JP2008249901A - 偏光板、及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光子と、該偏光子の両面に設けられた保護フィルムとを有する偏光板であって、前記保護フィルムの少なくとも一方が低透湿保護フィルムであり、他方の前記保護フィルム上に粘着剤層が形成され、前記粘着剤層は、該粘着剤層を介して接着面積10mm×25mmで基板に固定し、80℃で1kgの荷重を1時間かけるクリープ試験から得られる粘着剤層のひずみ量Aが、100μm以上3,000μm以下であり、前記低透湿保護フィルムの60℃40%相対湿度での透湿度が、100g/m2・日以下であることを特徴とする偏光板等である。
【選択図】なし
Description
偏光膜の素材としてはポリビニルアルコール(以下、PVAということもある)が主に用いられており、PVAフィルムを一軸延伸してから、ヨウ素又は二色性染料で染色するか、あるいは染色してから延伸し、更にホウ素化合物で架橋することにより偏光膜が形成される。
保護層としては、光学的に透明で複屈折性が小さいこと、表面が平滑であること等から、主にセルローストリアセテート(以下、TACということもある)が用いられている。
しかしながら、これらは透湿度に関しての記載が充分になされておらず、様々な温湿度環境条件下で発生する表示ムラに対して、必ずしも改良効果が充分ではないことが分かった。特に高温低湿下での表示ムラや耐久性については改良の効果が十分に得られないという課題があった。
しかしながら、液晶テレビの大型化が急速に進み、また、パネルメーカーの耐久性試験条件が厳しくなる中、特許文献3に開示されている方法では周辺部光漏れを実用上問題ないレベルまで抑制することができなくなっている。
更に、高温低湿あるいは高温高湿状態に急激に環境変化した際に、急速な脱水や吸湿が起こるためと思われるが、粘着剤部での剥離などの故障が起こってしまうため、この点でも改善が強く望まれている。
<1> 偏光子と、該偏光子の両面に設けられた保護フィルムとを有する偏光板であって、
前記保護フィルムの少なくとも一方が低透湿保護フィルムであり、他方の前記保護フィルム上に粘着剤層が形成され、
前記粘着剤層は、該粘着剤層を介して接着面積10mm×25mmで基板に固定し、80℃で1kgの荷重を1時間かけるクリープ試験から得られる粘着剤層のひずみ量Aが、100μm以上3,000μm以下であり、
前記低透湿保護フィルムの60℃40%相対湿度での透湿度が、100g/m2・日以下であることを特徴とする偏光板である。
<2> 粘着剤層のひずみ量Aが、700μm以上1,300μm以下である前記<1>に記載の偏光板である。
<3> 保護フィルムが、透明支持体と、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樹脂からなる被覆層とを少なくとも有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の偏光板である。
<4> 保護フィルムが、透明支持体と、ビニルアルコール系樹脂を含む被覆層とを少なくとも有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の偏光板である。
<5> 被覆層に、層状無機化合物が含まれる前記<4>に記載の偏光板である。
<6> 透明支持体が、セルロースアシレート類からなる前記<3>から<5>のいずれかに記載の偏光板である。
<7> 低透湿保護フィルムが、脂環式構造を有する樹脂からなる前記<1>から<6>のいずれかに記載の偏光板である。
<8> ハードコート性を有するハードコート層、及び反射防止層の少なくともいずれかが保護フィルム上に形成された前記<1>から<7>のいずれかに記載の偏光板である。
まず、本発明の粘着剤層(以下、粘着剤ということがある。)について詳細に説明する。
偏光板を粘着剤層を介して接着面積10mm×25mmで基板に固定し、80℃で1kgの荷重を1時間かけるクリープ試験から得られる粘着剤層のひずみ量(A:μm)は100μm以上3,000μm以下が好ましく、400μm以上2,000μm以下がより好ましく、500μm以上1,300μm以下が更に好ましく、700μm以上1,300μm以下が特に好ましい。
粘着剤層のTgは、−40℃≦Tg≦―10℃が好ましく、−20℃≦Tg≦−10℃がより好ましい。
前記粘着剤層のゲル分率は70%以上95%以下が好ましい。ゲル分率が低すぎると、偏光板加工性が低下する。
粘着剤の接着力は高すぎると再剥離性が悪化するため、90°剥離試験における接着力は10N/25mm以下が好ましい。
なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルはアクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルをいい、本発明の(メタ)とは同様の意味である。
アクリル系ポリマーの主骨格を構成する、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基の炭素数2〜20のものを例示できる。
例えば、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸イソミリスチル、(メタ)アクリル酸ラウリル等を例示できる。
そのような共重合モノマーの具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリルや(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)−メチルアクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー;(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有モノマー;アクリル酸のカプロラクトン付加物;スチレンスルホン酸やアリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどの燐酸基含有モノマーなどが挙げられる。
本発明における粘着剤層においては、ベースポリマー(固形分)100質量部に対して0.02質量部以上10質量部以下のイソシアネート系架橋剤を含有することが好ましく、0.1質量部以上2.5質量部以下がより好ましい。
[低透湿保護フィルム]
