JP2016200806A - 粘着剤層付偏光フィルムセット、液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1の粘着剤層付偏光フィルムは、第1粘着剤層および第1偏光フィルムを有するものであって、前記第1偏光フィルムは、厚み25μm以下の第1偏光子の片側に湿度膨張係数が1.0×10−6/%RH以下の第1透明保護フィルム(b11)を有し、他の片側に第2透明保護フィルム(b12)を介して、または介することなく表面処理層を有し、かつ、前記第1透明保護フィルム(b11)の側が前記第1粘着剤層を介して前記液晶セル側になるように配置されるものであり、
前記第2の粘着剤層付偏光フィルムは、第2粘着剤層および第2偏光フィルムを有するものであって、前記第2偏光フィルムは、厚み10μm以下の第2偏光子の少なくとも片側に第1透明保護フィルム(b21)を有しており、前記第2偏光フィルムにおいて第2粘着剤層を設けていない側には第3粘着剤層を介して輝度向上フィルムが貼り合されており、かつ、前記第2粘着剤層を介して前記液晶セル側になるように配置されるものである、ことを特徴とする粘着剤層付偏光フィルムセット、に関する。
前記第1の粘着剤層付偏光フィルムは、前記第1粘着剤層を介して前記液晶セルの視認側に配置されており、
前記第2の粘着剤層付偏光フィルムは、前記第2粘着剤層を介して前記液晶セルの背面側に配置されている、ことを特徴とする液晶パネル、に関する。
図1の第2偏光フィルムP2は、片側にのみ第1透明保護フィルムb21を有する場合であり、第2偏光フィルムP2の第2偏光子a2の側が第2粘着剤層B2を介して液晶セルAに貼り合わされている。
図2の第2偏光フィルムP2´は、片側にのみ第1透明保護フィルムb21を有する場合であり、第2偏光フィルムP2の第1透明保護フィルムb21の側が第2粘着剤層B2を介して液晶セルAに貼り合わされている。
図3の第2偏光フィルムP2´´は、片側に第1透明保護フィルムb21を有し、他の片側に第2透明保護フィルムb22を有する場合であり、第2偏光フィルムP2の第1透明保護フィルムb21の側が第2粘着剤層B2を介して液晶セルAに貼り合わされている。
図1では第2偏光フィルムP2の第1透明保護フィルムb21の側に第3粘着剤層B3を介して輝度向上フィルムDが貼り合されている。
図2では第2偏光フィルムP2´の第2偏光子a2の側に第3粘着剤層B3を介して輝度向上フィルムDが貼り合されている。
図3では第2偏光フィルムP2´´の第2透明保護フィルムb22の側に第3粘着剤層B3を介して輝度向上フィルムDが貼り合されている。
偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物などポリエン系配向フィルムなどが挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。
特許第4751486号明細書、
特許第4751481号明細書、
特許第4815544号明細書、
特許第5048120号明細書、
特許第5587517号明細書、
国際公開第2014/077599号パンフレット、
国際公開第2014/077636号パンフレット、
等に記載されている薄型偏光膜(偏光子)またはこれらに記載の製造方法から得られる薄型偏光膜(偏光子)を挙げることができる。
前記のように、第1偏光フィルムには、湿度膨張係数が1.0×10−6/%RH以下の第1透明保護フィルム(b11)を用いる。前記湿度膨張係数は水分からの影響が小さく、フィルムの安定性からら5.0×10−6/%RH以下であるのが好ましく、さらには1.0×10−6/%RH以下であるのが好ましく、5.0×10−5/%RH以下であるのが好ましい。一方、搬送性の観点から1.0×10−2/%RH以上であるのが好ましい。湿度膨張係数は、実施例に記載の方法により測定される値である。
前記透明保護フィルムと偏光子は接着剤層、下塗り層(プライマー層)などの介在層を介して積層される。この際、介在層により両者を空気間隙なく積層することが望ましい。
表面処理層としては、ハードコート層、アンチグレア機能付きハードコート層、反射防止機能付きハードコート層等が挙げられる。これらハードコート層は、水分に対するバリア層として機能することから好ましい。また、表面処理層としては、ハードコート層等の表面処理層を別途設けた基材フィルムを、前記表面処理層が視認側になるように、粘着剤層を介して、第1偏光フィルムに貼り合わせることにより設けることもできる。基材フィルムとしては、第2透明保護フィルム(b12)等と同様のものを用いることができる。
