストリアセテートフィルムでは吸水率や透湿度が大きいため不適当であり、それに代わるフィルムが要望されていた。
【０００３】
そこで、低吸水性、防湿性、低複屈折等の特徴を有する環状ポリオレフィンフィルムが提案されている（特開平６−５１１１７号公報、特開平７−７７６０８号公報、特開平１１−１４２６４５号公報参照）。
【０００４】
しかし上記で提案されている環状ポリオレフィンフィルムを偏光板の保護膜として使用した場合、防湿性が良好であるので偏光板の前面および背面からの水分の浸入は防止できるが、偏光板の側面などから偏光素子に浸入した水分を放出しにくい。そのため、偏光板に曇りを生じたり保護膜と偏光素子の間に剥離を生じたりする場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記欠点を解消し、且つ保護膜に要求される透明性、紫外線遮断性、耐光性、耐熱性、無配向、表面硬度、偏光素子との接着性等の諸性能を備えた保護膜を提供することを目的とする。
また、本発明は、初期性能と耐湿性、耐熱性等の耐久性に優れた偏光板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体の芳香環を少なくとも３０％水素添加してなる重合体より選択される少なくとも１種の環状オレフィン系重合体より形成され、透湿度が５ｇ／ｍ2・２４ｈｒ〜５０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ、光線透過率が９０．０％以上のフィルムよりなる偏光板用保護膜を提供する。
【０００７】
また本発明は、特定の偏光素子と前記の保護膜とからなる偏光板を提供する。
【０００８】
【発明の実施の具体的形態】
本発明は、偏光板用保護膜として有用なフィルムに関するものである。本発明に係わるフィルムの透湿度は５．０ｇ／ｍ2 ・２４ｈｒ〜５０ｇ／ｍ2 ・２４ｈｒ、好ましくは７ｇ／ｍ2 ・２４ｈｒ〜３０ｇ／ｍ2 ・２４ｈｒ、さらに好ましくは１０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ〜２０ｇ ／ｍ2 ・２４ｈｒである。
保護膜の透湿度が大きすぎても小さすぎても、偏光板の耐湿性が低下する傾向がある。
【０００９】
本発明のフィルムの光線透過率は９０．０％以上、好ましくは９１．０％以上、さらに好ましくは９１．５％以上である。光線透過率が小さいと偏光板の単体光線透過率が低下する傾向にある。
【００１０】
耐光性は、例えばフェードメーターで５００時間以上、好ましくは７５０時間以上、さらに好ましくは１０００時間以上で機械的強度の劣化や着色等の変化が実質上大幅に起こらないものであればよい。
【００１１】
耐熱性は、例えば軟化温度が７０℃以上、好ましくは７５℃以上、さらに好ましくは８０℃以上であればよい。
【００１２】
保護膜は実質的に無配向であることが好ましい。「実質的に無配向」とは、延伸工程等積極的に分子配向させる工程を経ていないことを意味する。もしも配向していれば、偏光素子と貼り合わせるとき、偏光素子の配向方向と寸分の狂いもなく合わせなければならないからである。
【００１３】
保護膜の厚さは片面で、通常１０〜１５０μｍ、好ましくは１５〜１００μｍ、さらに好ましくは２０〜８０μｍである。保護膜を両面に有する場合には、合計で該膜厚の２倍の厚さの範囲が例示される。厚さが薄すぎる場合は取り扱いにくく、また透湿度の確保が難しくなる傾向にあり、厚すぎる場合はコストがかさみ、また耐折度が低下する傾向にある。
【００１４】
本発明に用いる偏光素子は特に限定するものではなく、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等からなるフィルムに、ヨウ素又は二色性染料を吸着配向させて偏光性能を持たせたものが例示できる。とりわけ、ポリビニルアルコール−ヨウ素系またはポリビニルアルコール−二色性染料系からなる偏光素子が、初期性能の点からはより好ましい。
【００１５】
二色性染料としては、アゾ系、アントラキノン系、テトラジン系の二色性染料が例示できる。
【００１６】
本発明の保護膜と偏光素子とを接着するのに用いる接着剤は特に限定するものではなく、例えば、ポリビニルアルコール系、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系の接着剤あるいはそれらに硬化剤を添加したものが例示できる。
【００１７】
本発明の保護膜は、好ましくは紫外線透過率が１０％以下である、耐光性に優れた偏光板用保護膜である。偏光素子への耐光性の付与、及び液晶の紫外線による劣化を防止するために、保護膜には紫外線吸収性能を持たせるのが望ましい。  そのためには、保護膜に紫外線吸収剤を添加すればよい。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の公知のものでよいが、より効果を高めるために、その紫外線吸収波長に基づいて少なくとも２種類の混合物を使用するのがより望ましい。偏光素子への耐光性の付与、及び液晶の劣化を防止するためには、保護膜の紫外線透過率が１０％以下、好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。