本発明の偏光板用低透湿保護フィルムはポリマーフィルムを基材とする。この場合、本発明の透湿度を満たせば保護フィルムがポリマーフィルムそのものであってもよいし、ポリマーフィルムが保護フィルムの基材であり、更に機能性層が積層されていてもよい、なお該機能性層は複数であってもよい。
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好ましく使用される。
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又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できる。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。なお、これらのセルロースエステルは混合して用いることもできる。
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すぎる、及び/又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/又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。また、アセチル化度は、2.84以上2.89以下がより好ましい。
2.6≦X+Y≦2.9・・・・・・・・・・・・・数式(a)
0≦X≦2.5・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(b)
上記数式(a)、及び数式(b)を満たすセルロースエステルの中でも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できる。
脂環式の構造を含有する樹脂の具体例としては、(1)ノルボルネン系重合体、(2)単環の環状オレフィンの重合体、(3)環状共役ジエンの重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素重合体、及び上記(1)〜(4)の水素化物などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械強度の観点から、ノルボルネン系重合体水素化物、ビニル脂環式炭化水素重合体及びその水素化物などが好ましい。
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。
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。
キシエチルビニルケトンなどが挙げられる。ビニル異節環化合物としては、例えば、ビニルピリジン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニルトリアゾール、N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。グリシジルエステル類としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどが挙げられる。不飽和ニトリル類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。N−アルキルマレイミド類としては、N−エチルマレイミド、N−ブチルマレイミド等が挙げられる。
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る。
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、後述するハードコート性を有する層を塗工する際の溶剤に溶解し難く、ハードコート性を有する層との混合領域を作りにくいため、更に好ましく用いられる。
1−(1)ビニルアルコール系重合体
被覆層を構成するビニルアルコール系重合体としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)などの単独重合体や、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、などが例示できる。また、これらのビニルアルコール系重合体は、その一部がカルボニル変性、シラノール変性、エポキシ変性、アセトアセチル変性、アミノ変性又はアンモニウム変性されたものを用いてもよく、その一部にジアセトンアクリルアミド単位等を含む共重合体を用いてもよい。また、各種のビニルアルコール系重合体を単独で又は二種以上組み合わせて使用することもできる。
本発明においては、樹脂組成物の成分として、ビニルアルコール系重合体及び後述する層状無機化合物に更にビニルアルコール系重合体の架橋剤を添加することができ、これにより接着層の耐水性を向上させることができる。
この目的に使用できる架橋剤としては特に制限なく、公知のいずれの架橋剤も好ましく使用することができる。架橋剤の例としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミドポリ尿素、ジメチロール尿素、ジメチロールメラミン、多価エポキシ化合物、ジアルデヒド化合物、多価イソシアネート樹脂、アジリジン化合物、ポリアミドアミンエピクロルヒドリン化合物、活性化ビニル化合物、ジカーボネート化合物、ヒドラジノ基含有化合物(他価カルボン酸ポリヒドラジド化合物)、コロイダルシリカ、ジルコニウム塩、多価金属塩、ホウ酸、リン酸、ポリアクリル酸、ジカルボン酸、アジピン酸無水物、コハク酸無水物、テトライソプロピルチタネート、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトン)チタネートなどのチタン化合物等を挙げることができ、このほか、3−グリシドプロピルメトキシシラン等のカップリング剤、パーオキサイド等のラジカル発生剤等の使用も可能である。また、架橋反応を促進するための触媒やその他の添加剤を加えることも可能である。
透湿性を向上させるため、上記樹脂層中に層状無機化合物を分散させることが好ましい。本発明における層状無機化合物とは、単位結晶層が積層した構造を有し、層間に溶媒を配位又は吸収することにより膨潤又はヘキ開する性質を示す無機化合物である。
