JP2016105175A - 偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光子10と、その一方面に積層される第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21と、他方面に積層される第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム22とを含み、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21は、紫外線吸収剤を含有し、かつ190〜380nmの波長全域での透過率が20%以下であり、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム22は、紫外線吸収剤の含有量が1重量%以下である偏光板1、及びこれを用いた液晶パネルである。
【選択図】図1
Description
[1]偏光子と、偏光子の一方面に積層される第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムと、偏光子の他方面に積層される第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムとを含み、
前記第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、紫外線吸収剤を含有し、かつ190〜380nmの波長全域での透過率が20%以下であり、
前記第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、紫外線吸収剤の含有量が1重量%以下である、偏光板。
<偏光板>
図1は、本発明に係る偏光板の層構成の一例を示す概略断面図である。図1に示される偏光板1のように本発明の偏光板は、偏光子10;偏光子10の一方面に積層される第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21;偏光子10の他方面に積層される第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム22を含む。通常、第1及び第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム21,22はそれぞれ、第1接着剤層15、第2接着剤層25を介して偏光子10に貼合、積層される。図1に示されるように本発明の偏光板は、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム22の外面に積層される粘着剤層30をさらに含むことができる。本明細書において「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルからなる群より選択される少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリレート」や「(メタ)アクリロイル」などについても同様である。
偏光子(偏光フィルムともいう。)10は、光学軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、光学軸に直交する振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する光学フィルムであり、例えば、一軸延伸され、二色性色素が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムであることができる。二色性色素としては、ヨウ素や二色性有機染料が用いられる。偏光子10を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニルのケン化物であるポリビニルアルコールのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他のモノマー(例えばエチレンや不飽和カルボン酸等)との共重合体のケン化物であるビニルアルコール系共重合体であってもよい。偏光子10の厚みは通常、5〜40μm程度である。
第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21は、偏光板に耐久性(耐光性)を付与するために紫外線吸収剤が含有された保護フィルムであり、偏光板を液晶パネルに適用する際、視認側の偏光板にあってはその視認側(液晶セルとは反対側)、バックライト側の偏光板にあってはそのバックライト側(液晶セルとは反対側)に配置される保護フィルムである。
第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21を構成する(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系モノマー由来の構成単位を含む重合体である。該重合体は、典型的にはメタクリル酸エステルを含む重合体であり、好ましくはメタクリル酸エステルを主体とする、すなわち、全モノマー量を基準に、メタクリル酸エステル由来の構成単位を50重量%以上含む重合体である。(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル酸エステルの単独重合体であってもよいし、全モノマー量を基準に、メタクリル酸エステル由来の構成単位を50重量%以上と、他の重合性モノマー由来の構成単位を50重量%以下含む共重合体であってもよい。
第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21は、上述した(メタ)アクリル系樹脂以外の他の樹脂を含んでいてもよい。当該他の樹脂の含有率は、好ましくは0〜50重量%、より好ましくは0〜25重量%、さらに好ましくは0〜10重量%である。当該樹脂は、例えば、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、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)のようなオレフィン系ポリマー;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂のような含ハロゲン系ポリマー;ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体のようなスチレン系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステル;芳香族ジオールと芳香族ジカルボン酸からなるポリアリレート;ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートのような生分解性ポリエステル;ポリカーボネート;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610のようなポリアミド;ポリアセタール;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルニトリル;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシペンジレン;ポリアミドイミド等であることができる。