【００１８】
このようにして、液晶の紫外線による劣化を防止すると共に、偏光板の耐光試験後の偏光度保持率が９５％以上、通常９９％以上となる。
【００１９】
また、本発明は、特定の偏光素子と保護膜とからなる偏光板にも関するものである。
【００２０】
偏光素子はポリビニルアルコール−ヨウ素系又はポリビニルアルコール−二色性染料系からなるものであり、保護膜は前記したものである。
【００２１】
偏光素子は、ポリビニルアルコールもしくはその誘導体からなるフィルムをヨウ素の水溶液に浸漬してヨウ素を吸着させた後、ホウ酸水中で１軸延伸配向することにより製造される。あるいは、ポリビニルアルコールもしくはその誘導体からなるフィルムを１軸延伸配向した後、ヨウ素を吸着させ、ホウ酸水処理することからも得られる。ヨウ素の代わりに二色性染料を用いた偏光素子も同様にして製造される。
【００２２】
保護膜と偏光素子とを接着するのに用いる接着剤は特に限定するものではなく、例えばポリビニルアルコール系、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系等の接着剤あるいはそれらに硬化剤を添加したものが例示できる。とりわけ水溶液系、エマルジョン系のものが耐久性の点からはより好ましい。
【００２３】
このようにして初期性能が、単体透過率が４２．０％以上、偏光度が９９．９％以上あり、耐久性が、耐湿試験後、耐熱試験後、及び耐光試験後の偏光度保持率がいずれも９５％以上、通常９９％以上あり、初期性能、耐久性共に優れた偏光板が容易に得られる。なお偏光素子の製造条件を変えることにより、初期性能の偏光度を９０％位の汎用のものから９９．９％以上の高偏光度のものまで、使用分野に応じて、適宜製造しても構わないことはいうまでもない。
【００２４】
上記のような優れた性質を有する保護膜は、ビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体の芳香環を少なくとも３０％水素添加してなる重合体より選択される少なくとも１種の環状オレフィン系重合体から形成される。
【００２５】
ビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体
ビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体の単量体としてのビニル芳香族炭化水素系化合物とは、ビニル基またはα−アルキル置換ビニル基に、芳香族炭化水素置換基が結合した化合物である。
【００２６】
このような化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−プロピルスチレン、α−イソプロピルスチレン、α−t-ブチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2,4-ジイソプロピルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、4-t-ブチルスチレン、5-t-ブチル-2-メチルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノフロオロスチレン、4-フェニルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等を例示することができる。
【００２７】
上記の化合物は、単独で重合することもできるし、２種以上を組み合わせて共重合することも可能である。
【００２８】
ビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体を得るための重合方法に特に制限はなく、公知のラジカル重合、配位アニオン重合（チーグラー重合）、カチオン重合、アニオン重合などの重合方法が適用できる。
【００２９】
このようにして得られた重合体は、公知の方法で芳香環を水素添加することにより所望のビニル芳香族炭化水素系化合物からなる重合体を得ることができる。水素添加の方法は、従来公知の方法が適用でき、例えば、特開平７−２４７３２１号公報、米国特許５,６１２,４２２号公報等に記載されている方法などを例示できる。重合体中の芳香環の水素添加率（ＮＭＲにより測定）は、３０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは９０％以上である。
【００３０】
本発明に用いられる、前記環状オレフィン系重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリスチレン分子量換算で５,０００〜１,０００,０００、好ましくは１０,０００〜５００,０００、より好ましくは５０,０００〜３００,０００である。また、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ；ＭｎはＧＰＣにより測定した数平均分子量）は、１０以下、好ましくは５．０以下、より好ましくは３．０以下である。
【００３１】
ガラス転移温度（Ｔｇ；ＤＳＣにより測定）は５０〜３００℃、好ましくは６０〜２８０℃、より好ましくは７０〜２５０℃の範囲にある。