このような無機化合物としては、膨潤性の含水ケイ酸塩、例えば、スメクタイト群粘土鉱物(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイトなど)、バーミキュライト群粘土鉱物(バーミキュライトなど)、カオリン型鉱物(ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイトなど)、フィロケイ酸塩(タルク、パイロフィライト、マイカ、マーガライト、白雲母、金雲母、テトラシリリックマイカ、テニオライトなど)、ジャモン石群鉱物(アンチゴライトなど)、緑泥石群鉱物(クロライト、クックアイト、ナンタイトなど)などが例示できる。これらの膨潤性層状無機化合物は、天然物でも合成物でもよい。
また、かかる層状無機化合物は、上記の如き層状無機化合物に有機化処理を施したものであってもよい。
有機化処理にはオニウムイオンを持つ化合物を層状無機化合物に含有させることで有機化させることができ、具体的には、有機オニウムイオンからなる有機化剤を層状無機化合物に添加し処理することにより行われるのである。
上記有機オニウムイオンについては特に限定されるものではないが、モノアルキルの1級〜4級のアンモニウムイオン、ジアルキルの2級〜3級のアンモニウムイオン、トリアルキルの3級〜4級のアンモニウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン等を挙げることができ、アルキル鎖長としては炭素数が4〜30のものが好ましく、更には6〜20、特には8〜18が好ましい。
アルキル鎖以外にも、エチレンオキサイドを構成単位とする、ポリエチレングリコール鎖を持つ1級〜4級のアンモニウムイオン(モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールのアンモニウムイオンでもよい。)でもよく、或いは高級脂肪酸の1〜4級のアンモニウムイオン、高級脂肪酸エステルの1〜4級のアンモニウムイオン、高級アルコールの1〜4級のアンモニウムイオンでもよい。又、これらの複数種の分子鎖を持つものでもよい。更には脂肪酸アシドにこれらの分子鎖を付加させた2〜4級のアンモニウムイオンでもよい。
また、これらの層状無機化合物は、単独で又は二種以上組み合わせても使用できる。
微粒子化処理された膨潤性層状無機化合物は、通常、板状又は扁平状であり、平面形状は特に制限されず、無定形状などであってもよい。微粒子化処理された膨潤性層状無機化合物の平均粒子径(光散乱法等で測定される平面形状の平均粒子径)は、例えば、0.1〜10μmが好ましく、0.5〜8μmがより好ましく、0.8〜6μmが特に好ましい。本範囲より粒径が小さいと透湿度低減効果が充分でなく、粒径が大きいと、ヘイズ値の増加、表面粗さの増加などが好ましくない。
無機化合物の濃度は、3〜60質量%、好ましくは3〜50質量%、更に好ましくは3〜40質量%である。本範囲より少ないと透湿度低減効果が充分でなく、多いと、ヘイズ値の増加、脆性の悪化などが生じ、好ましくない。
溶媒としては、特に指定はないが、有機化処理していない層状無機化合物に関しては、水又は水溶性溶媒(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどの低級アルコールやアセトンなど)が例示でき、水が特に好ましい。
また、消泡性を付与するために、水と低級アルコールの混合溶媒も好ましく用いることができる。高圧分散の処理方法としては、例えば、膨潤性層状無機化合物を溶媒に膨潤させた後、高圧ホモジナイザーにより攪拌することにより、高圧分散する方法が挙げられる。
塗布液の調整方法は特に限定されないが、前述の被覆層のバインダー成分を溶媒に均一に溶解させた後に層状粒子を均一に分散させた溶媒と混合する方法が有効に用いられる。また、溶液作製後は不溶解物を除去するため、層状無機化合物の最大粒径よりも大きい網目を有するフィルターを用いて濾過することが好ましい。
ビニルアルコール系重合体、又は、ビニルアルコール系重合体と層状無機化合物からなる被覆層は、後述の塗布方式を用い透明機材フィルム上に形成することができる。
この際、製膜時に塗工装置に対する液の粘度特性を最適とするために、増粘剤などの粘度調整剤を塗工液に添加して、塗布液の液粘度を調整する方法も用いることもできる。
また、被覆層の防湿性、耐水性をより向上させるために、セルロースアシレート類基板上に被覆層を塗布後、樹脂層を90℃以上、150℃以下で数分間熱処理することが好ましく、より好ましくは130℃以上150℃以下で加熱するのがよい。
熱処理時間は、生産性と耐水性の点から、1分以上20分以下が好ましく、5分以上15分以下がより好ましい。
また、樹脂層とセルロースアシレート基板との密着性の点からセルロースアシレートを予め鹸化処理しておくことが好ましい。
被覆層の厚みは、1〜30μmの範囲が好ましく、更に好ましくは3〜20μm程度である。また、作製した樹脂層のヘイズ値は30%以下が好ましく、より好ましくは10%以下、更に好ましくは8%以下である。内部ヘイズ値は10%以下が好ましく、より好ましくは5%以下、更に好ましくは1%以下である。
また、表面の算術平均粗さRaは0.2以下、二乗平方根粗さRqは0.2以下、十点平均粗さRzjisは1.5以下であることが好ましい。
上記被覆層は、偏光子と透明基材フィルムとの間、又は、偏光子とは透明基材フィルムを挟んで逆側に設けることができる。また、これら両方の側に設けることもできるが、偏光板加工時の生産性や、ハードコート層の塗布性等の観点から、偏光子と透明基材フィルムとの間に該樹脂層を設けた場合がより好適に用いられる。
但し、偏光子とは透明基材フィルムを挟んで逆側に該樹脂層を設けた場合にも、偏光板加工時の生産性を低下させることはなく、また、該樹脂層上に下記記載の易接着層を設けることによって、その上に更にハードコート性を有する層等を設けることが可能である。
ここで、図1A、及び図1Bは、本発明の好ましい一実施形態を模式的に示す断面図であるが、本発明の保護フィルム及び偏光板は、この形態に限られるものではない。
図1Aに示す本発明の保護フィルム1は、透明基材フィルム2と、低透湿被覆層3(以下、被覆層と記載する場合もある)からなる。
図1Bのように被覆層3の上に更にハードコート性を有する層4を設けるのがより好ましい。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更に好ましい。
