JP2009191149A - 偏光板用粘着剤組成物およびこれを利用した偏光板 - Google Patents

Abstract

【課題】過酷な使用環境条件においても、優れた耐久性と光漏れ防止性とを兼ね備えた偏光板用粘着剤組成物を提供すること。
【解決手段】次の成分（Ａ）および（Ｂ）（Ａ）少なくとも次の成分（ａ１）ないし（ａ３）を共重合することにより得られる重量平均分子量が１００万〜２００万であるアクリル系ポリマー１００質量部（ａ１）（メタ）アクリル酸アルキルエステル５０〜９４．９質量％（ａ２）芳香環含有モノマー５〜４０質量％(ａ３）官能基含有モノマー０．１〜１０質量％(Ｂ）石油系液状粘着付与樹脂１〜２０質量部(Ｃ）硬化剤０．０１〜２質量部（Ｄ）シランカップリング剤０．０１〜１質量部を含有することを特徴とする偏光板用粘着剤組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、偏光板用粘着剤組成物に関し、より詳細には、複屈折を低減し、偏光板の寸法変化によって生じる応力を緩和することによって光漏れを有効に防止し、さらに高い耐久性を備えた偏光板用粘着剤組成物およびこれを用いた偏光板に関するものである。

液晶素子は、液晶材料が２枚の基板間に挟まれた構造を有しており、この基板の表面には粘着剤層を介して偏光板が貼着されている。近年、液晶素子は、車両搭載用、屋外計器用、パソコンのディスプレイ、テレビ等用途が拡大しており、それに伴い使用環境も非常に過酷になってきている。

このような過酷な使用環境下においては、偏光板に使用される粘着剤に、発泡、ハガレ、キレツ等が生じる場合があった。また、ディスプレイの大型化に伴って、偏光板の寸法変化に対して粘着剤が追従できず、光漏れが生じて表示品質が低下するという問題があった。

上記問題を解決するために、出願人は既に、芳香環含有モノマー、官能基含有モノマー等を共重合させたアクリル系ポリマー、イソシアネート系架橋剤、シランカップリング剤を用い、アクリル系ポリマーの重量平均分子量の範囲および重量平均分子量と数平均分子量の比を一定の範囲に調整した粘着剤組成物を提案している（特許文献１）。また、特定の屈折率を有する固体のタッキファイヤーを用いることによって、屈折率を調整し耐久性を向上させた粘着剤組成物が提案されている（特許文献２および３）。

しかしながら、上記特許文献１のように芳香環含有モノマーを共重合して光漏れ性を制御するためには比較的多量の芳香環含有モノマーを共重合する必要があり、このような芳香環含有モノマーはガラス転移温度が高く粘着剤の柔軟性を低下させてしまうため基材密着性や粘着剤の追従性が悪くなり光漏れを生じさせるおそれがあった。また、上記特許文献２、３のように固体のタッキファイヤーを使用すると粘着剤の追従性を悪化させてしまうという問題があった。
特開２００７−１３８０５６号公報 特開２００６−３４２２５８号公報 特開２００７−８４７６２号公報

従って、本発明は、耐久性に優れるとともに、高い追従性を有し光漏れ防止効果に優れる偏光板用粘着剤組成物を提供することをその課題とするものである。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、芳香環含有モノマーを共重合させたアクリル系ポリマーに、液状の石油系粘着付与樹脂を添加することによって、応力緩和性を付与するとともに、アクリル系ポリマー中の芳香環含有モノマーの共重合量が少ない量であっても高い耐光漏れ性を発揮させることができ、芳香環含有モノマーのようなガラス転移温度の高いモノマーを多量に使用する必要が無く、得られる粘着剤層の追従性を損なうことがないことを見いだした。
また、石油系粘着付与樹脂はアクリル系ポリマーの光弾性率を調整して複屈折を低減することができるため、光漏れ防止性が著しく向上し、さらにその配合量は少量であっても十分な効果が得られるためブリードなどによって耐久性が損なわれることもないことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、
次の成分（Ａ）および（Ｂ）
（Ａ）少なくとも次の成分（ａ１）ないし（ａ３）を共重合することにより得られる重
量平均分子量が１００万〜２００万であるアクリル系ポリマー １００質量部
（ａ１）（メタ）アクリル酸アルキルエステル ５０〜９４．９質量％
（ａ２）芳香環含有モノマー ５〜４０ 質量％
（ａ３）官能基含有モノマー ０．１〜１０ 質量％
（Ｂ）石油系液状粘着付与樹脂 １〜２０質量部
（Ｃ）硬化剤 ０．０１〜２質量部
（Ｄ）シランカップリング剤 ０．０１〜１質量部
を含有することを特徴とする偏光板用粘着剤組成物である。

