JP2022078991A - 粘着剤層付き光学フィルム及び液晶パネル - Google Patents
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Abstract
Description
光学フィルムと粘着剤層とを備えた粘着剤層付き光学フィルムであって、
前記粘着剤層付き光学フィルムは、導電性ポリマーを含む帯電防止層を更に備え、
前記粘着剤層付き光学フィルムにおける測定領域による光透過率の相違が、前記光透過率の最大値と最小値との差により表示して、2%以下である、粘着剤層付き光学フィルム、
を提供する。
上記本発明の粘着剤層付き光学フィルムと、
一対の透明基板及び前記一対の透明基板の間に配置された液晶層を備える液晶セルと、を備え、
前記粘着剤層付き光学フィルムと前記液晶セルとの間には導電層が設けられていない、
液晶パネル、
を提供する。
図1に示すように、本実施形態の粘着剤層付き光学フィルム10は、光学フィルム1、帯電防止層2及び粘着剤層3を備える。図1の光学フィルム1、帯電防止層2及び粘着剤層3は、この順序で積層されている。図1の帯電防止層2は、光学フィルム1及び粘着剤層3のそれぞれに接している。帯電防止層2が光学フィルム1と粘着剤層3との間に位置する場合、帯電防止層2の劣化が抑制される傾向にある。ただし、光学フィルム1、帯電防止層2及び粘着剤層3の配置の順序は、図1の例に限定されない。例えば、光学フィルム1が帯電防止層2と粘着剤層3との間に位置してもよい。粘着剤層3の表面は、通常、粘着剤層付き光学フィルム10の外部に露出している。
光学フィルム1の構成は、液晶パネルに使用可能である限り、限定されない。光学フィルム1は、単層のフィルムであっても、2以上のフィルムが積層された光学積層体であってもよい。
化ニオブ(Nb2O5)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化
アンチモン(Sb2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化タングステン(WO3)が挙げられる。金属窒化物の具体例としては、窒化ケイ素(Si3N4)が挙げられる。高屈折率層は、好ましくは、酸化ニオブ(Nb2O5)又は酸化チタン(TiO2)を含む。金属酸化物又は金属窒化物から構成される高屈折率層の屈折率は、例え
ば2.00~2.60であり、好ましくは2.10~2.45である。
しては、フッ化マグネシウム、フッ化ケイ素酸が挙げられる。低屈折率層の材料は、屈折率の観点からフッ化マグネシウム及びフッ化ケイ素酸が好ましく、製造容易性、機械的強度、耐湿性等の観点から酸化ケイ素が好ましく、各種特性を総合的に考慮すると酸化ケイ素が好ましい。
帯電防止層2は、導電材料として導電性ポリマーを含む。導電性ポリマーは、ドーパントとの複合体であってもよい。帯電防止層2は、イオン性界面活性剤、導電性微粒子、イオン性化合物等を更に含んでいてもよい。導電性ポリマーを含む帯電防止層2は、高い透明性及び全光線透過率、低いヘイズ、良好な外観、優れた帯電防止効果、並びに、高温又は多湿環境下における安定した帯電防止効果を有しうる。導電性ポリマーを含む帯電防止層2は、液晶セルと偏光子との間に配置されている場合であっても、偏光解消を生じさせにくく、液晶表示装置が表示する画像のコントラストを低下させにくい。導電性ポリマーを含む帯電防止層2は、例えば、導電性微粒子のみを導電材料として含む層に比べて屈折率を低くできる。このため、導電性ポリマーを含む帯電防止層2は、液晶パネルの反射率を低下させることに適している。
基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。アルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,2-エチレン基、1,3-プロピレン基、1,4-ブチレン基、1-メチル-1,2-エチレン基、1-エチル-1,2-エチレン基、1-メチル-1,3-プロピレン基及び2-メチル-1,3-プロピレン基が挙げられ、好ましくはメチレン基、1,2-エチレン基、1,3-プロピレン基であり、より好ましくは1,2-エチレン基である。導電性ポリマーは、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)であることが好ましい。
OO-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)3C-、C4F9SO3 -、C3F7COO-、(CF3SO2)(CF3CO)N-、-O3S(CF2)3SO3 -、(CN)2N-及び下記一般式(1)~(4)で表されるアニオンが挙げられる。
(1) (CnF2n+1SO2)2N- (ただし、nは1~10の整数)
(2) CF2(CmF2mSO2)2N- (ただし、mは1~10の整数)
(3) -O3S(CF2)lSO3 - (ただし、lは1~10の整数)
(4) (CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2) (ただし、p及びqは、互いに独
立して1~10の整数)
lCl4 -、Al2Cl7 -、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AsF6 -、SbF6 -、N
bF6 -、TaF6 -、(FSO2)2N-、CO3 2-等が挙げられる。
好ましく、特に(CF3SO2)2N-で表わされる(トリフルオロメタンスルホニル)イミドが好ましい。
SO2)2N、Li(CF3SO2)3Cであり、より好ましくはLi(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2Nである。アルカリ金属の有機塩は、フッ素含有リチウムイミド塩であることが好ましく、(ペルフルオロアルキルスルホニル)イミドリチウム塩であることが特に好ましい。
粘着剤層3は、粘着剤を含む層である。粘着剤層3に含まれる粘着剤としては、例えば、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等が挙げられる。粘着剤層3に含まれる粘着剤としては、光学的透明性に優れ、適切な濡れ性、凝集性、接着性等の粘着特性を有し、耐候性、耐熱性等に優れる点から、アクリル系粘着剤が好ましい。