第1偏光フィルムの表面処理層としては、例えば、ハードコート層が挙げられる。ハードコート層の適用は、図1の第1偏光フィルムP1、P´の形態において好ましい。ハードコート層の鉛筆硬度は、カール、耐クラック性の観点から4H以下であるのが好ましい。なお、ハードコート層は耐擦傷性を有するものであればよく、鉛筆硬度H以上の比較的硬いものであってもよく、H未満(HB以下)の比較的軟らかいものであってもよい。ハードコート層の鉛筆硬度は、JIS K 5600−5−4の引っかき硬度試験(鉛筆法)に準じて加重500gにより測定される。
輝度向上フィルムとしては、直線偏光分離フィルムを用いることができる。直線偏光分離フィルムのフィルム本体は、例えば、反射軸と透過軸を有する多層構造の反射偏光フィルムが挙げられる。反射偏光フィルムは、例えば、2種類の異なる材料のポリマーフィルムA、Bを交互に複数枚積層して延伸することで得られる。延伸方向に材料Aのみの屈折率が増加変化し、複屈折性が発現され、材料AB界面の屈折率差がある延伸方向が反射軸となり、屈折率差の生じない方向(非延伸方向)が透過軸となる。この反射偏光フィルムは、その長手方向に透過軸を有し、その短手方向(幅方向)に反射軸を有している。反射偏光フィルムは、市販品をそのまま用いてもよく、市販品を2次加工(例えば、延伸)して用いてもよい。市販品としては、例えば、3M社製の商品名DBEF、3M社製の商品名APFが挙げられる。直線偏光分離フィルムの厚みは通常、20〜200μm程度である。
前記第1乃至第3粘着剤層の形成には、適宜な粘着剤を用いることができ、その種類について特に制限はない。粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤などがあげられる。
液晶セル(ガラス基板/液晶層/ガラス基板の構成)は、IPSモードの液晶セルが用いられる。
液晶表示装置には、上記液晶パネルが用いられ、必要に応じて照明システム等の構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むことなどにより形成される。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。また、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。
平均重合度2400、ケン化度99.9モル%、厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の温水中に浸漬し、膨潤させながらPVA系樹脂フィルムの長さが元長の2.0倍となるように一軸延伸を行った。次いで、0.3重量%(重量比:ヨウ素/ヨウ化カリウム=0.5/8)の30℃のヨウ素溶液中に浸漬し、PVA系樹脂フィルムの長さが元長の3.0倍となるように一軸延伸しながら染色した。その後、6ホウ酸4重量%、ヨウ化カリウム5重量%の水溶液中で、PVA系樹脂フィルムの長さが元長の6倍となるように延伸した。さらに、ヨウ化カリウム3重量%の水溶液(ヨウ素含浸浴)でヨウ素イオン含浸処理を行った後、60℃のオーブンで4分間乾燥し、厚さ12μmの偏光子を得た。
薄型偏光膜を作製するため、まず、非晶性ポリエチレンテレフタレート(PET)基材に9μm厚のポリビニルアルコール(PVA)層が製膜された積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度65℃のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が5.94倍になるように非晶性PET基材と一体に延伸された4μm厚のPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような2段延伸によって非晶性PET基材に製膜されたPVA層のPVA分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光膜を構成する、厚さ5μmのPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。
フィルムA:厚さ13μmの環状ポリオレフィンフィルム(日本ゼオン社製:ZEONOR)にコロナ処理を施して用いた。当該フィルムAの湿度膨張係数は、3.5×10−7/%RHであった。