また本発明は、偏光フィルムの少なくとも一方の面に上記偏光板用粘着剤組成物から形成される粘着剤層を設けてなる偏光板である。

本発明の偏光板用粘着剤組成物は、優れた耐久性を有し、高温高湿条件においても発泡、ハガレ、キレツ等の発生を抑制することができる。また、偏光板の寸法変化に柔軟に追従し、応力を緩和するとともに、複屈折を低減することによって、光漏れを有効に防止することが可能なものである。

本発明の偏光板用粘着剤組成物に用いる成分（Ａ）のアクリル系ポリマーは、少なくとも、成分（ａ１）（メタ）アクリル酸アルキルエステル、成分（ａ２）芳香環含有モノマーおよび成分（ａ３）官能基含有モノマーを共重合して得られるものである。

成分（ａ１）の（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、特に限定されるものではないが、炭素数１〜１２の分岐していてもよいアルキル基を有するものが好ましく、具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートが挙げられる。これらのうち、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートが高分子量化が容易で耐久性が向上するため特に好ましい。

また、成分（ａ２）の芳香環含有モノマーは、構造中に芳香族基を含む共重合可能な化合物であり、成分（Ａ）のアクリル系ポリマーの光弾性率を調整し、複屈折を低減する作用を有する。この芳香環含有モノマーとして、具体的には、フェニルアクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル化β−ナフトールアクリレート、ビフェニル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等が挙げられる。これらのうち、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレートが、粘着剤としての柔らかさを維持できるため好ましく用いられる。

成分（Ａ）中の成分（ａ１）および（ａ２）の含有量は、成分（ａ１）が５０〜９４．９質量％（以下、単に「％」で示す）、好ましくは７０〜９０％であり、成分（ａ２）が５〜４０％、好ましくは５〜２９％である。

成分（Ａ）は、上記成分（ａ１）および（ａ２）のモノマーの他に、官能基含有モノマー（ａ３）を共重合させることで、官能基含有モノマーの官能基が硬化剤との反応点として作用し、粘着力、耐久性を向上させることができる。この官能基含有モノマー（ａ３）としては水酸基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマーなどが挙げられる。

水酸基含有モノマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート、クロロ−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、アリルアルコール等が例示できる。

カルボキシル基含有モノマーの例としては、（メタ）アクリル酸、２−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、３−カルボキシプロピル（メタ）アクリレート、４−カルボキシブチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及び無水マレイン酸などを挙げることができる。

アミノ基含有モノマーの例としては、アミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ビニルピリジンなどを挙げることができる。

官能基含有モノマー（ａ３）として、上記したモノマーの１種または２種以上を用いることができるが、これらのうち、（メタ）アクリル酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートが上述の（ａ１）、（ａ２）モノマーとの共重合性が良好であるため好ましく用いられる。

成分（Ａ）中の成分（ａ３）の含有量は、通常０．１〜１０％、好ましくは、１〜５％である。

成分（Ａ）の製造に当たっては、上記以外の共重合可能なモノマーを使用することもできる。この共重合され得るモノマーの例としては、グリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有（メタ）アクリレート；アセトアセトキシエチル（メタ）アクリレート等のアセトアセチル基含有（メタ）アクリレート；酢酸ビニル、塩化ビニル並びに（メタ）アクリロニトリル等が挙げられる。

成分（Ａ）は、溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法及び懸濁重合法等の従来公知の重合法により製造することができるが、乳化剤や懸濁剤等の重合安定剤を含まない溶液重合法及び塊状重合法により製造したものが好ましい。

