JP2018025630A - 偏光板 - Google Patents

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JP2018025630A JP2016156549A JP2016156549A JP2018025630A JP 2018025630 A JP2018025630 A JP 2018025630A JP 2016156549 A JP2016156549 A JP 2016156549A JP 2016156549 A JP2016156549 A JP 2016156549A JP 2018025630 A JP2018025630 A JP 2018025630A
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直孝 樋口
岩本 正樹
Masaki Iwamoto
正樹 岩本
勝則 高田
Katsunori Takada
勝則 高田
映子 末房
Eiko Suefusa
映子 末房
宏太 仲井
Kota Nakai
宏太 仲井
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Abstract

【課題】外縁に凹部を有する形状であるか、または貫通孔を有していても、クラックが発生しがたい偏光板を提供すること。【解決手段】本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の両面に配置された保護層とを備える、偏光板であって、該保護層が、セルロース系樹脂から形成され、該偏光板が、平面視において、外縁に凹部を有するか、または、貫通孔を有する。1つの実施形態においては、上記凹部が、頂点を有し、該頂点が曲線から構成される。1つの実施形態においては、上記凹部が、L字状の2辺から構成され、該L字状の2辺が、曲線から構成される頂点で接続されている。【選択図】図1

Description

本発明は、偏光板に関する。詳細には、平面視において、外縁に凹部を有するか、または、貫通孔を有する偏光板に関する。
従来より、画像表示装置等には偏光板が用いられており、画像表示装置には、大面積で製造された偏光板から切り出され、用途に応じた形状を有する偏光板片が適用される。一方、近年、画像表示装置の用途は多様化しており、当該画像表示装置に用いられる偏光板の形状も多様化している。例えば、車載画像表示装置(例えば、インパネに用いられる画像表示装置)においては、矩形状以外の形状(例えば、外縁に凹部を有する形状)を有する偏光板、貫通孔を有する偏光板等が用いられることがある。このような形状の偏光板は、凹部または貫通孔からクラックが生じやすいという問題がある。
特開2009−56735号公報
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、外縁に凹部を有する形状であるか、または貫通孔を有する形状であっても、クラックが発生しがたい偏光板を提供することにある。
本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の両面に配置された保護層とを備える、偏光板であって、
該保護層が、セルロース系樹脂から形成され、該偏光板が、平面視において、外縁に凹部を有するか、または、貫通孔を有する。
1つの実施形態においては、上記凹部が、頂点を有し、該頂点が曲線から構成される。
1つの実施形態においては、上記凹部が、L字状の2辺から構成され、該L字状の2辺が、曲線から構成される頂点で接続されている。
1つの実施形態においては、上記L字状の2辺が、同じ長さである。
1つの実施形態においては、上記L字状の2辺のなす角度が、90°±2°である。
1つの実施形態においては、上記凹部が、円弧状である。
1つの実施形態においては、上記凹部が、偏光板の外縁を構成する辺に形成され、該凹部が形成された辺と、前記偏光子の吸収軸とのなす角度が、90°である。
1つの実施形態においては、上記凹部が、偏光板の外縁を構成する辺に形成され、前記凹部の頂点の曲率半径をR(mm)とし、該凹部が形成された辺の長さをL(mm)としたとき、該R(mm)およびL(mm)が、i)該長さLが20mm以上60mm以下の場合に、R≦0.0317L+0.1の関係を有し、(ii)該長さLが60mmを超えて140mm以下の場合に、R≦0.0625L−1.75の関係を有し、(iii)該長さLが140mm超える場合に、R≦7であり、(iv)上記長さLが、27mm未満の場合に、R≧0.2であり、(v)上記長さLが27mm以上160mm以下の場合に、R≧0.015L−0.4の関係を有し、かつ、(vi)上記長さLが160mmを超える場合に、R≧2である。