フィルムB:厚さ15μmのノルボルネン系樹脂フィルム (JSR社製:ARTON)にコロナ処理を施して用いた。当該フィルムBの湿度膨張係数は、1.0×10−6/%RHであった。
フィルムC:厚み20μmのラクトン環構造を有する(メタ)アクリル樹脂フィルムにコロナ処理を施して用いた。当該フィルムCの湿度膨張係数は、3.5×10−5/%RHであった。
フィルムD:厚み25μmのトリアセチルセルロースフィルムにケン化処理を施して用いた。当該フィルムDの透湿度は1200g/m2・24hであった。
フィルムE:アクリル系ハードコート樹脂(大日本インキ化学工業(株)製,ユニディック17−813)をイソプロピルアルコールに分散させた固形分濃度25重量%の塗工液を前記フィルムDの片面に塗布し、80℃で2分間乾燥させ、さらに紫外線処理することにより、厚さ7μmのハードコート層(鉛筆硬度3H)を形成し、ケン化処理を施して用いた。当該フィルムEの透湿度は400g/m2・24hであった。
フィルムF:コロナ処理が施された厚さ25μmの環状ポリオレフィンフィルム(日本ゼオン社製:ZEONOR)の片面に、アクリル系ハードコート樹脂(大日本インキ化学工業(株)製,ユニディック17−813)をイソプロピルアルコールに分散させた固形分濃度25重量%の塗工液を塗布し、80℃で2分間乾燥させ、さらに紫外線処理することにより、厚さ5μmのハードコート層(鉛筆硬度3B)を形成し、ケン化処理を施して用いた。当該フィルムFの透湿度は3.0g/m2・24hであった。
湿度膨張係数は、湿度制御型熱機械分析装置 WS−003(ブルカー・エイエックスエス社製)を用いて、25℃において湿度を10%RHから90%RHまで変化させた時の各フィルムの伸びを測定することにより求めた(単位:/RH%)。
湿度膨張係数(α)は以下の式により算出した。
α=ΔL/{(T2−T1)×L}
T1:湿度膨張係数を求める低湿度側湿度(%RH)
T2:湿度膨張係数を求める高湿度側湿度(%RH)
ΔL:試験片についてのT1のときの長さとT2のときの長さの差(μm)
L:室温(25℃)での試験片の長さ(μm)
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。透湿度の測定は、フィルムD、E、Fおよび後述の輝度向上フィルムについて行った。
上記光学フィルム積層体の偏光膜(厚み5μm)の表面に、接着剤層の厚さが0.1μmになるようにポリビニルアルコール系接着剤を塗布しながら、第1透明保護フィルム(b11)を貼合せたのち、50℃で5分間の乾燥を行った。
上記光学フィルム積層体の偏光膜(厚み5μm)の表面に、接着剤層の厚さが1μmになるように活性化エネルギー線硬化型接着剤を塗布して、第1透明保護フィルム(b11)を貼り合せたのちに紫外線により硬化させた。
一方、上記光学フィルム積層体の偏光膜(厚み5μm)の代わりに、上記偏光子(厚み12μm、22μm、27μm)を用いる場合には、当該偏光子の両面に、接着剤層の厚さが0.1μmになるように上記ポリビニルアルコール系接着剤を塗布しながら、上記第1透明保護フィルム(b11)および第2透明保護フィルム(b12:前記フィルムEを用いる場合には表面処理層を設けていない側)を貼合せたのち、50℃で5分間の乾燥を行って第1偏光フィルムを作製した。
上記光学フィルム積層体の偏光膜(厚み5μm)の表面に、接着剤層の厚さが0.1μmになるようにポリビニルアルコール系接着剤を塗布しながら、第1透明保護フィルム(b21)を貼合せたのち、50℃で5分間の乾燥を行った。
一方、上記光学フィルム積層体の偏光膜(厚み5μm)の代わりに、上記偏光子(厚み22μm)を用いる場合には、当該偏光子の片面に、接着剤層の厚さが0.1μmになるように上記ポリビニルアルコール系接着剤を塗布しながら、上記第1透明保護フィルム(b21)を貼合せたのち、50℃で5分間の乾燥を行って第2偏光フィルムを作製した。
厚み20μmの3M社製のAPF(透湿度が45g/m2・24h)を用いた。
(アクリル系ポリマー(A1)の調製)