上記のようにして得られる成分（Ａ）の重量平均分子量は１００〜２００万であり、好ましくは１２０〜１８０万である。重量平均分子量が１００万未満であると、高温環境下で発泡が生じやすく、２００万よりも大きいと粘着剤塗工時の塗工性が悪くなる。なお、本明細書において重量平均分子量とは、実施例中に記載した測定方法により求められる値を意味する。

また本発明に用いる成分（Ｂ）の石油系液状粘着付与樹脂は、成分（Ａ）のアクリル系ポリマーの応力緩和性を与える成分である。この石油系液状粘着付与樹脂としては、スチレン系、α−スチレン系、テルペン系、芳香族変性テルペン系、水添テルペン系、キシレン樹脂系、脂肪族系等の液状粘着付与樹脂が挙げられ、このうち、スチレン系、α−スチレン系、芳香族変性テルペン系の液状粘着付与樹脂が、成分（Ａ）のアクリル系ポリマーとの相溶性が良好であるため好ましい。また、成分（Ｂ）は、室温（２５℃）で粘性を持つ液状又は半固形状を呈するものであり、その軟化点は３０℃以下であることが好ましく、さらに２０℃以下が好ましい。石油系粘着付与樹脂の軟化点が３０℃よりも高く室温で固体であると、追従性が低下し十分な光漏れ防止効果が得られない。

本発明の偏光板用粘着剤組成物における成分（Ｂ）の配合量は、成分（Ａ）１００質量部（以下、単に「部」で示すことがある）に対して、１〜２０部であり、好ましくは５〜１５部である。１部よりも少ないと応力緩和性が不十分で光漏れを生じるおそれがあり、２０部よりも多いと耐久性が低下し、特に湿熱環境下ではキレツが発生するおそれがある。このような量で使用することにより、成分（Ａ）中の芳香族環含有モノマーの使用量を低減し、得られる粘着剤の柔軟性を向上させながら、高い耐光漏れ性を付与することができる。

本発明に用いる成分（Ｃ）の硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤等が例示でき、これらのうち、イソシアネート系硬化剤を使用すると粘着性能のバランスが良好で、基材への密着性に優れるという点で好ましく用いられる。

イソシアネート系硬化剤の具体例として、トリレンジイソシアネート、クロルフェニレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添されたジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネートモノマー及びこれらイソシアネートモノマーをトリメチロールプロパンなどと付加したイソシアネート化合物やイソシアヌレート化物、ビュレット型化合物、さらにはポリエーテルポリオールやポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオールなど付加反応させたウレタンプレポリマー型のイソシアネートなどを挙げることができる。これらのうち、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートの多価アルコール付加物が耐久性と、耐光漏れ性のバランスに優れるため好ましく用いられる。

本発明の偏光板用粘着剤組成物における成分（Ｃ）の配合量は、成分（Ａ）１００部に対して、０．０１〜２部であり、好ましくは０．１〜１部である。０．０１部よりも少ないと凝集力が低下し、高温環境下で発泡が生じやすく、２質量部よりも多いとフィルムへの追従性が不足しハガレが生じたり、光漏れを生じたりする場合がある。

本発明に用いる成分（Ｄ）のシランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン，ビニルトリエトキシシラン，メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の重合性不飽和基含有ケイ素化合物、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン，２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ構造を有するケイ素化合物、３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−（２−アミノエチル）−３アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物、３−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのうち、成分（Ａ）のアクリル系ポリマー中に含まれる官能基と反応する官能基を有しているシランカップリング剤を使用すると湿熱環境下でハガレを生じさせないという点で好ましい。

本発明の偏光板用粘着剤組成物における成分（Ｄ）の配合量は、成分（Ａ）１００部に対して、０．０１〜１部であり、好ましくは０．０５〜０．３部である。０．０１部よりも少ないと湿熱環境下においてハガレが発生しやすくなり、２部よりも多いと高温環境下においてシランカップリング剤がブリードし、逆に剥がれやすくなってしまうため好ましくない。