1つの実施形態においては、上記貫通孔の平面視形状が、円形状である。
1つの実施形態においては、上記偏光板が、上記偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺を有し、該偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺の長さが、100mm以上である。
1つの実施形態においては、上記保護層の厚みが、20μm〜200μmである。
1つの実施形態においては、上記保護層の総厚みの上記偏光子の厚みに対する比(保護層の総厚み/偏光子の厚み)が、1.5〜10である。
1つの実施形態においては、上記セルロース系樹脂がトリアセチルセルロースである。
本発明によれば、セルロース系樹脂から構成される保護層を備えることにより、外縁に凹部を有する形状であるか、または貫通孔を有する形状であっても、クラックが発生しがたい偏光板を提供することができる。
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。 本発明の1つの実施形態による偏光板の概略平面図である。 本発明の別の実施形態による偏光板の概略平面図である。 本発明の1つの実施形態による、偏光板に形成された凹部の頂点の曲率半径Rと、凹部が形成された辺の長さLとの関係を示すグラフ図である。
A.偏光板の全体構成
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、偏光子10と、偏光子10の両面に配置された保護層20とを備える。図示していないが、偏光板100は、保護層20の偏光子10とは反対側の面に任意の適切な粘着剤層を備えていてもよい。
図2は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略平面図である。この偏光板100は、平面視において、外縁に凹部30を有する。図3は、本発明の別の実施形態による偏光板の概略平面図である。この偏光板200は、貫通孔40を有する。
本発明の偏光板が備える保護層は、セルロース系樹脂から形成される。上記のように凹部または貫通孔を備える偏光板(以下、異形状の偏光板ともいう)は、セルロース系樹脂から形成される保護層を備えることにより、クラックの発生が防止され得る。
(外縁に凹部を有する偏光板)
外縁に凹部を有する偏光板において、該凹部は任意の適切な形状であり得る。1つの実施形態においては、該凹部は頂点を有する形状(例えば、L字状、V字状、コの字状)であり、該頂点が曲線から構成される。別の実施形態においては、該凹部は、U字状である。また、さらに別の実施形態においては、該凹部は円弧状、半円状または半楕円状である。
1つの実施形態においては、図2に示すように、偏光板100に形成される凹部30は、L字状の2辺31、32から構成されている。L字状の2辺31、32は、曲線から構成される頂点33で接続されている。図2に示す実施形態においては、偏光板100の平面視形状は、長方形状の1辺に凹部30が形成された形状である。1つの実施形態においては、L字状の2辺31、32は、同じ長さである。なお、「同じ長さである」とは、実質的に同じ長さであることを包含し、2辺の長さの差が2mm以下(好ましくは、1mm以下)であることを意味する。1つの実施形態においては、L字状の2辺31、32のなす角度は、90°である。なお、「90°である」とは、実質的に90°であることを包含し、2辺のなす角度が90°±3°(好ましくは、90°±2°)であることを意味する。図2に示すような平面視を有する偏光板は、通常、クラックが生じやすい傾向にあるが、本発明によれば、このような平面視を有していても、クラックの発生を防止することができる。
図2に例示されるように凹部が偏光板の外縁を構成する辺に形成されている場合、凹部30が形成された辺120と、上記偏光子の吸収軸11とのなす角度は、90°であることが好ましい。このような偏光板は、所定の樹脂フィルムを辺120と平行な方向に延伸(例えばTD延伸)して得られた偏光板である。従来、このような偏光板においては、凹部30を起点とするクラックが特に生じやすい傾向にある。一方、本願発明においては、延伸を経て形成され、かつ、延伸方向と平行な辺に凹部を有していても(すなわち、凹部30が形成された辺120と、偏光子の吸収軸11とのなす角度が90°であっても)、クラックの発生を防止することができる。