撹持羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート74.8部、フェノキシエチルアクリレート23部、N−ビニル−2−ピロリドン1.5部、アクリル酸0.3部、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.4部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、前記モノマー]混合物(固形分)100部に対して、重合開始剤として2,2´−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに撹枠しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行って、重量平均分子量(Mw)160万、Mw/Mn(数平均分子量)=3.7のアクリル系ポリマー(A)の溶液を調製した。
<液晶セル>
IPSモードの液晶セルを含む液晶表示装置[スマートフォンの液晶パネル(画面サイズ:5.8インチ:)]から、液晶パネル(縦70mm、横130mm)を取り出し、液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いた後、前記液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した。このようにして液晶セル(縦70mm、横130mm)を用意した。
第1の偏光フィルムの第1透明保護フィルム(b11)側に第1粘着剤層を転写して第1の粘着剤層付偏光フィルムを調製した。また、第2の偏光フィルムの第2偏光子側に第2粘着剤層を転写し、一方、第1透明保護フィルム(b21)側には第3粘着剤層を介して輝度向上フィルムを貼り合わせて(但し、比較例4を除く)、第2の粘着剤層付偏光フィルムを調製した。第1の粘着剤層付偏光フィルム及び第2の粘着剤層付偏光フィルムは液晶セルと同じサイズになるように調製した。
図1に示すように、上記液晶セルの視認側に、第1の粘着剤層付偏光フィルムを第1粘着剤層を介して貼り合わせ、一方、背面側には第2の粘着剤層付偏光フィルムを第2粘着剤層を介して貼り合わせ液晶パネルを作製した。第1偏光フィルムは、その吸収軸方向が、前記液晶セルの長辺方向と実質的に平行となるようにした。一方、第2偏光フィルムは、その吸収軸方向が、前記液晶セルの長辺方向と実質的に直交するようにした。第1偏光フィルムおよび第2偏光フィルムは、表1に示す組み合わせで用いた。
前記液晶パネル(縦70mm、横130mm)について、25℃、55%R.H.の条件下で1週間放置した後、反り量が凸になっている面が下側になるように水平面上に置き、角の4点のうちで最も水平面から長い点の距離(mm)を測定した。
P1 第1偏光フィルム
a1 第1偏光子
b11 第1透明保護フィルム
b12 第2透明保護フィルム
B1 第1粘着剤層
C 表明処理層
S2 第2の粘着剤層付偏光フィルム
P2 第2偏光フィルム
a2 第2偏光子
b21 第1透明保護フィルム
b22 第2透明保護フィルム
B2 第2粘着剤層
B3 第3粘着剤層
D 輝度向上フィルム
1、2、3 液晶パネル
図1の第2偏光フィルムP2は、片側にのみ第1透明保護フィルムb21を有する場合であり、第2偏光フィルムP2の第2偏光子a2の側が第2粘着剤層B2を介して液晶セルAに貼り合わされている。
図2の第2偏光フィルムP2´は、片側にのみ第1透明保護フィルムb21を有する場合であり、第2偏光フィルムP2´の第1透明保護フィルムb21の側が第2粘着剤層B2を介して液晶セルAに貼り合わされている。
図3の第2偏光フィルムP2´´は、片側に第1透明保護フィルムb21を有し、他の片側に第2透明保護フィルムb22を有する場合であり、第2偏光フィルムP2´´の第1透明保護フィルムb21の側が第2粘着剤層B2を介して液晶セルAに貼り合わされている。
前記のように、第1偏光フィルムには、湿度膨張係数が1.0×10−6/%RH以下の第1透明保護フィルム(b11)を用いる。前記湿度膨張係数は水分からの影響が小さく、フィルムの安定性から5.0×10−6/%RH以下であるのが好ましく、さらには1.0×10−6/%RH以下であるのが好ましく、5.0×10−5/%RH以下であるのが好ましい。一方、搬送性の観点から1.0×10−2/%RH以上であるのが好ましい。湿度膨張係数は、実施例に記載の方法により測定される値である。
第1偏光フィルムの表面処理層としては、例えば、ハードコート層が挙げられる。ハードコート層の適用は、図1の第1偏光フィルムP1、P1´の形態において好ましい。ハードコート層の鉛筆硬度は、カール、耐クラック性の観点から4H以下であるのが好ましい。なお、ハードコート層は耐擦傷性を有するものであればよく、鉛筆硬度H以上の比較的硬いものであってもよく、H未満(HB以下)の比較的軟らかいものであってもよい。ハードコート層の鉛筆硬度は、JIS K 5600−5−4の引っかき硬度試験(鉛筆法)に準じて荷重500gにより測定される。