粘着剤層3の表面抵抗率は、帯電防止層2の表面抵抗率と同じ方法によって測定できる。
粘着剤層付き光学フィルム10は、例えば、次の方法によって作製できる。ただし、粘着剤層付き光学フィルム10の製法は、以下の例に限定されない。
本実施形態の液晶パネル100を図5に示す。図5の液晶パネル100は、粘着剤層付き光学フィルム10及び液晶セル20を備える。液晶セル20は、液晶層21、第1透明基板22及び第2透明基板23を備える。液晶層21は、第1透明基板22及び第2透明基板23の間に配置されており、第1透明基板22及び第2透明基板23のそれぞれに接している。粘着剤層付き光学フィルム10と液晶セル20との間には、ITO層をはじめとする導電層(更なる導電層)が設けられていない。粘着剤層付き光学フィルム10は、粘着剤層3を介して、液晶セル20における視認側の透明基板(第1透明基板22)に直接接している。換言すれば、粘着剤層付き光学フィルム10と液晶セル20とは、ITO層を介することなく、接している。ただし、本発明の液晶パネルは、粘着剤層付き光学フィルム10と、一対の透明基板及び一対の透明基板の間に配置された液晶層を備える液晶セル20と、を備え、粘着剤層付き光学フィルム10と液晶セル20との間に導電層が設けられていない限り、図5の例に限定されない。例えば、液晶セル20における液晶層22と第1透明基板22及び/又は第2透明基板23とは、直接接していなくてもよい。
図5の液晶パネル100は、タッチセンサ又はタッチパネルを更に備えていてもよい。図6は、タッチパネル30を備えた液晶パネル110を示している。タッチパネル30を除き、液晶パネル110の構造は、液晶パネル100の構造と同じである。したがって、液晶パネル100と液晶パネル110とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。
本実施形態の液晶表示装置は、例えば、液晶パネル100及び照明システムを備えている。液晶表示装置では、液晶パネル100に代えて、図6を参照して説明した液晶パネル110も使用可能である。液晶表示装置において、液晶パネル100は、例えば、照明システムよりも視認側に配置されている。照明システムは、例えば、バックライト又は反射板を有し、液晶パネル100に光を照射する。
粘着剤層に使用した(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。(メタ)アクリル系ポリマーのMw/Mnについても、同様に測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC-8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8mL/min
・注入量:100μL
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管及び冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート76.9部、ベンジルアクリレート18部、アクリル酸5部、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.1部を仕込むことによってモノマー混合物を得た。さらに、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部と共に仕込んだ。混合物を緩やかに撹拌しながら、フラスコ内について窒素ガスを導入して窒素置換した。フラスコ内の液温を55℃付近に維持して8時間重合反応を行うことによって、重量平均分子量(Mw)200万、Mw/Mn=4.1のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
ブチルアクリレート94.9部、アクリル酸5部及び4-ヒドロキシブチルアクリレート0.1部を4つ口フラスコに仕込んだ以外は粘着剤層Aと同様にして、重量平均分子量(Mw)210万、Mw/Mn=4.0のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
表面にアンチグレア層が形成されたトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを準備した。ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置にこのTACフィルムを導入し、フィルムを走行させることによってアンチグレア層の表面にボンバード処理(Arガスによるプラズマ処理)を行った。次に、アンチグレア層の表面の上に、密着層として、物理膜厚が5nmのSiOx層(x<2)を成膜した。次に、密着層の上に、物理膜厚が13nmのNb2O5層(第1の高屈折率層)、物理膜厚が30nmのSiO2層(第1の低屈折率層)、物理膜厚が100nmのNb2O5層(第2の高屈折率層)及び物理膜厚が85nmのSiO2層(第2の低屈折率層)を順に成膜して、積層体aを作製した。これらの酸化物薄膜を形成するときには、アルゴンの導入量及び排気量を調整して装置内の圧力を一定に保ちつつ、プラズマ発光モニタリング(PEM)制御によって、導入する酸素の量を調整した。
まず、以下の方法によってアクリルフィルムを作製した。撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた容量30Lの釜型反応器に、8,000gのメタクリル酸メチル(MMA)、2,000gの2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)、10,000gの4-メチル-2-ペンタノン(メチルイソブチルケトン、MIBK)、5gのn-ドデシルメルカプタンを仕込んだ。反応器内に窒素を導入しつつ、反応器内の混合物を105℃まで昇温し還流させた。次に、重合開始剤として5.0gのt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(カヤカルボンBIC-7、化薬アクゾ社製)を添加するとともに、10.0gのt-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートと230gのMIBKからなる溶液を4時間かけて滴下し、溶液重合を行った。溶液重合は、還流下、約105~120℃で行った。溶液の滴下後に、さらに4時間かけて熟成を行った。
