JP2016118761A - 偏光板及びその製造方法、並びに偏光板のセット、液晶パネル、液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 23℃における引張弾性率が3400〜8000MPaである保護フィルム、偏光子、第1粘着剤層、及び輝度向上フィルムをこの順に含む、偏光板。
[6] 前記輝度向上フィルムは、厚みが10〜30μmである、[1]〜[5]のいずれかに記載の偏光板。
前記背面側偏光板は、[1]〜[11]のいずれかに記載の偏光板であり、
前記背面側偏光板は、これを前記液晶セルの背面側に配置する際に前記液晶セルに接する表面から、前記輝度向上フィルムにおける前記粘着剤層側の表面までの距離が100μm以下であり、
前記視認側偏光板を85℃で100時間加熱したときの吸収軸方向における寸法変化率と、前記背面側偏光板を85℃で100時間加熱したときの吸収軸方向における寸法変化率との比が1超1.4以下である、偏光板のセット。
前記液晶セルの視認側に前記視認側偏光板が配置され、前記液晶セルの背面側に前記背面側偏光板が配置されている、液晶パネル。
前記輝度向上フィルムにおける前記第1粘着剤層側の表面に表面活性化処理を施す工程と、
前記表面活性化処理を施した前記表面上に前記第1粘着剤層を積層する工程と、
を含む、製造方法。
<偏光板>
(1)偏光板の構成
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は、保護フィルム40と偏光子10と第1粘着剤層20と輝度向上フィルム30とをこの順に含む。本発明の偏光板は、他のフィルムや層をさらに含むことができ、例えば図1に示される偏光板1は、保護フィルム40の外面(偏光子10側とは反対側の面)上に積層される第2粘着剤層50;第2粘着剤層50の外面(保護フィルム40側とは反対側の面)上に積層されるセパレータ60を含む。第2粘着剤層50は、偏光板を他の部材(例えば液晶セルや他の光学フィルム)に貼着するために用いることができる。セパレータ60は、第2粘着剤層50を他の部材に貼合するまでその表面を保護するために仮着されるフィルムである。
偏光子10は、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する(透過軸と平行な)振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する吸収型の偏光子であり、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光フィルムを好適に用いることができる。偏光子10は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程;及び、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を含む方法によって製造できる。
保護フィルム40は、偏光子10における第1粘着剤層20側とは反対側の面上に積層されるフィルムである。保護フィルム40としては、23℃における引張弾性率が3400〜8000MPaであるフィルムが用いられる。引張弾性率がこの範囲内にある保護フィルム40を用いることにより、その外面に積層される第2粘着剤層50を介して偏光板1を他の部材に貼合する際のリワーク性が改善され、第2粘着剤層50及び偏光板1が破断することなく、適度な力で比較的容易に第2粘着剤層50ごと偏光板1を剥離除去することができる。リワーク性の観点から、保護フィルム40の23℃における引張弾性率は、好ましくは、3400〜6500MPaである。引張弾性率は、後述する実施例の項の記載に従って測定される。
第1粘着剤層20は、偏光子10と輝度向上フィルム30との間に介在する層である。第1粘着剤層20は、典型的には、偏光子10と第1粘着剤層20とが接するように偏光子10に直接積層されるが、偏光子10上に保護フィルムを貼合し、その上に第1粘着剤層20を積層してもよい。
輝度向上フィルム30は、反射型偏光フィルムとも呼ばれるものであり、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。上述のように、輝度向上フィルム30を偏光子10上に配置することにより、反射偏光又は散乱偏光である再帰光を利用して、偏光子10から出射される直線偏光の出射効率を向上させることができる。輝度向上フィルム30は通常、第1粘着剤層20に接して積層される。
保護フィルム40の外面に積層される第2粘着剤層50は、偏光板を他の部材(例えば液晶セルや他の光学フィルム)に貼着するために設けることができる層である。第2粘着剤層50を構成する粘着剤組成物の組成については、第1粘着剤層20についての上の記載が引用される。第2粘着剤層50の貯蔵弾性率は、第1粘着剤層20と同様であってもよいし、異なっていてもよい。