また、ハードコート性を有する層4の上に更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、被覆層3とハードコート性を有する層4の間の少なくとも一方に下塗り層を有するのも層間の密着性の観点で好ましく、下塗り層が複数の層からなることも好ましい。また、下塗り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2A、及び図2Bは本発明の保護フィルムを用いた偏光板の好ましい一実施形態を模式的に示す断面図であるが、本発明の偏光板はこの形態に限るものではない。
図2A、及び図2Bに示す本発明の偏光板5は、本発明の保護フィルム1と偏光子6と反対側の偏光板用保護フィルム7、粘着剤層8からなる。本発明の偏光板5は被覆層3と反対の面が偏光子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は特に制限はないが、生産性の観点から、被覆層のないセルロースアシレート類からなる基材フィルムであることが好ましい。
図3は本発明の偏光板を用いた画像表示装置の好ましい一実施形態を、液晶表示装置を用いて模式的に示す断面図であるが、本発明の画像表示装置は、この形態に限られるものではない。
図3に示す本発明の画像表示装置9は、本発明の偏光板5と液晶セル10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、粘着剤層8を介して液晶セルに貼り付けるのが好ましい。
本発明の透明基材フィルム、被覆層、下塗り層、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。
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ィルム作製のドープ流延、乾燥の過程及び下塗り層、被覆層、ハードコート性を有する層などの塗布、乾燥の過程で揮散しないことが好ましい。
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。
下塗り層、被覆層、ハードコート性を有する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。
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℃、40%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。吸湿剤のいれていないブランクのカップで透湿度の値を補正することは行わなかった。
上記測定法で測定したとき、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350〜400g/m2・日である。
それに対し、本発明の保護フィルムの透湿度の上限は100g/m2・日以下であることが好ましく、70g/m2・日以下であることがより好ましく、15g/m2・日以下であることが特に好ましい。
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し、その低減の効果が低い。下限は特に制限はないが、0g/m2・日より大きいことが好ましく、偏光板加工時の生産性の観点からは3g/m2・日以上が好ましい。
したがって、本発明の低透湿タックの透湿度は、3〜15g/m2・日の範囲にすることが特に好ましい。
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。親水化処理としては、下記の鹸化処理を行うことが好ましい。
(1)アルカリ液に浸漬する方法
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。アルカリ液の濃度としては、0.5〜3mol/Lが好ましく、1〜2mol/Lがより好ましい。また、アルカリ液の液温は、30〜75℃が好ましく、40〜60℃がより好ましい。
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。
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基材フィルム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ため、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基材フィルムの水に対する接触角を用いた場合、特に透明基材フィルムがトリアセチルセルロースであれば、10〜50°が好ましく、30〜50°がより好ましく、40〜50°が更に好ましい。50度以上では、偏光膜との接着性に問題が生じるため、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ため、物理強度を損ない、好ましくない。
通常のセルロースアセテートフイ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イルムを用いてもよい。
更には、本発明の偏光板において、片面が本発明の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よい。
また、本発明の偏光板において、片面が本発明の保護フィルムであるのに対して他方の保護フィルムの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)であってもよい。
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。
光学異方性層はポリマーフィルムから形成してもよい。ポリマーフィルムは、光学異方性を発現し得るポリマーから形成する。そのようなポリマーの例には、ポリオレフィン(例、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー)、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル及びセルロースエステル(例、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート)、ポリアリールエーテルケトン、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド又はポリエステルイミドが含まれる。具体的には、特開2004−4474号公報、特開昭61−162512号公報に記載のポリアミド、ポリイミドを使うことがえきる。また、これらのポリマーの共重合体あるいはポリマー混合物を用いてもよい。