上記凹部の頂点(例えば、L字状の2辺を接続する頂点)の曲率半径Rの下限は、好ましくは0.1mmであり、より好ましくは0.2mmであり、さらに好ましくは0.5mmであり、特に好ましくは1mmであり、最も好ましくは2mmである。上記凹部の頂点の曲率半径Rの上限は、好ましくは150mmであり、より好ましくは100mmであり、さらに好ましくは50mmであり、とくに 好ましくは10mmである。通常、凹部の頂点の曲率半径Rが小さいほど、クラックが生じやすいという傾向にあるが、本発明の偏光板は、曲率半径が上記範囲の頂点を有する凹部が形成されていても、クラックが生じ難い。
上記凹部が、偏光板の外縁を構成する辺に形成されている場合、凹部が形成された辺(例えば、図2における辺120)の長さLの上限は、好ましくは500mmであり、より好ましくは400mmであり、さらに好ましくは350mmであり、特に好ましくは200mmである。凹部が形成された辺の長さLの下限は、好ましくは20mmであり、より好ましくは30mmである。通常、凹部が形成された辺の長さが長いほど、クラックが生じやすいという傾向にあるが、本発明の偏光板は、凹部が形成された辺の長さが上記範囲であっても、クラックが生じ難い。なお、「凹部が形成された辺の長さ」とは、図2に示すように、凹部が形成された辺を規定する偏光板の頂点を結んだ直線の長さを意味し、言い換えれば、凹部がないと仮定したときの該辺の長さを意味する。
上記凹部の頂点(例えば、L字状の2辺を接続する頂点)の曲率半径をR(mm)とし、凹部が形成された辺(例えば、図2における辺120)の長さをL(mm)としたとき、該R(mm)およびL(mm)は、図4(a)のグラフ図の着色部分にあることが好ましく、具体的には、
(i)上記長さLが20mm以上60mm以下の場合に、R≦0.0317L+0.1の関係を有し、
(ii)上記長さLが60mmを超えて140mm以下の場合に、R≦0.0625L−1.75の関係を有し、かつ、
(iii)上記長さLが140mm超える場合に、R≦7であることが好ましい。
通常(i)〜(iii)を満たす偏光板は、クラックが生じやすいという傾向にあるが、本発明の偏光板は、RおよびLが上記関係にあってもクラックが生じ難い。
1つの実施形態においては、上記R(mm)およびL(mm)は、図4(b)のグラフ図の着色部にあり、具体的には、上記(i)〜(iii)の関係を満たし、
(iv)上記長さLが、27mm未満の場合に、R≧0.2であり、
(v)上記長さLが27mm以上160mm以下の場合に、R≧0.015L−0.4の関係を有し、かつ、
(vi)上記長さLが160mmを超える場合に、R≧2であることが好ましい。
(iv)〜(vi)の関係を有する偏光板は、クラックが生じ難い。
(貫通孔を有する偏光板)
1つの実施形態においては、図3に示すように、偏光板200は貫通孔40を有する。貫通孔40は円形状であることが好ましい。本実施形態においては、偏光板200の平面視形状は、偏光子の吸収軸11とのなす角度が90°である辺110、120と、偏光子の吸収軸11と平行である辺130、140とから構成される長方形状に、貫通孔が設けられた形状である。なお、「平行である」とは、実質的に平行であることを包含し、吸収軸と辺とのなす角度が、0°±3°(好ましくは、0°±1°)であることを意味する。図3に示すような平面視を有する偏光板は、通常、クラックが生じやすい傾向にあるが、本発明によれば、このような平面視を有していても、クラックの発生を防止することができる。
上記貫通孔の直径Dは、好ましくは2mm〜100mmであり、より好ましくは2mm〜50mmであり、さらに好ましくは2mm〜30mmであり、特に好ましくは2mm〜10mmである。通常、貫通孔の直径が小さいほど、クラックが生じやすいという傾向にあるが、本発明の偏光板は、直径が上記範囲の貫通孔を有していても、クラックが生じ難い。
1つの実施形態においては、貫通孔を有する偏光板は、偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺(例えば、図3における辺110)を有し、偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺の長さLの上限は、好ましくは500mmであり、より好ましくは400mmであり、さらに好ましくは350mmであり、特に好ましくは250mmである。偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺の長さの下限は、好ましくは20mmであり、より好ましくは30mmであり、さらに好ましくは50mmであり、特に好ましくは100mmである。通常、偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺の長さが長いほど、クラックが生じやすいという傾向にあるが、本発明の偏光板は、偏光子の吸収軸と平行である辺の長さが上記範囲であっても、クラックが生じ難い。