本発明に係る偏光板の製造方法は、23℃における引張弾性率が3400〜8000MPaである保護フィルム、偏光子、第1粘着剤層、及び輝度向上フィルムをこの順に含む偏光板の製造方法であって、下記工程:
輝度向上フィルムにおける第1粘着剤層側の表面に表面活性化処理を施す第1工程、及び
表面活性化処理を施した上記表面上に第1粘着剤層を積層する第2工程
を含む。
図4は、本発明に係る偏光板のセット、液晶パネル及び液晶表示装置の構成を説明するための概略断面図である。上述の本発明に係る偏光板は、偏光板のセット、液晶パネル及び液晶表示装置に好ましく適用することができる。図4を参照して説明すると、偏光板のセットとは、液晶セル2の視認側に配置される視認側偏光板4と、液晶セル2の背面側に配置される背面側偏光板5との組み合わせを意味する。視認側偏光板4は、液晶セル2の視認側に配置される偏光板であり、背面側偏光板5は、液晶セル2の背面側、すなわちバックライト3側に配置される偏光板である。図4の例では、背面側偏光板5として図1に示される偏光板(セパレータ60を剥離除去したもの)を用いている。液晶パネル6とは、液晶セル2と上記偏光板のセットとを組み合わせたものであり、具体的には、液晶セル2の視認側に視認側偏光板4が配置され、液晶セル2の背面側に背面側偏光板5が配置された光学部材である。液晶パネル6において視認側偏光板4、背面側偏光板5はそれぞれ、液晶セル2の視認側の表面、背面側の表面に貼合されている。液晶セル2への各偏光板の貼合は、粘着剤層(図4に示される第2粘着剤層50、第3粘着剤層51)を介して行うことができる。液晶表示装置7は、液晶セル2と偏光板(通常は上記偏光板のセット)との組み合わせ、すなわち液晶パネル6を含む画像表示装置である。液晶表示装置7は、液晶パネル6の背面側に配置されるバックライト3をさらに含む。液晶セル2の駆動方式は、従来公知のいかなる方式であってもよいが、好ましくはIPSモードである。本発明に係る偏光板によれば、リワーク性に優れているので、生産性良く液晶パネル及び液晶表示装置を製造することができる。また、本発明に係る偏光板を用いた液晶パネル6及び液晶表示装置7は、湿熱耐久性に優れたものとなり得る。
寸法変化率(%)=[(L0−L1)/L0]×100
によって寸法変化率(%)を求める。
寸法変化率の比 = A/B
により寸法変化率の比を求めることができる。
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
フィルムから2.5cm幅×10cm長さの試験片を切り出した。次いで、引張試験機〔(株)島津製作所製 AUTOGRAPH AG−1S試験機〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように、上記試験片の長辺方向両端を挟み、23℃の環境下で引張速度1mm/分で引張り、得られる応力−ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、23℃における引張弾性率を算出した。この測定を、フィルムの搬送方向(MD方向)とその搬送方向に直交する方向(TD方向)に対して行い、その平均値をフィルムの引張弾性率とした。
平行ニコル回転法を原理とする位相差計である王子計測機器(株)製の「KOBRA−ADH」を用い、23℃において波長590nm、483nm又は755nmの光で測定した。
粘着剤層の貯蔵弾性率G’は、以下の(I)〜(III)に従って測定した。
(I)粘着剤層から試料を25±1mgずつ2つ取り出し、それぞれ略玉状に成形する。(II)得られる略玉状の試料をI型冶具の上下面に貼り付け、上下面ともL型冶具で挟み込む。測定試料の構成は、L型治具/粘着剤/I型治具/粘着剤/L型冶具となる。
(III)こうして作製された試料の貯蔵弾性率G’を、アイティー計測制御(株)製の動的粘弾性測定装置「DVA−220」を用いて、温度23℃、周波数1Hz、初期歪み1Nの条件下で測定した。
上述の測定手順に従って、株式会社ニコン製の二次元測定器「NEXIV VMR−12072」を用いて測定した。
作製した液晶パネルを85℃の環境下に240時間静置した後、視認側偏光板を上側にして株式会社ニコン製の二次元測定器「NEXIV VMR−12072」の測定台上に置いた。次いで、測定台の表面に焦点を合わせ、そこを基準とし、液晶パネルの4角部、4辺の各中央及び液晶パネル表面の中央に焦点を合わせ、基準とした焦点からの距離を測定した後、測定台からの距離が絶対値で最も長い距離を、その液晶パネルの反り量とした。
厚み20μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み7μmの偏光子Aを得た。
厚み30μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を用いたこと以外は偏光子Aと同様にして、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み12μmの偏光子Bを得た。