ポリマーフィルムの光学異方性は、延伸により得ることが好ましい。延伸は一軸延伸又は二軸延伸であることが好ましい。具体的には、2つ以上のロールの周速差を利用した縦一軸延伸、又はポリマーフィルムの両サイドを掴んで幅方向に延伸するテンター延伸、これらを組み合わせての二軸延伸が好ましい。なお、二枚以上のポリマーフィルムを用いて、二枚以上のフィルム全体の光学的性質が前記の条件を満足してもよい。ポリマーフィルムは、複屈折のムラを少なくするためにソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ポリマーフィルムの厚さは、20〜500μmであることが好ましく、40〜100μmであることが最も好ましい。具体的には例えば特願2005−302992に記載の方法を用いることができる。
0nm≦Re590≦200nm・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(1)
0nm≦Rth590≦400nm・・・・・・・・・・・・・・・・数式(2)
[式中、Re590、Rth590は、波長λ=590nmにおける値(単位:nm)である。]
0≦Re590≦10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(3)
|Rth590|≦25・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(4)
|Re400−Re700|≦10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(5)
|Rth400−Rth700|≦35・・・・・・・・・・・・・・・・・数式(6)
なお、上記数式(3)〜(6)中、Re590、Rth590は、波長λ=590nmにおける値、Re400、Rth400は、波長λ=400nmにおける値、Re700、Rth700は、波長λ=700nmにおける値(いずれも単位:nm)である。
2枚型の場合、Re590は20〜100nmが好ましく、30〜70nmが更に好ましい。Rth590については70〜300nmが好ましく、100〜200nmが更に好ましい。
1枚型の場合、Re590は30〜150nmが好ましく、40〜100nmが更に好ましい。Rth590については100〜300nmが好ましく、150〜250nmが更に好ましい。
更に、保護フィルムは、高分子フィルム上に光学異方性層を設けたものであってもよい。光学異方性層は、透明なポリマーフィルム上に配向層と光学異方性層をこの順に有したものが好ましい。
更に、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向層も知られているが、ポリマーのラビング処理により形成する配向層が特に好ましい。
前記ラビング処理は、ポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより実施されることが好ましい。
前記配向層に使用されるポリマーの種類は、ポリイミド、ポリビニルアルコール、特開平9−152509号公報に記載された重合性基を有するポリマー等を使用することが好ましい。
また、配向層の厚さは、0.01〜5μmであることが好ましく、0.05〜2μmであることが更に好ましい。
光学異方性層の厚さは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることが更に好ましい。
また、非液晶層と支持体の積層体を、1.05倍以上1.50倍以下にテンター横軸延伸し、支持体側を偏光子に貼合することも好ましい。
更には、光学異方性層は、選択反射の波長域が350nm以下であるコレステリック液晶の配向固化層であってもよい。コレステリック液晶としては、例えば特開平3−67219号公報や特開平3−140921号公報、特開平5−61039号公報や特開平6−186534号公報、特開平9−133810号公報などに記載された、前記の選択反射特性を示す適宜なものを用いうる。配向固化層の安定性等の点より好ましく用いうるものは、例えばコレステリック液晶ポリマーやカイラル剤配合のネマチック液晶ポリマー、光や熱等による重合処理で斯かる液晶ポリマーを形成する化合物などからなるコレステリック液晶層を形成しうるものである。
この場合の光学異方性層は、例えば支持基材上にコレステリック液晶をコーティングする方法などにより形成することができる。その場合、位相差の制御等を目的に必要に応じて、同種又は異種のコレステリック液晶を重ね塗りする方式なども採ることができる。コーティング処理には、例えばグラビア方式やダイ方式、ディッピング方式などの適宜な方式を採ることができる。前記の支持基材にはTACフイルム、又はその他のポリマーフィルムなどの適宜なものを用いうる。
また、その配向膜としては、ポリマー等の有機化合物からなるラビング処理膜や無機化合物の斜方蒸着膜、マイクログルーブを有する膜、あるいはω−トリコサン酸やジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチルの如き有機化合物のラングミュア・ブロジェット法によるLB膜を累積させた膜などが挙げられる。更に光の照射で配向機能が生じる配向膜なども挙げられる。一方、延伸フィルム上に液晶をコーティングして配向させる方式(特開平3−9325号公報)、電場や磁場等の印加下に液晶を配向させる方式などもなども挙げられる。なお液晶の配向状態は、可及的に均一であることが好ましく、またその配向状態で固定された固化層であることが好ましい。
本発明の偏光板は、液晶表示装置等の画像表示装置に有利に用いることができ、液晶表示装置の最表層に用いることが好ましい。
液晶表示装置は、液晶セル及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。更に、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、更に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)及び(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。
