JP2016062032A - 偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光板100は、偏光膜10と、偏光膜10の少なくとも片面に設けられた透明保護層30とを備え、偏光膜10と該透明保護層30が、第1の接着層20を介して、積層しており、偏光膜10の厚みが、10μm以下であり、透明保護層30の総厚が、偏光膜10の厚みの6倍以下であり、透明保護層30の透湿度が、200g/m2/24hr以下であり、第1の接着層20のバルク吸水率が、10重量%以下である。
【選択図】図1
Description
該偏光膜と該透明保護層が、第1の接着層を介して、積層しており、該偏光膜の厚みが、10μm以下であり、該透明保護層の総厚が、該偏光膜の厚みの6倍以下であり、該透明保護層の透湿度が、200g/m2/24hr以下であり、該第1の接着層のバルク吸水率が、10重量%以下である。
1つの実施形態においては、上記透明保護層の総厚みが、30μm以下である。
1つの実施形態においては、本発明の偏光板は、上記偏光膜の片面にのみ透明保護層が設けられ、上記偏光膜と、上第1の接着層と、前記透明保護層とをこの順に備える。
1つの実施形態においては、上記透明保護層の厚みが、上記偏光膜の厚みの3倍以下である。
1つの実施形態においては、本発明の偏光板は、最外側に、第2の接着層をさらに備える。
1つの実施形態においては、上記第2の接着層の厚みが、10μm以上である。
本発明の別の局面によれば、光学積層体が提供される。この光学積層体は、上記偏光板と、輝度向上フィルムとを備える。
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略断面図である。この偏光板100は、偏光膜10と、偏光膜10の片面に設けられた透明保護層30とを備える。偏光膜10と透明保護層30とは、第1の接着層20を介して、積層している。すなわち、この実施形態による偏光板100は、偏光膜10と、第1の接着層20と、透明保護層30とをこの順に備える。
上記偏光膜の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは8μm以下であり、さらに好ましくは6μm以下である。このように薄い偏光膜を用いることにより、薄型の偏光板を得ることができる。また、偏光膜を薄くすることにより、周囲の環境の変化により発生する偏光膜の伸縮力を小さくすることができる。偏光膜が比較的厚い場合、偏光膜に発生する伸縮力が大きくなる為、偏光膜の伸縮を抑制するために厚い保護層を貼り合わせる必要がある。一方、本発明のように、偏光膜を薄くして偏光膜に発生する伸縮力を小さくすれば、透明保護層を薄くすることができ、偏光板全体を薄くすることができる。さらに、偏光膜が薄く偏光膜に発生する伸縮力が小さくなれば、貼り合わされた部材(例えば、輝度向上フィルム、位相差フィルム、液晶セル)との間で発生する応力が小さくなり、該部材に発生する光学的な歪も抑制される。本発明においては、耐久性を損なうことなく、偏光膜を薄くすることができる。上記偏光膜の厚みの下限は、好ましくは1μm以上であり、より好ましくは2μm以上である。
上記透明保護層としては、任意の適切な樹脂フィルムが採用され得る。透明保護層の形成材料としては、例えば、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。
上記第1の接着層は、バルク吸水率が10重量%以下であり、好ましくは8重量%以下であり、より好ましくは5重量%以下であり、さらに好ましくは0.05重量%〜2重量である。バルク吸水率が10重量%以下であれば、高温高湿下での耐久性に優れる偏光板を得ることができる。より具体的には、高温高湿の環境下においた時の偏光膜への水の浸入が抑制され、偏光膜の透過率変化、偏光度低下を抑制することができる。一方、バルク吸水率を0.05重量%以上とすることにより、偏光膜と接触した際に、偏光膜に含まれる水分を適度に吸収し得る接着層を形成することができ、得られる偏光板の外観不良(ハジキ、気泡など)を抑制することができる。なお、バルク吸水率は、JIS K 7209に記載の吸水率試験方法に準じて測定される。具体的には、硬化後の第1の接着層を23℃の純水に24時間浸漬した場合の吸水率であり、バルク吸水率(%)=[{(浸漬後の接着層の重量)−(浸漬前の接着層の重量)}/(浸漬前の接着層の重量)]×100の式より求められる。
サンプルサイズ:幅10mm、長さ30mm、
クランプ距離20mm、
測定モード:引っ張り、周波数:1Hz、昇温速度:5℃/分
上記ラジカル重合硬化型接着剤は、硬化性化合物としてのラジカル重合性化合物を含む。ラジカル重合性化合物は、活性エネルギー線により硬化する化合物であってもよく、熱により硬化する化合物であってもよい。活性エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線、可視光線等が挙げられる。