以下の2種類の輝度向上フィルム:
・厚み26μmの輝度向上フィルムC;3M製の「Advanced Polarized Film,Version 3」、
・厚み17μmの輝度向上フィルムD;3M製の「Advanced Polarized Film,Version 4」
を用意した。
以下の4種類の保護フィルム:
・保護フィルムE;コニカミノルタオプト(株)製のトリアセチルセルロースフィルム(厚み20μm、波長590nmでの面内位相差値=1.2nm、波長590nmでの厚み方向位相差値=1.3nm、23℃における引張弾性率=4859MPa)、
・保護フィルムF;日本ゼオン(株)製の環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(厚み13μm、波長590nmでの面内位相差値=0.8nm、波長590nmでの厚み方向位相差値=3.4nm、23℃における引張弾性率=2029MPa)、
・保護フィルムG;コニカミノルタ株式会社製のハードコート層付きトリアセチルセルロースフィルム「25KCHCN−TC」(厚み32μm)、
・保護フィルムH;日本ゼオン(株)製の環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(厚み23μm、波長590nmでの面内位相差値=2.1nm、波長590nmでの厚み方向位相差値=2.8nm、波長483nmでの厚み方向位相差値=2.5nm、波長755nmでの厚み方向位相差値=−4.2nm)
を用意した。
・以下の3種類の粘着剤層:
・第1粘着剤層;アクリル酸ブチルとアクリル酸の共重合体にウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー及びイソシアネート系架橋剤を添加した有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートからなるセパレータの離型処理面に、ダイコーターにて乾燥後の厚みが15μmとなるように塗工し、乾燥させて得たセパレータ付粘着剤層(この粘着剤層の貯蔵弾性率は、23℃において0.40MPa、80℃において0.18MPaであった。)、
・第2粘着剤層;離型処理が施された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートからなるセパレータの離型処理面に厚み25μmのアクリル系粘着剤層が設けられている市販のセパレータ付粘着剤層(ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは配合されていない。この粘着剤層の貯蔵弾性率は、23℃において0.05MPa、80℃において0.04MPaであった。)、
・第3粘着剤層;厚み20μmのシート粘着剤(リンテック株式会社製の「NCF #KT)
を調製又は用意した。
水100重量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔(株)クラレ製の「KL−318」〕を3重量部溶解して、ポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に水溶性ポリアミドエポキシ樹脂〔田岡化学工業(株)製の「スミレーズレジン650(30)」、固形分濃度30重量%〕を、水100重量部に対し、1.5重量部の割合で混合して、水系接着剤を得た。
<実施例1>
図2に示される手順と同様の手順で偏光板を作製した。まず、偏光子Aの片面に、上記水系接着剤を用いて保護フィルムEを貼合した。貼合に先立ち、保護フィルムEにおける偏光子Aとの貼合面には、15.9kJ/m2のコロナ処理を実施した。その後、80℃で5分間乾燥させ、40℃で168時間養生した。次いで、偏光子Aにおける保護フィルムEが積層された面とは反対側の面に第1粘着剤層を貼合した。貼合に先立ち、偏光子Aの貼合面及び第1粘着剤層の貼合面の双方に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施した。
輝度向上フィルムCの代わりに輝度向上フィルムDを用いたこと以外は実施例1と同様にして、偏光板を作製した。
偏光子Aの代わりに偏光子Bを用いたこと以外は実施例1と同様にして、偏光板を作製した。
偏光子Aの代わりに偏光子Bを用いたこと以外は実施例2と同様にして、偏光板を作製した。
図3に示される手順と同様の手順で偏光板を作製した。まず、偏光子Aの片面に、上記水系接着剤を用いて保護フィルムEを貼合した。貼合に先立ち、保護フィルムEにおける偏光子Aとの貼合面には、15.9kJ/m2のコロナ処理を実施した。その後、80℃で5分間乾燥させ、40℃で168時間養生した。次いで、偏光子Aにおける保護フィルムEが積層された面とは反対側の面に表面保護フィルム(東レフィルム加工(株)製の「トレテック7332」)を貼合した。貼合に先立ち、偏光子Aの貼合面に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施した。さらに、保護フィルムEの外面に第2粘着剤層を貼合した。貼合に先立ち、保護フィルムEの貼合面及び第2粘着剤層の貼合面の双方に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施した。
