JP2008107432A - 偏光板およびそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄型化が可能であり、偏光子とハードコート層の密着性が高く、前記ハードコート層のハードコート性が高い偏光板を提供する。
【解決手段】 偏光子11の少なくとも一方の面に、熱硬化性樹脂から形成された介在層12を直接積層し、前記介在層12の上に、熱硬化性または光硬化性の樹脂から形成されたハードコード層13を直接積層する。前記介在層12を介して前記ハードコート層13を前記偏光子11に積層することで、前記ハードコート層13と前記偏光子11との密着性が高まり、かつ前記ハードコート層13のハードコート性も高い。また、前記ハードコート層13は、保護層としても機能するため、従来のように、偏光子11の両側に、厚みが厚いTACフィルム等の保護層を設ける必要がない。これに加え、前記ハードコート層13は厚みを薄くすることが可能であるから、薄型化が可能である。
【選択図】 図1
Description
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー
(C)光重合開始剤
(D)反応性希釈剤
(B) 前記介在層の上に、前記熱硬化性または光硬化性の樹脂を含む塗工液を塗工して塗工膜を形成し、前記塗工膜を光照射処理または加熱処理して硬化させてハードコート層を形成する工程。
(C) 前記偏光子の他方の面に、接着剤層若しくは粘着剤層を介して保護層を積層する工程。
前述のように、本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも一方の面に、熱硬化性樹脂から形成された介在層が直接積層され、前記介在層の上に、熱硬化性または光硬化性の樹脂から形成されたハードコード層が直接積層されているという構成である。本発明において、前記介在層および前記ハードコート層は、前記偏光子の片面に形成してもよいし、前記偏光子の両面に形成してもよい。本発明において、前記「直接積層される」とは、接着剤層、粘着剤層等の別の層や部材等を介さずに、前記偏光子と前記介在層が直接接した状態で積層されること、および、前記介在層および前記ハードコート層が直接接した状態で積層されることを意味する。本発明において、前記偏光板の平面形状は、例えば、矩形であり、正方形であってもよいし、長方形であってもよいが、好ましくは長方形である。したがって、本発明において、前記偏光子、前記介在層、前記ハードコート層の各構成部材の形状は、矩形であることが好ましく、正方形であってもよいし、長方形であってもよいし、好ましくは偏光板の平面形状に合わせた長方形である。
本発明に用いられる偏光子は、本発明の目的を達成し得るものであれば、任意の適切なものが選択され得る。前記偏光子としては、例えば、親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。前記親水性高分子フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等があげられる。本発明において、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させた偏光子が好ましい。
本発明において、「介在層」とは、前記偏光子と前記ハードコート層との間に介在し、両者の密着性を向上させるためのものである。前述のとおり、前記介在層は、熱硬化性樹脂から形成される。前記熱硬化性樹脂としては、透明性、機械的強度に優れたものが好ましく、例えば、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ビニルブチラール樹脂およびこれらの樹脂のブレンド物等が挙げられる。前記熱硬化性樹脂は、溶剤系樹脂であってもよいし、水系樹脂であってもよい。前記熱硬化性樹脂として特に好ましいのは、溶剤系熱硬化性ポリエステルウレタン樹脂、水系熱硬化性ポリエステルウレタン樹脂、水系熱硬化性シラノール基含有ポリカーボネートウレタン樹脂および水系熱硬化性カーボネートウレタン樹脂である。また、前記熱硬化性樹脂は、架橋剤と併用されてもよい。前記熱硬化性樹脂は、市販品をそのまま用いてもよいし、または市販品を2種類以上混合して用いてもよい。市販品の熱硬化性樹脂としては、例えば、楠本化成(株)製の商品名「Neorez」シリーズ、三井化学(株)製の商品名「タケラック」シリーズ、東洋紡績(株)製の商品名「バイロン」シリーズ等が挙げられる。
本発明において、前記ハードコート層は、偏光子に一定の硬度を付与するためのものであり、かつ偏光子を保護する機能も兼ねる。前記ハードコート層は、前記熱硬化性または光硬化性の樹脂から形成される。すなわち、前記樹脂を含む塗工液を、前記介在層の上に塗工して塗工膜を形成し、必要に応じて前記塗工膜を乾燥処理し、加熱処理または光照射処理により、前記塗工膜を硬化することにより、前記ハードコート層を形成できる。