(アクリル系ポリマー(A1)の調製)
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート74.8部、フェノキシエチルアクリレート23部、N−ビニル−2−ピロリドン1.5部、アクリル酸0.3部、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.4部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、前記モノマー混合物(固形分)100部に対して、重合開始剤として2,2´−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに撹拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行って、重量平均分子量(Mw)160万、Mw/Mn(数平均分子量)=3.7のアクリル系ポリマー(A)の溶液を調製した。
<液晶セル>
IPSモードの液晶セルを含む液晶表示装置[スマートフォンの液晶パネル(画面サイズ:5.8インチ)]から、液晶パネル(縦70mm、横130mm)を取り出し、液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いた後、前記液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した。このようにして液晶セル(縦70mm、横130mm)を用意した。
Claims (7)
- IPSモードの液晶セルの視認側に配置される第1の粘着剤層付偏光フィルム、および、前記液晶セルの背面側に配置される第2の粘着剤層付偏光フィルムを有する粘着剤層付偏光フィルムセットであって、
前記第1の粘着剤層付偏光フィルムは、第1粘着剤層および第1偏光フィルムを有するものであって、前記第1偏光フィルムは、厚み25μm以下の第1偏光子の片側に湿度膨張係数が1.0×10−6/%RH以下の第1透明保護フィルム(b11)を有し、他の片側に第2透明保護フィルム(b12)を介して、または介することなく表面処理層を有し、かつ、前記第1透明保護フィルム(b11)の側が前記第1粘着剤層を介して前記液晶セル側になるように配置されるものであり、
前記第2の粘着剤層付偏光フィルムは、第2粘着剤層および第2偏光フィルムを有するものであって、前記第2偏光フィルムは、厚み10μm以下の第2偏光子の少なくとも片側に第1透明保護フィルム(b21)を有しており、前記第2偏光フィルムにおいて第2粘着剤層を設けていない側には第3粘着剤層を介して輝度向上フィルムが貼り合されており、かつ、前記第2粘着剤層を介して前記液晶セル側になるように配置されるものである、ことを特徴とする粘着剤層付偏光フィルムセット。 - 前記表面処理層は、表面処理層付き第2透明保護フィルム(b12)として、前記第1偏光フィルムに設けられていることを特徴とする請求項1記載の粘着剤層付偏光フィルムセット。
- 前記表面処理層付き第2透明保護フィルム(b12)の透湿度が500g/m2・24h以下であることを特徴とする請求項1または2記載の粘着剤層付偏光フィルムセット。
- 前記第1偏光フィルムの表面処理層が、ハードコート層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルムセット。
- 前記第1偏光フィルムの第1透明保護フィルム(b11)のフィルム材料が環状オレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルムセット。
- IPSモードの液晶セル、および、前記液晶セルの両側に請求項1〜5のいずれかに記載の粘着剤層付偏光フィルムセットが配置された液晶パネルであって、
前記第1の粘着剤層付偏光フィルムは、前記第1粘着剤層を介して前記液晶セルの視認側に配置されており、
前記第2の粘着剤層付偏光フィルムは、前記第2粘着剤層を介して前記液晶セルの背面側に配置されている、ことを特徴とする液晶パネル。 - 請求項6記載の液晶パネルが用いられていることを特徴とする液晶表示装置。
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