間、環化縮合反応を行った。次に、得られた溶液を、バレル温度260℃、回転数100rpm、減圧度13.3~400hPa(10~300mmHg)、リアベント数1個、フォアベント数4個のベントタイプスクリュー二軸押出機(φ=29.75mm、L/D=30)に、樹脂量換算で2.0kg/hの処理速度で導入した。押出機内では、さらなる環化縮合反応とともに脱揮が進行した。これにより、ラクトン環含有重合体の透明なペレットを得た。
20、東洋スチレン社製)とを、質量比90/10で、単軸押出機(スクリュー30mmφ)を用いて混練押出することにより、透明なペレットを得た。得られたペレットのガラス転移温度は127℃であった。
PEDOT(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン))とPSS(ポリスチレンスルホン酸)とを含む水分散液(ヘレウス社製、商品名「Clevious P」)を28%アンモニア水(東京化成工業社製)にて中和し、固形分率1%としたもの(以下、「PEDOT-PSS-NH4」と記載)を6.9部、バインダーであるポリウレタン樹脂(第一工業製薬社製のスーパーフレックス210、固形分濃度35%)及びオキサゾリン基含有ポリマー(日本触媒社製のエポクロスWS700、固形分濃度25%)をPEDOT-PSS-NH4100部に対して、それぞれ233部及び83部、レベリング剤であるポリエーテル変性シロキサン(信越化学社製のKF-6017)をPEDOT-PSS-NH4100部に対して17部、及び導電助剤であるN-メチルピロリドン2.8部、並びに水18.5部及びイソプロピルアルコール(IPA)71.1部からなる混合溶媒を混合することによって、固形分濃度が0.30%である塗布液を調製した。次に、塗布液を偏光板P1の片面に塗布した。得られた塗布膜を80℃で1分間乾燥させることによって、帯電防止層AE1を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE1からなる積層体を得た。帯電防止層AE1の厚さは、20nmであった。
PEDOT-PSS-NH4、N-メチルピロリドン、水及びIPAの混合量を、それぞれ、14.6部、2.5部、16.5部及び63.5部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマーの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して333部に変更して固形分濃度1.00%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE2を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE2からなる積層体を得た。帯電防止層AE2の厚さは、70nmであった。
PEDOT-PSS-NH4、N-メチルピロリドン、水及びIPAの混合量を、それぞれ、35.1部、1.9部、12.5部及び48.1部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマー及びポリエーテル変性シロキサンの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して、それぞれ0部及び8.3部に変更して固形分濃度1.20%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE3を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE3からなる積層体を得た。帯電防止層AE3の厚さは、80nmであった。
PEDOT-PSS-NH4、N-メチルピロリドン、水及びIPAの混合量を、それぞれ、23.4部、2.3部、57.8部及び15.0部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマー及びポリエーテル変性シロキサンの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して、それぞれ0部及び8.3部に変更して固形分濃度0.80%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE4を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE4からなる積層体を得た。帯電防止層AE4の厚さは、50nmであった。
PEDOTとPSSとを含む水分散液としてヘレウス社製、商品名「Clevious PH1000」を使用すると共に、当該水分散液より得たPEDOT-PSS-NH4、並びにN-メチルピロリドン、水及びIPAの混合量を、それぞれ、43.9部、1.6部、40.9部及び10.6部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマー及びポリエーテル変性シロキサンの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して、それぞれ0部及び8.3部に変更して固形分濃度1.50%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE5を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE5からなる積層体を得た。帯電防止層AE5の厚さは、100nmであった。
レベリング剤であるポリエーテル変性シロキサンを使用せず、かつ、PEDOT-PSS-NH4、N-メチルピロリドン、水及びIPAの混合量を、それぞれ、24.0部、2.2部、14.9部及び57.3部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマーの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して0部に変更して固形分濃度0.80%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE6を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE6からなる積層体を得た。帯電防止層AE6の厚さは、50nmであった。