(B)光硬化性プレポリマー
(C)光重合開始剤
(D)反応性希釈剤
本発明において、「保護層」とは、前記偏光子の前記介在層が配置された側と反対側の面に形成されるものであり、任意の構成要素であるが、形成することが好ましい。前記保護層としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、位相差値の安定性等に優れるものが好ましい。前記保護層の形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂;ジアセチルセルロース、TAC等のセルロース系樹脂;ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリスチレン、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂;ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;塩化ビニル系樹脂;ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂;芳香族ポリイミド、ポリイミドアミド等のイミド系樹脂;スルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン系樹脂;ポリフェニレンスルフィド系樹脂;ビニルアルコール系樹脂;塩化ビニリデン系樹脂;ビニルブチラール系樹脂;アリレート系樹脂;ポリオキシメチレン系樹脂;エポキシ系樹脂、または2種類以上の前記樹脂の混合物等からなる高分子フィルム等も前記保護層の形成材料として挙げられる。
前記偏光子と前記保護層との積層方法は、特に制限されず、例えば、図2に示すように、接着剤層を介して行うことができる。前記接着剤としては、例えば、アクリル系ポリマーやビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤等が挙げられる。前記接着剤は、偏光子との接着力の観点から、ビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤であることが好ましい。また、前記接着剤は、例えば、ホウ酸、ホウ砂、グルタルアルデヒド、メラミン、シュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤を含んでもよい。前記接着剤層を設けることで、温度や熱の影響で保護層が剥がれにくく、光透過率や偏光度について、より優れた偏光板を得ることができる。
本発明の偏光板を、液晶セルに積層して用いる場合には、例えば、前記保護層の前記偏光子側と反対側の表面に、接着剤層や粘着剤層を設けておくことが好ましい。これにより、前記液晶セルへの本発明の偏光板の積層が容易になる。
本発明の偏光板は、液晶表示装置(LCD)やELディスプレイ(ELD)等の各種の画像表示装置に好ましく用いることができる。本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を用いること以外は、従来の液晶表示装置と同様の構成である。本発明の液晶表示装置は、例えば、液晶セル、本発明の偏光板等の光学部材、および必要に応じて照明システム(バックライト等)等の各構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むこと等により製造できる。
厚みが10μm未満の場合、薄膜用分光光度計[大塚電子(株)製、商品名「瞬間マルチ測光システム MCPD−2000」]を用いて測定した。厚みが10μm以上の場合、アンリツ(株)製のデジタルマイクロメーター、商品名「KC−351C型」を使用して測定した。
偏光板の単体透過率(T)は、分光光度計[村上色彩技術研究所(株)製、商品名「DOT−3」]を用いて、JlS Z 8701(1982)に規定の2度視野(C光源)により、視感度補正を行ったY値を測定して求めた。
偏光子の偏光度(P)は、分光光度計[村上色彩技術研究所(株)製、商品名「DOT−3」]を用いて、偏光板の平行透過率(H0)および直交透過率(H90)を測定し、式:偏光度(%)={(H0−H90)/(H0+H90)}1/2×100より求めた。前記平行透過率(H0)は、同じ種類の2枚の偏光板を、互いの吸収軸が平行となるように重ね合わせて作製した平行型積層偏光板の透過率の値である。また、前記直交透過率(H90)は、同じ種類の2枚の偏光板を、互いの吸収軸が直交するように重ね合わせて作製した直交型積層偏光板の透過率の値である。なお、これらの透過率は、JlS Z 8701(1982)に規定の2度視野(C光源)により、視感度補正を行ったY値である。