上記カチオン重合硬化型接着剤は、硬化性化合物としてのカチオン重合性化合物を含む。カチオン重合性化合物としては、例えば、エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する化合物が挙げられる。エポキシ基を有する化合物は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物が好ましく用いられる。エポキシ基を有する化合物としては、例えば、少なくとも2個のエポキシ基と少なくとも1個の芳香環を有する化合物(芳香族系エポキシ化合物)、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有し、そのうちの少なくとも1個は脂環式環を構成する隣り合う2個の炭素原子との間で形成されている化合物(脂環式エポキシ化合物)等が挙げられる。
上記第1の接着層は、偏光膜上または透明保護層を形成する樹脂フィルム上に上記硬化型接着剤を塗布し、次いで、偏光膜と上記樹脂フィルム(透明保護層)とを貼り合わせ、その後、該硬化型接着剤を硬化して形成することができる。
本発明の偏光板は、最外側に第2の接着層を備え得る。該第2の接着層は、偏光板を他の部材(例えば、液晶セル)に貼着する際に機能する。第2の接着層を形成する材料としては、例えば、粘着剤、接着剤、アンカーコート剤が挙げられる。接着層は、被着体の表面にアンカーコート層が形成され、その上に接着層が形成されたような、多層構造であってもよい。
図3は、本発明の1つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。この光学積層体200は、偏光板100と、第3の接着層40と、光学フィルム50とを備える。偏光板100としては、A項〜E項で説明した偏光板が用いられ得る。なお、図3においては、偏光膜の片面に透明保護層を備える偏光板(図1に示す偏光板)を用いた例を示しているが、偏光板として、偏光膜の両面に透明保護層を備える偏光板(図2に示す偏光板)を用いてもよい。第3の接着層40は、偏光板100に備えられる透明保護層30の外側(すなわち、第1の接着層20とは反対側の面)に配置されている。好ましくは、第3の接着層40は、透明保護層30上に直接設けられる。光学フィルム50は、第3の接着層40を介して、偏光板100に配置されている。本発明の光学積層体においては、偏光板と光学フィルムとを組み合わせて用いることにより、偏光板に備えられる偏光膜の耐久性が優れる。
上記光学フィルムとしては、光学積層体の用途に応じて、任意の適切な光学フィルムが用いられ得る。光学フィルムとしては、輝度向上フィルム、光拡散フィルム、集光フィルム等が挙げられる。なかでも、好ましくは輝度向上フィルムである。
上記偏光膜と光学フィルムとは、第3の接着層を介して、積層される。
上記光学積層体は、任意の適切な製造方法により製造され得る。上記光学積層体は、上記偏光板を形成する工程aと、上記光学フィルム上に第3の接着層を形成して積層体Iを得る工程bと、偏光板と積層体Iとを積層する工程cとを含む。
偏光膜の単体透過率T、平行透過率Tp、直交透過率Tcは、紫外可視分光光度計(日本分光社製V7100)を用いて測定した。これらのT、Tp、Tcは、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により測定して視感度補正を行なったY値である。該測定は、偏光膜の取り扱いを容易にするため、偏光膜に透明保護層(アクリル系樹脂フィルム)を貼合せた状態で行った。透明保護層の吸光は、偏光膜の吸光と比べて無視できる程小さいため、積層体の透過率を偏光膜の透過率とした。
偏光度Pを上記の透過率を用い、次式により求めた。
偏光度P(%)={(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
偏光膜および各層の厚みは、デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、商品名「KC−351C」)を用いて測定した。
JIS Z0208に記載の防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)に基づいて測定した。
第1の接着層の形成に用いた硬化型接着剤を、実施例と同様の条件で硬化させて、厚み100μmの評価用硬化物(重量:M1g)を作製した。該評価用硬化物を、23℃の純水に24時間浸漬させ、その後、取り出して表面の水を拭き取った後、浸漬後の該評価用硬化物の重量(M2g)を測定した。浸漬前の評価用硬化物の重量M1gと、浸漬後の評価用硬化物の重量M2とから、{(M2−M1)/M1}×100(%)の式により、バルク吸水率を算出した。
A−PET(アモルファス−ポリエチレンテレフタレート)フィルム、(三菱樹脂社製 商品名「ノバクリア SH046」、厚み:200μm)を樹脂基材として用意し、該樹脂基材の表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製 商品名「ゴーセファイマー Z200」、重合度:1200、ケン化度:99.0%以上、アセトアセチル変性度:4.6%)を1wt%添加したPVA(重合度:4200、ケン化度:99.2%)を、乾燥後の膜厚が12μmになるように上記樹脂基材上に塗布し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、樹脂基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
この積層体をまず空気中130℃で2.0倍に延伸して、延伸積層体を生成した。