以下、本明細書に記載のある各種性能を測定する方法について、説明する。
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)に記載の方法を適用することができ、本発明にかかるフィルム試料70mmφを60℃、40%RHで24時間調湿し、JIS Z−0208に従って、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。また、ビニルアルコール系重合体を含む樹脂層を有する保護フィルムの透湿度を測定する場合には、透明基材フィルム上に設けた該樹脂層が測定カップに接する様な向きでサンプルをセットし、透明基材フィルム側からの透湿度を測定した。
無アルカリガラス板(コーニング社製、1737、大きさ:50×100mm、厚み:1.0mm)に、25mm×50mmにカットした偏光板を接着面積が10mm×25mmとなるように粘着剤を介して貼り合わせ、25℃、65%RHの環境下に1時間放置した。その後、このサンプルを鉛直方向に固定し、25℃、60%RHの下で偏光板の端部に1kgの荷重を1分かけた。
次いで、80℃dryの下で偏光板の端部に1kgの荷重を1時間かけた。その時の初期状態からのひずみ量:Aを計測した。
市販のTVを、VAモードについてはLC−26GD3(シャープ(株)製)、IPSモードについては32LC100(東芝(株)製)、TNモードについてはMRT−191S(三菱電機(株)製)を購入し、それぞれの偏光板を剥離し評価用TVとした。
作製した偏光板をそれぞれの画面サイズにカットし、パネル周辺に対して偏光板の透過軸がTNモードについてはフロントが45°、リアが135°、VAモードとIPSモードについてはフロントが0°、リアが90°となるように、偏光板の吸収軸が裏表で直交するようパネルの両面に貼り付け、50℃、0.5MPaの圧力で30分間オートクレーブ処理を行った。その後、70℃dry又は60℃90%RHにて、100時間保存した後、25℃、52%RH雰囲気下で1時間後と24時間後の光漏れを評価した。なお、偏光板の貼付け方法について、図4に示す。なお、図4において、実線の矢印は、液晶セルを基準に視認側に設置された偏光板における透過軸の方向を示し、実線の矢印は、液晶セルを基準に視認側に設置された偏光板における透過軸の方向を示し、破線の矢印は、液晶セルを基準にバックライト側に設置された偏光板における透過軸の方向を示す。
上記評価用サンプルの周辺の光漏れの有無を目視にて観察評価した
5:光漏れの発生が認められなかった場合
4:光漏れの発生がわずかに認められるが実用上問題のない場合
3:光漏れの発生が弱く認められるが実用上問題のない場合
2:光漏れの発生が強く認められるが実用上問題のない場合
1:実用上問題のあるレベルで光漏れの発生が認められた場合
25℃、60%RHの通常条件下にて調湿した前記偏光板サンプルを粘着剤でガラス板に貼り合わせた状態で、100℃、100時間の耐熱条件(dry)、又は60℃95%RH、720時間の耐湿熱条件(wet)にてそれぞれ耐久性試験を行い、試験後の偏光板とガラスとの貼り合せ界面での剥がれの有無について観察し、評価した。
◎:剥がれは観察されなかった
○:サンプル端に、幅1mm以下の剥がれがわずかに発生したが、実用上問題のない
レベル
△:サンプル端に、幅1mm以上2mm以下の剥がれが発生したが、実用上問題のない
レベル
×:サンプル端に、幅2mmを超える剥がれが大きくはっきり観察され、実用上問題の
あるレベル
フィルムの層間、あるいは支持体と被覆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、剥がれの有無を下記評価基準に基づき、目視で観察する。
○:剥がれがない
△:一部に剥がれがあるが実用上で問題がない
×:全面に剥がれがある
<<アクリル系ポリマーIの調製>>
冷却管、窒素導入管、温度計及び撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸ブチル70部、アクリル酸メチル30部、アクリル酸3部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.3部を酢酸エチルと共に加えて窒素ガス気流下、60℃で6時間反応させ、質量平均分子量は120万のアクリル系重合体溶液を得た。
冷却管、窒素導入管、温度計及び撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸ブチル70部、アクリル酸メチル30部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.3部を酢酸エチルと共に加えて窒素ガス気流下、60℃で6時間反応させ、質量平均分子量は110万のアクリル系重合体溶液を得た。
アクリル系ポリマーI溶液と、アクリル系ポリマーII溶液とを7:3の割合で混合し、更に混合溶液の固形分100部あたり3部のトリメチロールプロパントリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製、コロネートL)を架橋剤として加えアクリル系粘着剤Aを得た。
粘着剤Aと同様の方法で、アクリル系ポリマーI、IIの比率、及びトリメチロールプロパントリレンジイソシアネートの比率を変更し、更にトリメチロールプロパントリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製、コロネートL)を混合溶液の固形分100質量部あたり0.1〜1.6部の範囲で変更しながら表1に記載のクリープ値になるように調製し、アクリル系粘着剤B〜Hを得た。
得られた粘着剤A〜Hのゲル分率を測定した。
ゲル分率は、特開2003−34781号公報に記載されたゲル分率の測定方法に従って測定した。具体的には、支持体上で温度23℃、湿度65%の条件で7日間熟成させた粘着剤の約0.1gをサンプル瓶に採取し、酢酸エチルを30ml加えて24時間振とうした後、該サンプル瓶の内容物を200メッシュのステンレス製金網でろ別し、金網上の残留物を100℃で2時間乾燥して乾燥重量を測定し、次式により求めた。
ゲル分率(%)=(乾燥質量(g)/粘着剤採取質量(g))×100
その結果、粘着剤Aのゲル分率は91%、粘着剤Bのゲル分率は88%、粘着剤Cのゲル分率は83%、粘着剤Dのゲル分率は77%、粘着剤Eのゲル分率は72%、粘着剤Fのゲル分率は68%、粘着剤Gのゲル分率は62%、粘着剤Hのゲル分率は53%であった。これらの結果を表1に示す。