なお、本発明の偏光板用粘着剤組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤等の任意成分を配合しても良い。

本発明の偏光板用粘着剤組成物の調製は、上記成分（Ａ）ないし（Ｄ）を常法に従って混合することによって行われる。

かくして得られた偏光板用粘着剤組成物を、支持体上の少なくとも一方の面に常法に従って、塗工後、乾燥、架橋処理して粘着剤層を形成させることにより本発明の偏光板用粘着シートが得られる。支持体としては、表面に剥離処理されたポリエステルフィルムを使用することができる。粘着剤層の厚みは、通常１５〜３０μｍ、好ましくは、２０〜２５μｍ程度である。

また、上記偏光板用粘着剤組成物から形成される粘着剤層を、偏光フィルムの少なくとも一方の面に設けることによって、本発明の偏光板を得ることができる。偏光フィルム上に粘着剤層を設ける方法としては、偏光フィルムに上記粘着剤組成物を直接塗工し、乾燥、架橋処理して粘着剤層を形成させてもよいが、上記偏光板用粘着シートに形成された粘着剤層から偏光フィルム上に転写してもよい。偏光フィルム上に設けられる粘着剤層の厚みは、通常１５〜３０μｍ、好ましくは、２０〜２５μｍ程度である。また、本発明に使用される偏光フィルムとしては、他の機能を有する層が積層されていてもよく、具体的には、楕円偏光フィルム、位相差フィルム等も含まれる。これらのうち、特に、偏光フィルム、楕円偏光フィルムを用いた場合に、本発明の偏光板用粘着剤組成物の応力緩和性がより発揮できる。

上記のようにして得られる本発明の偏光板が用いられる液晶素子のタイプとしては特に限定されるものではなく、ＴＮモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＯＣＢモード等のいずれであってもよいが、これらのうち、本発明の偏光板の光漏れ防止性がより発揮されるためＴＮモード液晶素子に好適に使用できる。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。

製造例１〜６
撹拌機、還流冷却器、温度計及び窒素導入管を備えた反応装置に、それぞれ表１に示す質量部の共重合性モノマーと酢酸エチルを仕込み、アゾビスイソブチロニトリル（大塚化学社製）（以下「ＡＩＢＮ」と略記する）０．２部を加え、反応容器内の空気を窒素ガスで置換した。次いで、窒素雰囲気下で撹拌しながら６０℃に昇温した後、１０時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで希釈し、アクリル系ポリマー溶液を得た。

製造例１〜７で製造したアクリル系ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）を下記ＧＰＣ測定条件に従って測定した。その値を表１中に併せて示す。

＜ＧＰＣ測定条件＞
測定装置：ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ（東ソー社製）
ＧＰＣカラム構成：以下の５連カラム（すべて東ソー社製）
（１）ＴＳＫ−ＧＥＬ Ｈ_ＸＬ−Ｈ （ガードカラム）
（２）ＴＳＫ−ＧＥＬ Ｇ７０００Ｈ_ＸＬ
（３）ＴＳＫ−ＧＥＬ ＧＭＨ_ＸＬ
（４）ＴＳＫ−ＧＥＬ ＧＭＨ_ＸＬ
（５）ＴＳＫ−ＧＥＬ Ｇ２５００Ｈ_ＸＬ
サンプル濃度：１．０ｍｇ／ｃｍ^３ となるように、テトラヒドロフランで希釈
移動相溶媒：テトラヒドロフラン
流量：１．０ｃｍ^３／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃

実施例１
偏光板の作製：
（粘着剤組成物の調製）
製造例１により得られたアクリル系ポリマー溶液のアクリル系ポリマー（固形分）１００部に対して、スチレン系の液状粘着付与樹脂としてピコラスチックＡ５（イーストマンコダック社製、軟化点２０℃）、イソシアネート系硬化剤コロネートＬ（日本ポリウレタン工業(株)社製）０．３部、シランカップリング剤ＫＢＥ−９００７（信越化学工業社製）０．１部を添加し、粘着剤組成物を得た。