鉛筆硬度は、異なる硬度の鉛筆を用い、JIS K 5400(1990)に準じた試験方法により求めた。
密着性は、偏光板のハードコート層が形成されたのと反対側の面を、硝子板に厚み約20μmの粘着剤層を介して貼り付けた後、ハードコート層表面について、JIS K 5400に準じた碁盤目剥離試験を実施し、下記の指標により判定した。
◎ :剥離個数0/100
○ :剥離個数1〜5/100
△ :剥離個数6〜20/100
× :剥離個数21〜99/100
××:剥離個数100/100
(偏光子の作製)
厚み75μmのポリビニルアルコール系フィルム(クラレ(株)製、商品名「VF−PS#7500」)を下記(1)〜(5)の条件の5浴に、フィルム長手方向に張力を付与しながら浸漬し、最終的な延伸倍率がフィルムの元の長さに対して6倍になるように延伸した。この延伸フィルムを40℃の空気循環式乾燥オーブン内で1分間乾燥させて、厚み30μmの偏光子を作製した。
<条件>
(1)膨潤浴:30℃の純水
(2)染色浴:水100重量部に対し、0.03重量部のヨウ素と、水100重量部に対し、0.2重量部のヨウ化カリウムとを含む、30℃の水溶液
(3)第1の架橋浴:3重量%のヨウ化カリウムと、3重量%のホウ酸とを含む、40℃の水溶液
(4)第2の架橋浴:5重量%のヨウ化カリウムと、4重量%のホウ酸とを含む、60℃の水溶液
(5)水洗浴:3重量%のヨウ化カリウムを含む、25℃の水溶液
つぎに、前記偏光子の一方の面に、厚み80μmのTACフィルム(富士写真フイルム(株)製)を、厚み0.1μmのポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水溶性の接着剤層(日本合成化学工業(株)製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を介して、貼着した。
つぎに、前記偏光子の他方の側に、熱硬化性樹脂を含む塗工液を塗工して塗工膜を形成した後、加熱乾燥処理を施して前記塗工膜を硬化して、厚み15μmの介在層を形成した。前記塗工液は、前記熱硬化性樹脂として水系熱硬化性シラノール基含有ポリカーボネートウレタン樹脂(三井化学(株)製、商品名「タケラック WS5100」)90重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「TINUVIN1130」)5重量部および希釈溶媒(エタノール)5重量部を混合して調製したものである。前記加熱乾燥処理は、空気循環式乾燥オーブンを用いて行い、乾燥温度100℃、乾燥時間2分で実施した。
つぎに、前記介在層上に無溶剤型光硬化性組成物を塗工した後、高圧水銀ランプを用いて、塗工面に、波長365nmの紫外線を積算光量が300mJ/cm2となるように照射して、厚み10μmのハードコート層を形成した。前記光硬化性組成物は、溶剤を含まない無溶剤型のものであり、下記の組成のものである。
前記(B)成分:ポリウレタンアクリレート(日本合成化学工業(株)製、商品名「紫光 UV−1700B」)18重量部
前記(C)成分:光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「IRGACURE184」)5重量部
前記(D)成分:反応性希釈剤(アクリロイルモルフォリン、(株)興人製)23重量部
前記介在層の形成に用いる塗工液として、前記熱硬化性樹脂として溶剤系熱硬化性ポリエステルウレタン樹脂(東洋紡績(株)製、商品名「バイロン UR1350」)69重量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「CGL777」)1重量部、ポリイソシアネート樹脂(日本ポリウレタン工業(株)製、商品名「コロネート HX」)7重量部および希釈溶媒(酢酸エチル)23重量部を混合して調製したものを使用したこと以外は、実施例1と同様にして、図2に示す構成の偏光板101を作製した。本実施例の偏光板101の単体透過率(T)は、43.6%、偏光度(P)は、99.9%であった。
前記介在層の形成に使用する前記熱硬化性樹脂として、水系熱硬化性ポリエステルウレタン樹脂(楠本化成(株)製、商品名「Neorez R9660」)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、図2に示す構成の偏光板101を作製した。本実施例の偏光板101の単体透過率(T)は、43.5%、偏光度(P)は、99.9%であった。
前記介在層の形成に使用する前記熱硬化性樹脂として、水系熱硬化性ポリカーボネートウレタン樹脂(三井化学(株)製、商品名「タケラック W6010」)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、図2に示す構成の偏光板101を作製した。本実施例の偏光板101の単体透過率(T)は、43.3%、偏光度(P)は、99.9%であった。