<被覆層用塗布液a−1の調製>
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、被覆層用塗布液a−1を調製した。
・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
水とMEB−3を混合し、HR−3010を添加後95℃で2時間攪拌した。その後、塗布液を孔径100μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して塗布液a−2塗布液を作製した。
・ビニルアルコール系重合体HR−3010((株)クラレ製) ・・・・・・・5質量部
・水中高圧分散済マイカMEB−3(固形分比8質量%、コープケミカル製)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3.1質量部
・水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・70質量部
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、PVA(4%)溶液を調製した。
・純水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・375g
・イソプロピルアルコール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・202g
・PVA124C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・24g
・イソプロピルアルコール・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・19g
・純水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・47g
・テトラエトキシシラン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・27g
・0.1N−HCl・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.3g
・PVA(4%)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・106g
・N,N−ジメチルベンジルアミン・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.002g
<<ゾル液1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、アクリロキシオ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1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、下記一般式(2)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1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11.0g
・トルエン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・38.5g
・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)
・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)
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0.65g、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。
トリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士写真フィルム(株)製)をロール形態で巻き出して、スロットダイを有するコーターを用いて、被覆層用塗布液a−1をTAC上に直接押し出して塗布した。膜厚が1.5μmになるように搬送速度30m/分の条件で塗布し、80℃で5分乾燥して、巻き取った。
トリアセチルセルロース(TAC−TD80U、富士写真フイルム(株)製)の被覆層を設ける側を1mol/Lのアルカリ溶液、50℃で鹸化処理を施した。その後、トリアセチルセルロースフィルムの鹸化処理面上に、被覆層用塗布液a−2を乾燥後の膜厚が6μmになるように搬送速度30m/分の条件で塗布し、100℃5分間乾燥して、巻き取った。
<<コロナ放電処理>>
80μmの厚さのトリアセチルセルロースフィルム(TAC−TD80U、富士写真フィルム(株)製)をロール形態で巻き出して、搬送速度105m/分で搬送した状態で、727J/m2の条件で概支持体表面にコロナ放電処理を行った。
ノルボルネン系重合体(商品名:ZEONOR 1420R、日本ゼオン(株)製、ガラス転移温度:136℃、飽和吸水率:0.01質量%未満)のペレットを、空気を流通させた熱風乾燥器を用いて110℃で4時間乾燥した。
そして、リーフディスク形状のポリマーフィルター(ろ過精度30μm)が設置され、ダイリップの先端部がクロムめっきされた平均表面粗さRa=0.04μmのコートハンガータイプのTダイを有する短軸押出機を用いて、前記ペレットを260℃で溶融押出しして膜厚70μm、幅1,340mmの長尺保護フィルムbを得た。得られた長尺保護フィルムbの飽和吸水率は、0.01質量%以下であった。
被覆層を塗設した保護フィルムをロール形態で巻き出して、スロット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を塗布液a−1,3を塗布した場合は、被覆層の上に、塗布液a−2を塗布した場合は塗布面とは逆側の面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6μmの防眩性を有する防眩層を形成し、巻き取った。
保護フィルムB上にも同様に塗設した。