第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21に含有される紫外線吸収剤は、波長約200〜400nmに吸収極大を持つ紫外線吸収剤であることができ、その種類としては特に制限されず、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
トリアジン系紫外線吸収剤は、下記一般式(i):
Q1−Q2−OH (i)
で表わされる。式中、Q1は1,3,5−トリアジン環を表し、Q2は芳香族環を表す。
式中、R2、R2'、R2''、R11、R11'及びR11''は、後述する一般式(i−B)中のR2、R2'、R2''、R11、R11'及びR11''と同様の官能基を表し、R18'及びR18''は、互いに独立して、水素原子、ヒドロキシル基又はアルコキシ基(−OR1)を表す。
式中、R1は炭素原子数1〜18のアルキル基;炭素原子数5〜12のシクロアルキル基;炭素原子数3〜18のアルケニル基;フェニル基;フェニル基、ヒドロキシ基、炭素原子数1〜18のアルコキシ基、炭素原子数5〜12のシクロアルコキシ基、炭素原子数3〜18のアルケニルオキシ基、ハロゲン原子、−COOH、−COOR4、−O−CO−R5、−O−CO−O−R6、−CO−NH2、−CO−NHR7、−CO−N(R7)(R8)、CN、NH2、NHR7、−N(R7)(R8)、−NH−CO−R5、フェノキシ基、炭素原子数1〜18のアルキル基で置換されたフェノキシ基、フェニル−炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数6〜15のビシクロアルコキシ基、炭素原子数6〜15のビシクロアルキルアルコキシ基、炭素原子数6〜15のビシクロアルケニルアルコキシ基、又は炭素原子数6〜15のトリシクロアルコキシ基で置換された炭素原子数1〜18のアルキル基;ヒドロキシ基、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜6のアルケニル基又は−O−CO−R5で置換された炭素原子数5〜12のシクロアルキル基;グリシジル基;−CO−R9又は−SO2−R10を表すか;あるいはR1は1以上の酸素原子で中断された及び/又はヒドロキシ基、フェノキシ基若しくは炭素原子数7〜18のアルキルフェノキシ基で置換された炭素原子数3〜50のアルキル基を表すか;あるいはR1は−A;−CH2−CH(XA)−CH2−O−R12;−CR13R13'−(CH2)m−X−A;−CH2−CH(OA)−R14;−CH2−CH(OH)−CH2−XA;
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤は、下記一般式(ii):
ベンズトリアゾール系紫外線吸収剤は、下記一般式(iii):
ベンゾエート系紫外線吸収剤は、下記一般式(iv):
ベンゾエート系紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、2,6−ジ−t−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエート、n−ヘキサデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート及びn−オクタデシル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤は、下記一般式(v):
透過率(%)=100×(透過した光の強度I/入射光強度I0)
で定義され、各波長における透過率は、紫外可視吸光光度計などにより測定することができる。
第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム22は、偏光子10の他方の面に積層される保護フィルムであり、偏光板を液晶パネルに適用する際、視認側の偏光板、バックライト側の偏光板のいずれにおいても液晶セル側に配置される保護フィルムである。
R0=(nx−ny)×d
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d
で定義される。nxはフィルムの面内遅相軸方向の屈折率、nyは面内進相軸方向(面内遅相軸方向と面内で直交する方向)の屈折率、nzは厚み方向の屈折率、dはフィルムの厚みである。
第1及び第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム21,22と偏光子10と貼合は通常、接着剤を用いて行われる(図1の第1及び第2接着剤層15,25)。第1及び第2接着剤層15,25を形成する接着剤は、好ましくは紫外線硬化性接着剤であり、より好ましくは260〜320nmの波長域の紫外線に感応して硬化する接着剤である。従って、第1及び第2接着剤層15,25は、好ましくは当該接着剤の硬化物層である。
CH2=C(R28)−CONH(2-i)−(L−O−R29)i 一般式(vi)
で表されるN−置換アミド系モノマーがより好ましい。式中、R28は水素原子又はメチル基を表し、Lはメチレン基又はエチレン基を表し、R29は水素原子、メチル基、又はエチル基を表し、iは1又は2を表す。
本発明の偏光板は、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム22の外面(偏光子10とは反対側の表面)に、当該偏光板を液晶セル等の他の部材に貼合するための粘着剤層30を備えることができる。粘着剤層30に用いられる粘着剤は、例えば(メタ)アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、フッ素系粘着剤、ゴム系粘着剤等であることができるが、中でも、透明性、粘着力、信頼性、リワーク性等の観点から、(メタ)アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
本発明の偏光板は、偏光板に所望の光学特性又はその他の特徴を付与するために、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21の外面(偏光子10とは反対側の表面)にコーティング層を有することができる。コーティング層の具体例は、ハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、防汚層を含む。第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム21の表面に表面処理層を形成する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
本発明に係る液晶パネルは、液晶セルと、その少なくとも一方面に配置される上述の本発明に係る偏光板とを含むものである。本発明に係る液晶パネルの層構成の一例を図2に示す。図2に示される液晶パネル2は、液晶セル40の両面に配置される偏光板に図1に示される偏光板1を用いたものであるが、上述のとおりいずれか一方の偏光板のみに本発明に係る偏光板を用いてもよい。好ましくは、少なくとも視認側の偏光板に本発明に係る偏光板を用いる。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムの紫外領域(190〜380nm)における透過率は、株式会社島津製作所製の分光光度計「UV−2450」を用いて測定した。