次に、延伸積層体を液温30℃のホウ酸不溶化水溶液に30秒間浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA分子が配向されたPVA層を不溶化させた。本工程のホウ酸不溶化水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とした。
次いで、延伸積層体を染色液(液温:30℃)に浸漬して、PVA層にヨウ素を吸着させた着色積層体を得た。該染色液は、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含み、最終的に得られる偏光膜を構成するPVA層の単体透過率が42.5%となるように、調整した。染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を0.08〜0.25重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.56〜1.75重量%の範囲内とした。
次に、着色積層体を40℃のホウ酸架橋水溶液に60秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士に架橋処理を施す工程を行った。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して5重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して3.0重量部とした。
さらに、得られた着色積層体をホウ酸水溶液中で延伸温度70℃として、先の空気中での延伸と同様の方向に2.7倍に延伸した。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して4.0重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5.0重量部とした。
該延伸後の積層体をホウ酸水溶液から取り出し、PVA層の表面に付着したホウ酸を、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して4.0重量部とした水溶液で洗浄し、60℃の温風による乾燥工程によって乾燥し、A−PETフィルムに積層された厚みが5μmの偏光膜を得た。
グルタルイミド環単位を有するメタクリル樹脂ペレットを、100.5kPa、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度270℃でTダイから押出してフィルム状に成形した。さらに当該フィルムを、その搬送方向に、樹脂のTgより10℃高い雰囲気下で延伸し、次いでフィルム搬送方向と直交する方向に樹脂のTgより7℃高い雰囲気下で延伸して、アクリル系樹脂から構成される保護層形成用樹脂フィルムを得た。
なお、該フィルムとして、厚み20μmの保護層形成用樹脂フィルムI(透湿度:160g/m2/24hr)と、厚み30μmの保護層形成用樹脂フィルムII(透湿度:120g/m2/24hr)とを作製した。
表1に示すように各成分を混合して50℃で1時間撹拌し、活性エネルギー線により硬化し得る硬化型接着剤Aおよび硬化型接着剤Bを得た。なお、これらの硬化型接着剤を後述の実施例1と同様の条件により硬化させて、バルク吸水率を測定したところ、硬化型接着剤Aのバルク吸水率は、1.3重量%であり、硬化型接着剤Bのバルク吸水率は、68.2重量%であった。
HEAA:ヒドロキシエチルアクリルアミド、logP=−0.56、ホモポリマーのTg=123℃、興人社製;
ACMO:アクリロイルモルホリン、logP=−0.20、ホモポリマーのTg=150℃、興人社製;
FA−THFM:テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、logP=1.13、ホモポリマーのTg=45℃、日立化成社製;
ライトアクリレートDCP−A:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、logP=3.05、ホモポリマーのTg=134℃、共栄社化学社製;
TPGDA:トリプロピレングリコールジアクリレート、logP=1.68、ホモポリマーのTg69℃、東亞合成社製(アロニックスM−220)、であり、
ラジカル重合開始剤は、
IRGACURE907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン)、logP=2.09、BASF社製;
KAYACURE DETX−S(ジエチルチオキサントン)、logP=5.12、日本化薬社製、である。