（偏光板の作製）
得られた粘着剤組成物を剥離処理したポリエステルフィルムの表面に塗布して乾燥させることにより、厚さ２５μｍの粘着剤層を有する粘着シートを得た。この粘着シートを偏光フィルムの片面に貼り付け、温度２３℃、湿度６５％ＲＨの条件で７日間熟成させて偏光板を得た。

実施例２〜４、比較例１〜８
アクリル系ポリマーと粘着付与樹脂を下記表２のように代えた以外は実施例１と同様にして粘着剤組成物を得た。また、得られた粘着剤組成物を用い、実施例１と同様にして偏光板を作製した。

上記実施例及び比較例で得られた偏光板について、耐久性および光漏れ防止性を以下の評価方法で評価した。この結果を表２にまとめて示す。

＜耐久性の評価方法＞
偏光板を、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに裁断し、無アルカリガラス板の片面にラミネーターロールを用いて貼着し、次いで、５０℃、５気圧に調整されたオートクレーブに２０分間保持して、試験板を作成した。同様の試験板を２枚作成し、それぞれ、温度６０℃、湿度９０％ＲＨの条件下で５００時間放置、及び温度８０℃の条件下で５００時間放置し、以下の基準で、発泡、ハガレ、キレツの発生等を目視で観察し評価した。
（基準）
○：発泡、ハガレ、キレツ等の外観不良が認められなかった
△：発泡、ハガレ、キレツ等の外観不良がわずかに認められた
×：発泡、ハガレ、キレツ等の外観不良が明らかに認められた

＜光漏れ防止性の評価方法＞
偏光板２枚を、無アルカリガラス板の表裏面に相互に直交ニコル位になるようにラミネーターロールを用いて貼着し、次いで、５０℃、５気圧に調整されたオートクレーブに２０分間保持して、試験板を作成した。作成した試験板を、８５℃の条件下で５００時間放置し、光漏れを目視で観察し、以下の基準で評価した。
（基準）
◎：光漏れは全く見られなかった
○：光漏れはほぼ見られなかった
△：わずかに光漏れが見られた
×：明らかな光漏れが見られた

表２に示した評価結果から明らかなように、本発明の粘着剤組成物を用いた偏光板は、発泡、ハガレ、キレツ等が発生せず耐久性に優れ、また光漏れ防止性にも優れることが示された。一方、比較例の偏光板は、耐久性または光漏れ防止性の何れかに欠点が見られた。

本発明の粘着剤組成物は、優れた耐久性を有し、高温高湿条件においても発泡、ハガレ、キレツ等の発生を抑制することができる。また、偏光板の寸法変化に柔軟に追従し、応力を緩和するとともに、複屈折を低減することによって、光漏れを有効に防止することが可能である。したがって、このものは偏光板用の粘着剤組成物として好適に利用可能である。
以上

Claims (4)

1. 次の成分（Ａ）および（Ｂ）
   （Ａ）少なくとも次の成分（ａ１）ないし（ａ３）を共重合することにより得られる重
   量平均分子量が１００万〜２００万であるアクリル系ポリマー １００質量部
   （ａ１）（メタ）アクリル酸アルキルエステル ５０〜９４．９質量％
   （ａ２）芳香環含有モノマー ５〜４０ 質量％
   （ａ３）官能基含有モノマー ０．１〜１０ 質量％
   （Ｂ）石油系液状粘着付与樹脂 １〜２０質量部
   （Ｃ）硬化剤 ０．０１〜２質量部
   （Ｄ）シランカップリング剤 ０．０１〜１質量部
   を含有することを特徴とする偏光板用粘着剤組成物。
2. 成分（Ｂ）が、スチレン系、α−スチレン系または芳香族変性テルペン系である請求項１または２記載の偏光板用粘着剤組成物。
3. 支持体の少なくとも一方の面に請求項１ないし３のいずれかの項記載の偏光板用粘着剤組成物から形成される粘着剤層を設けてなる偏光板用粘着シート。
4. 偏光フィルムの少なくとも一方の面に請求項１ないし３の何れかの項記載の偏光板用粘着剤組成物から形成される粘着剤層を設けてなる偏光板。