輝度向上フィルムCの代わりに輝度向上フィルムDを用いたこと以外は実施例5と同様にして、偏光板を作製した。
偏光子Aの代わりに偏光子Bを用いたこと以外は実施例5と同様にして、偏光板を作製した。
偏光子Aの代わりに偏光子Bを用いたこと以外は実施例6と同様にして、偏光板を作製した。
偏光子Aの露出面(表面保護フィルムの剥離によって露出した面)への第1粘着剤層の貼合にあたって、偏光子Aの露出面へのコロナ処理を実施しなかったこと以外は実施例5と同様にして、偏光板を作製した。
輝度向上フィルムC又はDにおける第1粘着剤層との貼合面及び/又は第1粘着剤層における輝度向上フィルムとの貼合面の双方に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施しなかったこと以外はそれぞれ実施例1〜9と同様にして、偏光板を作製した。
第2粘着剤層の代わりに第3粘着剤層を用いたこと以外は実施例1と同様にして、偏光板を作製した。
保護フィルムEの代わりに保護フィルムFを用いたこと以外は実施例1と同様にして、偏光板を作製した。
保護フィルムEの代わりに保護フィルムFを用いたこと以外は実施例5と同様にして、偏光板を作製した。
輝度向上フィルムCにおける第1粘着剤層との貼合面及び第1粘着剤層における輝度向上フィルムとの貼合面の双方に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施しなかったこと以外は比較例1と同様にして、偏光板を作製した。
輝度向上フィルムCにおける第1粘着剤層との貼合面及び第1粘着剤層における輝度向上フィルムとの貼合面の双方に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施しなかったこと以外は比較例2と同様にして、偏光板を作製した。
得られた偏光板の吸収軸が幅方向の辺と平行になるようにし、幅25mm×長さ150mmの大きさにカットし、試験片とした。これを、垂直引っ張り方向から45°傾けた状態で第2粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製の「イーグルXG」)に貼合し、温度50℃、圧力5kg/cm2(490.3kPa)で20分間オートクレーブ処理を行った。次いで、温度23℃、相対湿度50%の環境下にて12時間保持した後、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下で、ガラス貼合サンプルから偏光板を粘着剤層ごと1000mm/分の速度で180°方向(偏光板を剥がして裏返しとなった状態でガラス基板面に平行な方向)に剥離する剥離試験を行った。剥離試験後の第2粘着剤層(実施例19においては第3粘着剤層)及び偏光板の状態を目視観察し、下記の評価基準に従ってリワーク性を評価した。結果を表1に示す。
B:第2粘着剤層(実施例19においては第3粘着剤層)及び/又は偏光板に破断が認められる。
得られた偏光板から111mm×65mmサイズのサンプルを切り出し、第2粘着剤層(実施例19においては第3粘着剤層)を介して無アルカリガラス(コーニング社製の「イーグルXG」)に貼合した。このガラス貼合サンプルについて、60℃90%RHのオーブンに500時間投入する湿熱耐久性試験を実施し、下記の基準に従って試験後のサンプルの外観を目視評価した。結果を表1に示す。なお、表1における「表面活性化処理」の欄は、輝度向上フィルムの貼合面に対する表面活性化処理の有無を示している。
B:偏光板の端部に上記剥がれが認められる。
(視認側偏光板1の作製)
保護フィルムGにケン化処理を行い、保護フィルムHの一方の表面にコロナ処理を行った。保護フィルムGのトリアセチルセルロース面及び保護フィルムHのコロナ処理面がそれぞれ偏光子Bとの貼合面となるように、偏光子Bの一方の面に水系接着剤を介して保護フィルムGを積層するとともに、他方の面に水系接着剤を介して保護フィルムHを積層した後、乾燥処理を行って視認側偏光板1を得た。視認側偏光板1のMD方向(吸収軸方向)の寸法変化率Aは、1.35%であった。なお上記乾燥処理における乾燥時間を調整することにより寸法変化率Aを調整した。さらに、視認側偏光板1の保護フィルムHの外面に第3粘着剤層を貼合して粘着剤層付偏光板とした。第3粘着剤層を貼合する際、保護フィルム表面及び粘着剤層表面に予めコロナ処理を行った。
上記乾燥処理における乾燥時間を調整してMD方向(吸収軸方向)の寸法変化率Aを異なるものとしたこと以外は視認側偏光板1と同様にして視認側偏光板2〜6を作製し、次いで、保護フィルムHの外面に第3粘着剤層を貼合して粘着剤層付偏光板とした。視認側偏光板2〜6の寸法変化率Aは次のとおりであった。