B.偏光子
上記偏光子の厚みは特に制限されず、目的に応じて適切な厚みが採用され得る。当該厚みは、代表的には、1μm〜80μm程度であり、好ましくは3μm〜40μmである。1つの実施形態においては、薄型の偏光子が用いられ、当該偏光子の厚みは、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下であり、さらに好ましくは10μm以下であり、特に好ましくは6μm以下である。このように薄い偏光子を用いることにより、薄型の光学積層体を得ることができる。
上記偏光子は、好ましくは、波長380nm〜780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子の単体透過率は、好ましくは40.0%以上、より好ましくは41.0%以上、さらに好ましくは42.0%以上、特に好ましくは43.0%以上である。偏光子の偏光度は、好ましくは99.8%以上であり、より好ましくは99.9%以上であり、さらに好ましくは99.95%以上である。
好ましくは、上記偏光子は、ヨウ素系偏光子である。より詳細には、上記偏光子は、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」と称する)フィルムから構成され得る。
上記PVA系樹脂フィルムを形成するPVA系樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン−ビニルアルコール共重合体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。PVA系樹脂のケン化度は、通常85モル%〜100モル%であり、好ましくは95.0モル%〜99.95モル%であり、さらに好ましくは99.0モル%〜99.93モル%である。ケン化度は、JIS K 6726−1994に準じて求めることができる。このようなケン化度のPVA系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光子が得られ得る。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。
PVA系樹脂の平均重合度は、目的に応じて適切に選択され得る。平均重合度は、通常1000〜10000であり、好ましくは1200〜5000であり、さらに好ましくは1500〜4500である。なお、平均重合度は、JIS K 6726−1994に準じて求めることができる。
上記偏光子の製造方法としては、例えば、PVA系樹脂フィルム単体を延伸、染色する方法(I)、樹脂基材とポリビニルアルコール系樹脂層とを有する積層体(i)を延伸、染色する方法(II)等が挙げられる。方法(I)は、当業界で周知慣用の方法であるため、詳細な説明は省略する。上記製造方法(II)は、好ましくは、樹脂基材と該樹脂基材の片側に形成されたポリビニルアルコール系樹脂層とを有する積層体(i)を延伸、染色して、該樹脂基材上に偏光子を作製する工程を含む。積層体(i)は、樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を塗布・乾燥して形成され得る。また、積層体(i)は、ポリビニルアルコール系樹脂膜を樹脂基材上に転写して形成されてもよい。上記製造方法(II)の詳細は、例えば、特開2012−73580号公報に記載されており、この公報は、本明細書に参考として援用される。
C.保護層
上記保護層は、セルロース系樹脂から形成される。セルロース系樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース等が挙げられる。なかでも好ましくは、TACである。
上記保護層の厚みは、好ましくは20μm〜200μmであり、より好ましくは25μm〜180μmであり、さらに好ましくは40μm〜150μmであり、特に好ましくは40μm〜100μmである。このような範囲であれば、クラックが生じがたい偏光板を得ることができる。