A−PETフィルムに積層された厚みが5μmの偏光膜(製造例1)に対し、A−PETとは反対側の面に、上記硬化型接着剤A(製造例3)を介して上記の厚み20μmの保護層形成用樹脂フィルムI(製造例2)を貼り合せた。具体的には保護層形成用樹脂フィルムI上に、硬化型接着剤Aを、MCDコーター(富士機械社製、セル形状:ハニカム、グラビアロール線数:1000本/inch、回転速度140%/対ライン速)を用いて、厚み0.7μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。貼り合わせのライン速度は25m/minで行った。その後、保護層形成用樹脂フィルムI側から、IRヒーターを用いて50℃に加温し、上記可視光線を保護層形成用樹脂フィルムI側に照射して上記硬化型接着剤Aを硬化させた後、70℃で3分間熱風乾燥して、A−PETフィルムに積層された偏光膜の片側に透明保護層を有する積層体を得た。なお、可視光線の照射には、照射装置としてガリウム封入メタルハライドランプ(Fusion UV Systems,Inc社製、商品名「Light HAMMER10」、バルブ:Vバルブ)を用い、照射条件はピーク照度:1600mW/cm2、積算照射量1000/mJ/cm2(波長380〜440nm)とした。なお、可視光線の照度は、Solatell社製のSola−Checkシステムを使用して測定した。さらに、この積層体からA−PETフィルムを剥離して、偏光膜/第1の接着層/透明保護層とからなる偏光板を得た。
次に、偏光膜と透明保護層とからなる積層体の偏光膜面に、厚み20μmのアクリル系接着層を介して、東レフィルム加工株式会社製の離型フィルム(商品名:セラピール、厚み38μm)を貼り合せた。さらに、偏光膜と透明保護層とからなる積層体の透明保護層面に、厚み5μmのアクリル系接着層(第3の接着層)を介して、住友スリーエム社製の輝度向上フィルム(商品名:APF、厚み:20μm)を貼り合せて光学積層体を作製した。
保護層形成用樹脂フィルムIに代えて、保護層形成用樹脂フィルムII(厚み:30μm、透湿度:120g/m2/24hr)を用いた以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
保護層形成用樹脂フィルムIに代えて、シクロオレフィン系保護フィルム(ゼオン社製、厚み:13μm、透湿度:12g/m2/24hr)を用いた以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
製造例1で得られたA−PETと偏光膜との積層体から、A−PETフィルムを剥離した後、該偏光膜の両面に、上記硬化型接着剤Aを介して、シクロオレフィン系保護フィルム(ゼオン社製、厚み:13μm、透湿度:12g/m2/24hr)を貼り合わせて、透明保護層/第1の接着層/偏光膜/第1の接着層/透明保護層からなる偏光板を得た。なお、貼り合わせ方法は、実施例1と同様にした。
この偏光板を用いた以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
硬化型接着剤Aに代えて、硬化型接着剤Bを用いた以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
硬化型接着剤Aに代えて、硬化型接着剤Bを用いた以外は、実施例2と同様にして光学積層体を得た。
保護層形成用樹脂フィルムIに代えて、トリアセチルセルロース系フィルム(厚み:25μm、透湿度:2000g/m2/24hr)を用いた以外は、実施例1と同様にして光学積層体を得た。
実施例及び比較例で作製した光学積層体を、加温加湿試験に供し、試験後の外観に基づき、耐久性の評価を行った。
具体的には、150mm×200mmのサイズの光学積層体をガラスに貼り合わせて評価サンプルを作製し、該評価サンプルを、温度65℃/湿度90%の加温加湿オーブンに500時間、放置した。評価サンプルをオーブンから取り出してから12時間後、輝度10000cd/cm2のバックライト上に評価サンプルと偏光板(日東電工株式会社製 SEGタイプ偏光板)をクロスニコルの状態で配置して評価サンプルに斑等の外観不良が発生していないかどうか確認した。
その結果、実施例1〜4においては、斑等の外観不良は視認されず、当該実施例で作製した光学積層体および偏光板は耐久性に優れていた。一方、比較例1〜3では、スジ上に斑模様(ムラ)が視認され、当該比較例で作製した光学積層体および偏光板は耐久性に劣っていた。
実施例および比較例の概要、および当該評価結果を表2に示す。また、実施例1の当該評価における外観写真を図5(a)に、比較例1の当該評価における外観写真を図5(b)に示す。
20 第1の接着層
30 透明保護層
100 偏光板
Claims (7)
- 偏光膜と、該偏光膜の少なくとも片面に設けられた透明保護層とを備え、
該偏光膜と該透明保護層が、第1の接着層を介して、積層しており、
該偏光膜の厚みが、10μm以下であり、
該透明保護層の総厚が、該偏光膜の厚みの6倍以下であり、
該透明保護層の透湿度が、200g/m2/24hr以下であり、
該第1の接着層のバルク吸水率が、10重量%以下である、
偏光板。 - 前記透明保護層の総厚みが、30μm以下である、請求項1に記載の偏光板。
- 前記偏光膜の片面にのみ透明保護層が設けられ、
前記偏光膜と、前記第1の接着層と、前記透明保護層とをこの順に備える、
請求項1または2に記載の偏光板。 - 前記透明保護層の厚みが、前記偏光膜の厚みの3倍以下である、請求項3に記載の偏光板。
- 最外側に、第2の接着層をさらに備える、請求項1から4のいずれかに記載の偏光板。
- 前記第2の接着層の厚みが、10μm以上である、請求項1から5のいずれかに記載の偏光板。
- 請求項1から6のいずれかに記載の偏光板と、輝度向上フィルムとを備える、光学積層体。
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