視認側偏光板3:1.15%、
視認側偏光板4:1.10%、
視認側偏光板5:1.40%、
視認側偏光板6:0.95%。
第2粘着剤層を貼合しないこと以外は実施例2と同様にして偏光板を作製し、これを背面側偏光板1とした。背面側偏光板1のMD方向(吸収軸方向)の寸法変化率Bは、0.98%であった。次に、背面側偏光板1の保護フィルムEの外面に第3粘着剤層を貼合した。貼合に先立ち、保護フィルムEの貼合面及び第3粘着剤層の貼合面の双方に15.9kJ/m2のコロナ処理を実施した。
Google Inc.製のNexus7の液晶パネルから視認側偏光板及び背面側偏光板を剥離し液晶セルを得た。
液晶セルの短辺に対して偏光子の吸収軸が平行になるように視認側偏光板1を対角7インチサイズに裁断し、液晶セルの長辺に対して偏光子の吸収軸が平行になるように背面側偏光板1を対角7インチサイズに裁断した。こうして作製したそれぞれの偏光板を粘着剤層(視認側偏光板については第3粘着剤層を用いた。実施例21〜23及び比較例5〜6についても同様。)を介して液晶セルに貼り合わせて液晶パネルを作製した。背面側偏光板1において、液晶セルに接する表面から輝度向上フィルムにおける第1粘着剤層側(偏光子側)の表面までの距離Hは62μmであった。
表2に示される視認側偏光板を用いたこと以外は実施例20と同様にして液晶パネルを作製した。
Claims (15)
- 23℃における引張弾性率が3400〜8000MPaである保護フィルム、偏光子、第1粘着剤層、及び輝度向上フィルムをこの順に含む、偏光板。
- 前記第1粘着剤層と前記輝度向上フィルムとが接している、請求項1に記載の偏光板。
- 前記偏光子と前記第1粘着剤層とが接している、請求項1又は2に記載の偏光板。
- 前記輝度向上フィルムにおける前記第1粘着剤層側の表面が、表面活性化処理されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記表面活性化処理がコロナ処理である、請求項4に記載の偏光板。
- 前記輝度向上フィルムは、厚みが10〜30μmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記偏光子は、厚みが15μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記第1粘着剤層は、23〜80℃の温度範囲における貯蔵弾性率が0.15〜1MPaであり、厚みが3〜20μmである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記保護フィルムは、波長590nmにおける面内位相差値が10nm以下であり、波長590nmにおける厚み方向位相差値の絶対値が10nm以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記保護フィルムは、セルロース系樹脂で構成される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記保護フィルムにおける前記偏光子側とは反対側の面上に積層される第2粘着剤層をさらに含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の偏光板。
- 液晶セルの視認側に配置される視認側偏光板と、液晶セルの背面側に配置される背面側偏光板とのセットであって、
前記背面側偏光板は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の偏光板であり、
前記背面側偏光板は、これを前記液晶セルの背面側に配置する際に前記液晶セルに接する表面から、前記輝度向上フィルムにおける前記粘着剤層側の表面までの距離が100μm以下であり、
前記視認側偏光板を85℃で100時間加熱したときの吸収軸方向における寸法変化率と、前記背面側偏光板を85℃で100時間加熱したときの吸収軸方向における寸法変化率との比が1超1.4以下である、偏光板のセット。 - 液晶セルと、請求項12に記載の偏光板のセットとを含み、
前記液晶セルの視認側に前記視認側偏光板が配置され、前記液晶セルの背面側に前記背面側偏光板が配置されている、液晶パネル。 - 液晶セルと、請求項1〜11のいずれか1項に記載の偏光板又は請求項12に記載の偏光板のセットとを含む、液晶表示装置。
- 23℃における引張弾性率が3400〜8000MPaである保護フィルム、偏光子、第1粘着剤層、及び輝度向上フィルムをこの順に含む偏光板の製造方法であって、
前記輝度向上フィルムにおける前記第1粘着剤層側の表面に表面活性化処理を施す工程と、
前記表面活性化処理を施した前記表面上に前記第1粘着剤層を積層する工程と、
を含む、製造方法。
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