上記保護層の総厚みの上記偏光子の厚みに対する比(保護層の総厚み/偏光子の厚み)は、好ましくは1.5〜10であり、より好ましくは2〜8であり、さらに好ましくは2.5〜7である。このような範囲であれば、クラックが生じがたい偏光板を得ることができる。保護層の総厚みとは、偏光子の両側に配置された保護層(2層)の厚みの合計を意味する。偏光子の一方の側に配置された保護層の厚みと、他方の側に配置された保護層の厚みとは、同じであってよく、異なっていてもよい。(偏光子の一方の側に配置された保護層の厚み/他方の側に配置された保護層の厚み)は、好ましくは0.5〜2であり、より好ましくは0.7〜1.5であり、さらに好ましくは0.8〜1.2であり、特に好ましくは0.9〜1.1である。
上記保護層を構成する樹脂フィルムは、任意の適切な方法により製膜される。製膜方法としては、例えば、溶融押出法、溶液キャスト法(溶液流延法)、カレンダー法、圧縮成形法等が挙げられる。これらの中でも、溶融押出法が好ましい。また、樹脂フィルムは、延伸処理が施されていてもよい。
上記保護フィルムと上記偏光子とは、任意の適切な接着剤層を介して積層される。偏光子作製時に用いた樹脂基材は、保護フィルムと偏光子とを積層する前、あるいは、積層した後に、剥離され得る。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
[製造例1]
(偏光板シートIの作製)
偏光子として、長尺状ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素を含有させ、一軸延伸したフィルム(厚み:28μm)を用いた。偏光子の両側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、TACフィルム(厚み:40μm)を貼り合わせて偏光板シートI(偏光板の原反)を作製した。
[製造例2]
(偏光板シートIIの作製)
偏光子として、長尺状ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素を含有させ、一軸延伸したフィルム(厚み:28μm)を用いた。偏光子の両側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、TACフィルム(厚み:80μm)を貼り合わせて偏光板シートII(偏光板の原反)を作製した。
[製造例3]
(偏光板シートIIIの作製)
偏光子として、長尺状ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素を含有させ、一軸延伸したフィルム(厚み:28μm)を用いた。偏光子の一方の側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、TACフィルム(厚み:40μm)を貼り合わせ、他方の側に、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、アクリル系樹脂フィルム(厚み:30μm)を貼り合せて偏光板シートIII(偏光板の原反)を作製した。
[実施例1〜5]
偏光板シートIから、該偏光板シートIが備える偏光子の吸収軸と平行な辺と、該吸収軸とのなす角度が90°となる辺とから構成される長方形状の偏光板を切り出した。偏光子の吸収軸とのなす角度が90°となる辺に、図2に示すような凹部を設けた。凹部30が形成された辺120に対向する辺110と、頂点33との距離は、20mmとした。凹部の頂点(L字状の2辺を接続する頂点)の曲率半径R、および、凹部が形成された辺(図2における辺120)の長さは、表1に示すとおりとした。
[比較例1〜5]
偏光板シートIに代えて、偏光板シートIIIを用いたこと以外は、実施例1〜5と同様にして偏光板を得た。凹部の頂点(L字状の2辺を接続する頂点)の曲率半径R、および、凹部が形成された辺(図2における辺120)の長さは、表1に示すとおりとした。
[実施例6、8、10、12、14、16および18]
偏光板シートIIから、図3に示すような偏光板を得た。具体的には、該偏光板シートIIが備える偏光子の吸収軸と平行な辺と、該吸収軸とのなす角度が90°となる辺とから構成される長方形状の偏光板を切り出し、該偏光板に貫通孔を設けた。貫通孔は円形状とし、該貫通孔と偏光子の吸収軸と平行である辺との最短距離は20mmとした。また、貫通孔の直径、および、偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺(図3における辺110)の長さは、表2に示すとおりとした。
[実施例7、9、11、13、15、17および19]
偏光板シートIから、図3に示すような偏光板を得た。具体的には、該偏光板シートIが備える偏光子の吸収軸と平行な辺と、該吸収軸とのなす角度が90°となる辺とから構成される長方形状の偏光板を切り出し、該偏光板に貫通孔を設けた。貫通孔は円形状とし、該貫通孔と偏光子の吸収軸と平行である辺との最短距離は20mmとした。また、貫通孔の直径、および、偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺(図3における辺110)の長さは、表2に示すとおりとした。