なお、ガラス転移温度は、可塑剤を添加することによって調節することができる。前記重合体のガラス転移温度を調整する目的で添加する可塑剤としては、該重合体に添加してガラス転移温度を下げ得る化合物が制限なく全て使用できる。このような化合物としては、流動パラフィン、スピンドル油、ナフテン系油などのプロセスオイル、スクアラン、リモネンのようなテルペン系化合物、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ミリスチル酸、エルカ酸等の高級脂肪酸、前記高級脂肪酸とメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の１価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、２−ブテン−１．４−ジオール等の２価、グリセリン等の３価アルコール、ペンタエリスリトール、ソルビトールのような多価アルコールとのエステル、前記高級脂肪酸とアミンまたはヒドロキシアミンとにより形成されるアミドを例示することができる。
【００３２】
本発明で用いる環状オレフィン系重合体には、必要に応じ、本発明の目的を損なわない範囲内で、他の樹脂、添加剤を配合することができる。この様な樹脂、添加剤としては、ゴム成分、他の樹脂成分、石油樹脂、ワックス、耐熱安定剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、核剤、滑剤、特定波長の光だけを吸収する染料、顔料、天然油、合成油、ワックスまたは透光性の充填剤などがあげられる。
【００３３】
本発明に用いる環状オレフィン系重合体から保護膜を得る方法は、特に限定はなく、例えば押出し法、カレンダー法等熱可塑性を利用した方法でも良いが、異物の除去、偏肉精度等の点から、溶液流延法による製造方法がより望ましい。
【００３４】
流延溶液に用いる溶剤としては、特に限定するものではなく、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の脂肪族炭化水素及びそれらの誘導体、シクロヘキサン、シクロヘキセン、デカリン等の脂環式炭化水素及びそれらの誘導体、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素及びそれらの誘導体等、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロルエタン、トリクロルエタン、テトラクロルエタン等のハロゲン化炭化水素及びそれらの誘導体が例示できる。
【００３５】
溶剤は、１種類でもよいが、溶液粘度や乾燥条件によっては平滑な膜が得にくい場合がある。そのときには、レベリング剤等を溶液に添加するか、あるいは沸点の差が１０℃以上ある少なくとも２種類の混合溶剤を用いることにより、望ましい膜が得られる。
【００３６】
流延溶液には、液晶の紫外線による劣化を防止するために、紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００３７】
保護膜の厚さは通常１０〜１５０μｍ、好ましくは１５〜１００μｍ、さらに好ましくは２０〜８０μｍである。厚さが薄すぎる場合は取り扱いにくく、また透湿度の確保が難しくなる傾向にあり、厚すぎる場合はコストがかさみ、また耐折度の確保が難しくなる傾向にある。
【００３８】
偏光素子との接着性や後述する粘着剤との接着性を向上させるため、保護膜の表面にコロナ放電処理、オゾンの吹き付け、紫外線照射、電子線照射、ガンマー線照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、火炎処理、化学薬品処理、その他公知の表面処理を施してもよい。処理程度は濡れ張力が３０ｄｙｎ／ｃｍ以上、好ましくは４０ｄｙｎ／ｃｍ以上、さらに好ましくは４５ｄｙｎ／ｃｍ以上である。
【００３９】
このようにして、透湿度が５ｇ／ｍ2・２４ｈｒ〜５０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ、好ましくは７ｇ／ｍ2・２４ｈｒ〜３０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ、さらに好ましくは１０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ〜２０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ、光線透過率が９０．０％以上、好ましくは９１．０％以上、さらに好ましくは９１．５％以上で、耐熱性、耐光性に優れた実質的に無配向のフィルムからなる保護膜を容易に得ることができる。本発明は、偏光素子と前記した環状オレフィン系重合体保護膜とからなる偏光板に関するものである。保護膜と偏光素子とを貼り合わせる方法は公知のいかなる方法を用いてもよい。接着剤を用いて接着する場合、例えばポリビニルアルコール系、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系等の接着剤あるいはそれらに硬化剤を添加したものが例示できる。とりわけ水溶液系やエマルジョン系のものが耐久性の点からはより望ましい。この場合には前記したように保護膜に表面処理をしておくのが望ましい。処理程度は、濡れ張力でいえば３７ｄｙｎ／ｃｍ以上、好ましくは４０ｄｙｎ／ｃｍ、さらに好ましくは４５ｄｙｎ／ｃｍ、水との接触角でいえば９０度以下、好ましくは７５度以下である。