偏光板の紫外領域(260〜380nm)における透過率は、日本分光(株)製の紫外可視分光光度計「V7100」を用いて測定した。測定はグラントムソン偏光子を外した状態でのスペクトル測定モードで行い、ある任意のサンプル角度で透過率を測定した後、さらにサンプルを90°回転させて透過率を測定し、それらの平均値として偏光板の透過率を算出した。
(1)第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの作製
(メタ)アクリル系樹脂として、メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96%/4%(重量比)の共重合体を用意した。またゴム粒子として、最内層がメタクリル酸メチルに少量のメタクリル酸アリルを用いて重合された硬質の重合体からなり、中間層がアクリル酸ブチルを主成分とし、さらにスチレン及び少量のメタクリル酸アリルを用いて重合された軟質の弾性体からなり、最外層がメタクリル酸メチルに少量のアクリル酸エチルを用いて重合された硬質の重合体からなる三層構造の弾性体粒子であって、中間層である弾性体までの平均粒径が240nmのものを用意した。なお、このゴム粒子において、最内層と中間層との合計重量は、粒子全体の70%であった。
紫外線吸収剤を混合しなかったこと以外は上記(1)と同様にして、厚さ40μmの第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを作製した。
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.02/2/100の水溶液に30℃で浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が12/5/100の水溶液に56.5℃で浸漬した。引き続き、8℃の純水で洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムを得た。延伸は、主に、ヨウ素染色及びホウ酸処理の工程で行い、トータル延伸倍率は5.3倍、得られた偏光フィルムの厚みは27μmであった。
上記(1)で得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの貼合面にコロナ処理を施した後、そのコロナ処理面に260〜320nmの波長域で重合開始する紫外線硬化接着剤(東亞合成(株)製の「アロニックス」)を塗工した。同様に、上記(2)で得られた第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムの貼合面にコロナ処理を施した後、そのコロナ処理面に同じ紫外線硬化接着剤を塗工した。次いで、上記(3)で得られた偏光フィルムの一方の面に紫外線硬化接着剤を塗工した第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムを、他方の面に紫外線硬化接着剤を塗工した第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを、それらの紫外線硬化接着剤層側で貼合ロールを用いて貼合した。その後、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム側から紫外線を照射することで両面の紫外線硬化接着剤層を硬化させて、偏光板を得た。紫外線照射は、260〜320nmの波長域での積算光量が200mJ/cm2となるように行った。得られた偏光板の260〜380nmの波長域での最大透過率(%)は2.3%であった。また、得られた偏光板をはさみで裁断してみても、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが偏光フィルムから剥離する不具合は生じず、両面の接着剤層が十分に硬化していることが確認された。
(1)第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの作製
厚みを80μmとしたこと以外は実施例1の(1)と同様にして第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムを作製した。上記の溶融押出成形において、樹脂の押出開始から100時間経過したときのT型ダイ付近の蒸散物を目視で確認したところ、蒸散物の蓄積が多く見られたため、得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムに蒸散物が付着・混入している恐れがあった。また、得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの190〜380nmの波長域での最大透過率(%)は3.5%であった。
厚みを80μmとしたこと以外は実施例1の(2)と同様にして第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを作製した。樹脂の押出開始から100時間経過したときのT型ダイ付近の蒸散物を目視で確認したところ、蒸散物の蓄積は見られなかったことから、得られた第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムに蒸散物が付着・混入している恐れはないと判断できた。また、得られた第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムの260〜320nmの波長域での最大透過率(%)は、316nmにおいて75.1%であった。
上記(1)及び(2)で作製した第1及び第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いたこと以外は実施例1の(4)と同様にして、偏光板を作製した。得られた偏光板の260〜380nmの波長域での最大透過率(%)は0.3%であった。また、得られた偏光板をはさみで裁断してみても、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが偏光フィルムから剥離する不具合は生じず、両面の接着剤層が十分に硬化していることが確認された。
(1)第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの作製
厚みを80μmとしたこと以外は実施例1の(1)と同様にして第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムを作製した。上記の溶融押出成形において、樹脂の押出開始から100時間経過したときのT型ダイ付近の蒸散物を目視で確認したところ、蒸散物の蓄積が多く見られたため、得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムに蒸散物が付着・混入している恐れがあった。また、得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの190〜380nmの波長域での最大透過率(%)は3.5%であった。