[比較例6〜12]
偏光板シートIIIから、図3に示すような偏光板を得た。具体的には、該偏光板シートIIIが備える偏光子の吸収軸と平行な辺と、該吸収軸とのなす角度が90°となる辺とから構成される長方形状の偏光板を切り出し、該偏光板に貫通孔を設けた。貫通孔は円形状とし、該貫通孔と偏光子の吸収軸と平行である辺との最短距離は20mmとした。また、貫通孔の直径、および、偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺(図3における辺110)の長さは、表2に示すとおりとした。
[評価]
実施例および比較例で得られた偏光板を下記の評価に供した。結果を表1に示す。
<ヒートサイクル試験>
得られた偏光板を、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を用いてガラス板に貼り合わせて試験用サンプルを得た。これを、−40℃の雰囲気下に30分放置した後、85℃の雰囲気下に30分放置した。この操作を1サイクルとして、100サイクル、300サイクル繰り返した後、偏光板にクラックが発生しているか否かを確認した。このヒートサイクル試験を5枚のサンプルに対して行い、クラックの発生率(いずれのサンプルもクラックなしの場合:0%、5枚のサンプルにクラックが生じた場合:100%)を求めた。
10 偏光子
20 保護層
100 偏光板

Claims (13)

  1. 偏光子と、該偏光子の両面に配置された保護層とを備える、偏光板であって、
    該保護層が、セルロース系樹脂から形成され、
    該偏光板が、平面視において、外縁に凹部を有するか、または、貫通孔を有する、
    偏光板。
  2. 前記凹部が、頂点を有し、該頂点が曲線から構成される、請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記凹部が、L字状の2辺から構成され、
    該L字状の2辺が、曲線から構成される頂点で接続されている、
    請求項1に記載の偏光板。
  4. 前記L字状の2辺が、同じ長さである、請求項3に記載の偏光板。
  5. 前記L字状の2辺のなす角度が、90°±2°である、請求項3または4に記載の偏光板。
  6. 前記凹部が、円弧状である、請求項1に記載の偏光板。
  7. 前記凹部が、偏光板の外縁を構成する辺に形成され、
    該凹部が形成された辺と、前記偏光子の吸収軸とのなす角度が、90°である、
    請求項1から6のいずれかに記載の偏光板。
  8. 前記凹部が、偏光板の外縁を構成する辺に形成され、
    前記凹部の頂点の曲率半径をR(mm)とし、該凹部が形成された辺の長さをL(mm)としたとき、該R(mm)およびL(mm)が、
    (i)該長さLが20mm以上60mm以下の場合に、R≦0.0317L+0.1の関係を有し、
    (ii)該長さLが60mmを超えて140mm以下の場合に、R≦0.0625L−1.75の関係を有し、
    (iii)該長さLが140mm超える場合に、R≦7であり、
    (iv)上記長さLが、27mm未満の場合に、R≧0.2であり、
    (v)上記長さLが27mm以上160mm以下の場合に、R≧0.015L−0.4の関係を有し、かつ、
    (vi)上記長さLが160mmを超える場合に、R≧2である、
    請求項1から7のいずれかに記載の偏光板。
  9. 前記貫通孔の平面視形状が、円形状である、請求項1に記載の偏光板。
  10. 前記偏光板が、前記偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺を有し、
    該偏光子の吸収軸とのなす角度が90°である辺の長さが、100mm以上である、請求項9に記載の偏光板。
  11. 前記保護層の厚みが、20μm〜200μmである、請求項1から10のいずれかに記載の偏光板。
  12. 前記保護層の総厚みの上記偏光子の厚みに対する比(保護層の総厚み/偏光子の厚み)が、1.5〜10である、請求項1から11のいずれかに記載の偏光板。
  13. 前記セルロース系樹脂がトリアセチルセルロースである、請求項1から12のいずれかに記載の偏光板。
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