【００４０】
このようにして得られた偏光板の初期性能は、単体透過率が４２．０％以上、偏光度が９９．９％以上あり、耐久性としては、耐湿試験後、耐熱試験後、及び耐光試験後の偏光度保持率がいずれも９５％以上、通常９９％以上あり、初期性能、耐久性共に優れたものである。
【００４１】
偏光板は通常その片面に、液晶基板への貼着のための粘着剤をコートしセパレーターを貼付し、反対面に保護フィルムが貼付される。このようにして製造したものは透過型として使用されるが、片面側に反射層を設けて反射型や半透過型として使用してもよい。
【００４２】
また保護膜の表面には、ハードコート層や反射防止層、防眩層等従来から一般的に偏光板に付加されている種々の加工を施してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、保護膜に要求される透明性、耐熱性、無配向、表面硬度、偏光素子との接着性等の諸性能を備えた保護膜が提供される。
また、本発明の偏光板は、初期性能と耐湿性、耐熱性等の耐久性に優れている。
【００４４】
【実施例】
次に、本発明を代表的な実施例を挙げて本発明をより詳細説明する。本発明は、これら実施例によって何ら制限されるものではない。
【００４５】
本発明において使用した物性値の測定方法及び評価方法は次の通りである。
【００４６】
透湿度：モコン社製ＰＥＲＭＡＲＴＲＡＮ−Ｗ６００型透湿度測定装置で４０℃、相対湿度９０％の条件で測定した。
【００４７】
光線透過率：ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠して測定した。
【００４８】
偏光板の偏光度：配向方向が同一方向になるように２枚の偏光板を重ね合わせて、光線透過率を測定し、この数値をＴ1とする。次に、配向方向が互いに直交する方向になるように２枚の偏光板を重ね合わせて、同様にして光線透過率を測定し、この数値をＴ2とし次式により偏光度を計算した。
偏光度＝｛（Ｔ1−Ｔ2）／（Ｔ1＋Ｔ2）｝1/2
【００４９】
偏光板の耐湿試験は、８０℃×９０％ＲＨの恒温恒湿器内で２００時間放置した後、２３℃×５０％ＲＨで２００時間放置し、その後再び８０℃×９０％ＲＨの恒温恒湿器内で２００時間放置した後、２３℃×５０％ＲＨで２００時間放置した。
【００５０】
偏光度保持率（以下同じ）とは、試験後の偏光度を試験前の偏光度で除した値に１００を掛けた数値である。数値が大きいほど耐久性がよい。
【００５１】
＜参考例１＞
内容積５リットルのステンレス製オートクレーブに数平均分子量（Ｍｎ）が１１０，０００、重量平均分子量が１３０，０００でＭｗ／Ｍｎが１．１８のポリスチレン２４０ｇ、シクロヘキサン１０００ｇ、水素化触媒（日本化学工業社製、４０％ニッケル担時シリカ、アルミナ担体）３６ｇを仕込み、系内を窒素置換する。次いで系内を１０００ｒｐｍの速度で攪拌しながら、２３０℃、水素圧４５Ｋｇ／ｃｍ2で８時間水素添加反応を行う。水素添加反応終了後、セライトで反応液をろ過し、シクロヘキサンを４０００ｇ加えた後、大過剰のメタノールに加え重合体を析出させた。
得られた重合体の物性は、Ｍｎ：４３，０００、Ｍｗ：８７，０００、Ｍｗ／Ｍｎ：１．８５、水素化率：１００％、Ｔｇ:１４０℃、密度：０．９５ｇ／ｃｍ3である。また、３ｍｍの厚み試験片を用いて測定した光線透過率は９２％であった。
【００５２】
＜参考例２＞
ポリビニルアルコールフィルム（(株)クラレ製、厚さ７５μｍ）を水１０００重量部、ヨウ素７重量部、ヨウ化カリウム１０５重量部からなる水溶液に５分間浸漬し、ヨウ素を吸着させた。次いでこのフィルムを４０℃、４重量％ホウ酸水溶液中で、４．４倍に縦方向１軸延伸を行い、緊張状態のまま取り出してそのまま乾燥し偏光素子を得た。
【００５３】
＜実施例１＞
シクロヘキサン７０重量部に対し参考例１で得られた重合体３０重量部を溶解させたのち、流延法により３０μmの厚みのフィルムを作成した。このフィルムの透湿度を測定したところ１０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ、光線透過率は、９１．５％であった。次にこのフィルムの表面をコロナ処理し、水溶液を接着剤として、ポリビニルアルコールを参考例２の偏光素子の両面に張り合わせることにより偏光板を得た。
この偏光板の初期性能と耐湿試験結果を表１に示す。
【００５４】
＜比較例１＞
実施例１で用いた参考例１の重合体の代わりにガラス転移温度１４０℃、ＭＦＲ（２６０℃、２．１６Ｋｇ）：７ｇ／１０ｍｉｎのエチレンとテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-３-ドデセンとのランダム共重合体を用いて実施例１の方法で３０μｍのフィルムを得た。このフィルムの透湿度は、３．０ｇ／ｍ2・２４ｈｒであった。このフィルムを用いて実施例１と同じ方法で偏光板を作成した。
この偏光板の初期性能と耐湿試験結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
0003907908.tif 000002