上記ハードコート層が形成された保護フィルムをロール形態で巻き出して、スロットダイを有するコーターを用いて、低屈折率層用塗布液をバックアップロール上の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た。
120℃で150秒乾燥の後、更に140℃で8分乾燥させてから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(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照射量300mJ/cm2の紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、ハードコート層が形成された保護フィルムに、更に低屈折率層を形成した。
このようにして作製した保護フィルムに関し、被覆層a−1を有するものを保護フィルムa−1、被覆層a−2を有するものを保護フィルムa−2、被覆層a−3を有するものを保護フィルムa−3とする。
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(富士写真フィルム(株)製 ワイドビューフィルムSA 12B)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。
<偏光板の作製>
保護フィルムa−1の被覆層a−1が塗布されていない面と、上記鹸化したWVフィルムの光学異方性層が塗布されていない面に、上記偏光子を、完全鹸化型ポリビニルアルコール5%水溶液を接着剤として貼合し、実施例1の偏光板を作製した。
<偏光板の作製>
保護フィルムa−2のビニルアルコール系樹脂層と、上記鹸化したWVフィルムの光学異方性層が塗布されていない面に、上記偏光子を完全鹸化型ポリビニルアルコール5%水溶液を接着剤として貼合し、その後70℃で乾燥させ、実施例2の偏光板を作製した。
<偏光板の作製>
実施例2において、保護フィルムa−2、及び粘着剤を表1に示すように変えた以外は、実施例2と同様にして、実施例3〜7、及び比較例4〜5偏光板を作製した。
<偏光板の作製>
実施例1における保護フィルムa−1をTAC(TD80 富士写真フィルム(株)製)に変更した以外は実施例1と同様にして、比較例1〜3の偏光板を作製した。
<偏光板の作製>
実施例1において、保護フィルムa−1、及び粘着剤を表1に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例8の偏光板を作製した。
<偏光板の作製>
保護フィルムbと上記鹸化したWVフィルムの光学異方性層が塗布されていない面に、上記偏光子を、完全鹸化型ポリビニルアルコール5%水溶液を接着剤として貼合し、実施例9の偏光板を作製した。
<TN型液晶表示装置>
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、代わりに実施例1〜9、及び比較例1〜7の偏光板を、保護フィルムが外側(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表1に記載の粘着剤を介して貼り付けた。評価結果を表2に示す。
また、粘着剤層のひずみ量Aが、500μm以上1,300μm以下であり、低透湿保護フィルムの60℃40%相対湿度での透湿度が、15g/m2・日以下である実施例3〜5の偏光板、及び液晶表示装置は、剥がれ評価、及び光漏れ評価において更に好ましい性能を示した。
更に、粘着剤層のひずみ量Aが、700μm以上1,300μm以下であり、低透湿保護フィルムの60℃40%相対湿度での透湿度が、15g/m2・日以下である実施例4〜5の液晶表示装置は、光漏れ評価において更に好ましい性能を示した。
WVフィルムをTACフィルムに変更し、液晶セルがVA型であるVA型液晶表示装置(LC−26GD3 シャープ製)において、上記TN型液晶表示装置の作製と同様にしてVA型液晶表示装置を作製し、実施例1〜9、及び比較例1〜7と同様の評価を行ったところ、TN型液晶表示装置に適用した実施例1〜9、及び比較例1〜7と同様の評価が得られた。
WVフィルムをTACフィルムに変更し、液晶セルがIPS型であるIPS型液晶表示装置(Th−26LX300 松下製)において、上記TN型液晶表示装置の作製と同様にして、IPS型液晶表示装置を作製し、実施例1〜9、及び比較例1〜7と同様の評価を行ったところ、TN型液晶表示装置に適用した実施例1〜9、及び比較例1〜7と同様の評価が得られた。
2 透明基材フィルム
3 被覆層
4 ハードコート層
5 偏光板
6 偏光子
7 偏光板用保護フィルム
8 粘着層
9 液晶セル
10 液晶表示装置
Claims (9)
- 偏光子と、該偏光子の両面に設けられた保護フィルムとを有する偏光板であって、
前記保護フィルムの少なくとも一方が低透湿保護フィルムであり、他方の前記保護フィルム上に粘着剤層が形成され、
前記粘着剤層は、該粘着剤層を介して接着面積10mm×25mmで基板に固定し、80℃で1kgの荷重を1時間かけるクリープ試験から得られる粘着剤層のひずみ量Aが、100μm以上3,000μm以下であり、
前記低透湿保護フィルムの60℃40%相対湿度での透湿度が、100g/m2・日以下であることを特徴とする偏光板。 - 粘着剤層のひずみ量Aが、700μm以上1,300μm以下である請求項1に記載の偏光板。
- 保護フィルムが、透明支持体と、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樹脂からなる被覆層とを少なくとも有する請求項1から2のいずれかに記載の偏光板。
- 保護フィルムが、透明支持体と、ビニルアルコール系樹脂を含む被覆層とを少なくとも有する請求項1から3のいずれかに記載の偏光板。
- 被覆層に、層状無機化合物が含まれる請求項4に記載の偏光板。
- 透明支持体が、セルロースアシレート類からなる請求項3から5のいずれかに記載の偏光板。
- 低透湿保護フィルムが、脂環式構造を有する樹脂からなる請求項1から6のいずれかに記載の偏光板。
- ハードコート性を有するハードコート層、及び反射防止層の少なくともいずれかが保護フィルム上に形成された請求項1から7のいずれかに記載の偏光板。
- 請求項1から8のいずれかに記載の偏光板と、液晶セルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
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