厚みを80μmとしたこと、及びフィルム形成材料として(メタ)アクリル系樹脂69.9重量%、上記ゴム粒子29.6重量%、及び株式会社ADEKA社製の紫外線吸収剤「アデカスタブLA31」0.5重量%を用いたこと以外は実施例1の(2)と同様にして第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを作製した。樹脂の押出開始から100時間経過したときのT型ダイ付近の蒸散物を目視で確認したところ、蒸散物の蓄積はわずかであったことから、得られた第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムに蒸散物が付着・混入している恐れは極めて低いと判断できた。また、得られた第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムの260〜320nmの波長域での最大透過率(%)は、266nmにおいて21.3%であった。
上記(1)及び(2)で作製した第1及び第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いたこと以外は実施例1の(4)と同様にして、偏光板を作製した。得られた偏光板の260〜380nmの波長域での最大透過率(%)は0.14%であった。また、得られた偏光板をはさみで裁断してみても、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが偏光フィルムから剥離する不具合は生じず、両面の接着剤層が十分に硬化していることが確認された。
(1)第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの作製
厚みを60μmとしたこと以外は実施例1の(1)と同様にして第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムを作製した。上記の溶融押出成形において、樹脂の押出開始から100時間経過したときのT型ダイ付近の蒸散物を目視で確認したところ、蒸散物の蓄積が多く見られたため、得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムに蒸散物が付着・混入している恐れがあった。また、得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの190〜380nmの波長域での最大透過率(%)は7.5%であった。得られた第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの190〜380nmの波長域における透過率を図6に示す。
まず、(メタ)アクリル系熱可塑性樹脂を以下の方法で製造した。メチルメタクリレート(和光純薬特級)を減圧度0.01MPa、40℃で蒸留し、禁止剤を除いた。次いで、50Lタンク内で、蒸留メチルメタクリレート/N−フェニルマレイミド(和光純薬特級)/シクロヘキシルマレイミド(和光純薬特級)/メタキシレン(和光純薬特級、以下mXy)=48.6%/4.8%/6.6%/40%(重量比)を含む混合モノマー溶液を調製し、これに100mL/分の速度で窒素によるバブリングを12時間実施して、溶存酸素を除去した。混合モノマー溶液を、窒素置換した60L反応器に移し、温度を130℃に上昇させた。次いで、同温度で、重合開始剤〔日本油脂(株)の「パーブチルO」〕0.12重量%をmXy12重量%に溶解させた開始剤溶液を、1kg/時間の速度で追添することで重合を実施し、8時間後に反応器を50℃まで冷却した。
上記(1)及び(2)で作製した第1及び第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いたこと以外は実施例1の(4)と同様にして、偏光板を作製した。得られた偏光板の260〜380nmの波長域での最大透過率(%)は1.0%であった。また、得られた偏光板をはさみで裁断してみても、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが偏光フィルムから剥離する不具合は生じず、両面の接着剤層が十分に硬化していることが確認された。
第1及び第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムとして、いずれも実施例2の(1)で作製した(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いたこと以外は実施例1の(4)と同様にして、偏光板を作製した。得られた偏光板の260〜380nmの波長域での最大透過率(%)は0.1%であった。得られた偏光板は、接着剤層の硬化が不十分であり、はさみで偏光板を裁断したとき、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが偏光フィルムから剥離する不具合が生じた。
(1)(メタ)アクリル系樹脂フィルムの作製
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた30L反応釜に、8000gのメタクリル酸メチル(MMA)、2000gの2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、10000gのトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温し、還流したところで、開始剤として10.0gのターシャリーアミルパーオキシイソノナノエート(アトフィナ吉富製「ルパゾール570」)を添加すると同時に、20.0gの開始剤と100gのトルエンからなる溶液を4時間かけて滴下しながら、還流下(約105〜110℃)で溶液重合を行い、さらに4時間かけて熟成を行った。
上記(1)で得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルムの貼合面にコロナ処理を施した後、そのコロナ処理面に厚み100nmの易接着層を形成した。易接着層は、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のシランカップリング剤「APZ−6601」100重量部に対しイソプロピルアルコールを66.7重量部加えることにより調製した溶液を、コロナ処理面にワイヤーバー#5で塗布し揮発分を蒸発させることで形成した。
Claims (1)
- 偏光子と、偏光子の一方面に積層される第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムと、偏光子の他方面に積層される第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムとを含み、
前記第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、紫外線吸収剤を含有し、かつ190〜380nmの波長全域での透過率が20%以下であり、
前記第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、紫外線吸収剤の含有量が1重量%以下である、偏光板。
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