前記介在層を形成する代わりに、前記偏光子の他方の側に、光硬化性組成物を塗工した後、高圧水銀ランプを用いて、塗工面に、波長365nmの紫外線を積算光量が600mJ/cm2になるように照射して、厚み20μmの光硬化物層を形成し、この上に実施例1と同様にしてハードコート層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を作製した。前記光硬化性組成物は、溶剤系光硬化性アクリルウレタン樹脂であり、下記の組成のものである。
紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「CGL777」)1重量部
光重合開始剤(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「IRGACURE819」)2重量部
酢酸エチル25重量部
前記介在層を形成する代わりに、前記偏光子の他方の側に、光硬化性組成物を塗工した後、高圧水銀ランプを用いて、塗工面に、波長365nmの紫外線を積算光量が600mJ/cm2になるように照射して、厚み10μmの光硬化物層を形成し、この上に実施例1と同様にしてハードコート層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を作製した。前記光硬化性組成物は、無溶剤系光硬化性ポリウレタンアクリレート樹脂であり、下記の組成のものである。
ポリウレタンアクリレート(日本合成化学工業(株)製、商品名「紫光 UV−1700B」)16重量部
光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「IRGACURE184」およびビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「IRGACURE819」)各5重量部
反応性希釈剤(アクリロイルモルフォリン、(株)興人製)21重量部
紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、商品名「CGL777」)4重量部
12 介在層
13 ハードコート層
21 接着剤層
22 保護層
31 微粒子
41 反射防止層
100、101、102、103 偏光板
Claims (12)
- 偏光子の少なくとも一方の面に、熱硬化性樹脂から形成された介在層が直接積層され、前記介在層の上に、熱硬化性または光硬化性の樹脂から形成されたハードコード層が直接積層されている偏光板。
- 前記介在層が、紫外線吸収剤を含む請求項1記載の偏光板。
- 前記介在層の形成材料である前記熱硬化性樹脂が、ウレタン系樹脂を含み、前記ハードコート層の形成材料である熱硬化性または光硬化性の樹脂が、ウレタン系樹脂を含む請求項1または2記載の偏光板。
- 前記介在層の形成材料である熱硬化性樹脂に含まれる前記ウレタン系樹脂が、変性ウレタン樹脂である請求項3記載の偏光板。
- 前記変性ウレタン樹脂が、溶剤系熱硬化性ポリエステルウレタン樹脂、水系熱硬化性ポリエステルウレタン樹脂、水系熱硬化性シラノール基含有ポリカーボネートウレタン樹脂および水系熱硬化性カーボネートウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも一つである請求項4記載の偏光板。
- 前記ハードコート層の形成材料である熱硬化性または光硬化性の樹脂が、下記(A)、(B)、および(C)成分を含む無溶剤型光硬化性組成物を含む請求項3から5のいずれか一項に記載の偏光板。
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー
(C)光重合開始剤 - 前記(B)成分の光硬化性プレポリマーが、ポリウレタンアクリレートおよびポリウレタンメタクリレートの少なくとも一方である請求項6または7記載の偏光板。
- さらに、前記無溶剤型光硬化性組成物が、下記の(D)成分を含む請求項6から8のいずれか一項に記載の偏光板。
(D)反応性希釈剤 - 前記介在層および前記ハードコート層の各層の厚みが、5〜25μmの範囲である請求項1から9のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記偏光子が、ヨウ素およびポリビニルアルコール系樹脂を含む請求項1から10のいずれか一項に記載の偏光板。
- 偏光板を搭載した画像表示装置であって、前記偏光板が、請求項1から11のいずれか一項に記載の偏光板であることを特徴とする画像表示装置。
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