レベリング剤であるポリエーテル変性シロキサン及び導電助剤であるN-メチルピロリドンを使用せず、かつ、PEDOT-PSS-NH4、水及びIPAの混合量を、それぞれ、6.0部、84.2部及び9.4部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマーの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して0部に変更して固形分濃度0.20%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE7を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE7からなる積層体を得た。帯電防止層AE7の厚さは、10nmであった。
導電助剤であるN-メチルピロリドンを使用せず、かつ、PEDOT-PSS-NH4、水及びIPAの混合量を、それぞれ、23.4部、60.0部及び15.0部に変更すると共に、オキサゾリン基含有ポリマーの混合量をPEDOT-PSS-NH4に対して0部に変更して固形分濃度0.80%の塗布液を調製した以外は帯電防止層AE1と同様にして、帯電防止層AE8を形成した。これにより、偏光板P1及び帯電防止層AE8からなる積層体を得た。帯電防止層AE8の厚さは、50nmであった。
粘着剤層付き反射防止層AR1を偏光板P1及び帯電防止層AE1からなる積層体の偏光板P1側に接合した。接合は、反射防止層AR1が有する粘着剤層を介して行った。次に、粘着剤層Aを帯電防止層AE1上に転写して、実施例1の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE2からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE3からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例3の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE4からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例4の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
粘着剤層付き反射防止層AR1を使用することなく、偏光板P1及び帯電防止層AE4からなる積層体の帯電防止層AE4上に粘着剤層Aを転写して、実施例5の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE5からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例6の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE6からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE7からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例2の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板P1及び帯電防止層AE8からなる積層体を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例3の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
粘着剤層付き反射防止層AR1を使用することなく、偏光板P1及び帯電防止層AE6からなる積層体の帯電防止層AE6上に粘着剤層Aを転写して、比較例4の粘着剤層付き光学フィルムを得た。
偏光板及び帯電防止層からなる積層体を用いて、帯電防止層の表面抵抗率を測定した。測定は、抵抗率計(三菱ケミカルアナリテック社製のハイレスタ-UP MCP-HT450又はロレスタ-GP MCP-T600)を用いて、JIS K6911:1995に規定された方法に準拠して行った。
粘着剤層付き光学フィルムの差ΔTは、上述の方法により評価した。ただし、個々の測定領域は、偏光板P1の表面に垂直に見て直径16μmの円とした。また、測定領域は、上記表面の面積100cm2の範囲(当該表面に垂直に見て10cm×10cmの長方形状)におけるランダムな位置に合計30箇所とした。互いに最も離れた測定領域間の距離は、10cmであった。測定装置には、ラムダビジョン社製のLVmicroZ2を使用した。
粘着剤層付き光学フィルムの視感反射率Yは、上述の方法により評価した。ただし、三刺激値の測定装置には、コニカミノルタ社製の分光測色計CM2600dを使用した。
粘着剤層付き光学フィルムを液晶セルにおける視認側の透明基板に貼り合わせて、液晶パネルを作製した。使用した液晶セルは、図5の液晶セル20と同じ構造を有していた。また、参考例1,2として、それぞれ比較例1,4の粘着剤層付き光学フィルムを、非晶性のITO層(厚さ20nm)が視認側の透明基板上に形成された液晶セルの当該ITO層上に貼り合わせた液晶パネルを作製した。参考例1,2では、粘着剤層付き光学フィルムの粘着剤層とITO層とが直接接していた。ITO層の作製には、スパッタリングを利用した。ITO層に含まれるITOのSn比率は、3%であった。作製した各液晶パネルについて、その視感反射率Yを上述の方法により評価した。ただし、三刺激値の測定装置には、コニカミノルタ社製の分光測色計CM2600dを使用した。また、測定は、液晶セルの視認側とは異なる側の透明基板に対して、偏光板P1及び帯電防止層AE4からなる積層体(反射防止層を有さず)の帯電防止層AE4上に粘着剤層Aを転写して作製した偏光板を、視認側に貼合わせた偏光板の吸収軸に対してクロスニコルの関係で貼合わせた状態で実施した。
上記作製した各液晶パネルの表示面を目視により観察して、ムラが視認されない場合をA、僅かに視認されるが、実際の使用上問題とならない場合をB、視認され、実際の使用上問題となる場合をCとした。
2 帯電防止層
3 粘着剤層
4 偏光板
5 反射防止層
10 粘着剤層付き光学フィルム
20 液晶セル
21 液晶層
22 第1透明基板
23 第2透明基板
100,110 液晶パネル
Claims (9)
- 光学フィルムと粘着剤層とを備えた粘着剤層付き光学フィルムであって、
前記粘着剤層付き光学フィルムは、導電性ポリマーを含む帯電防止層を更に備え、
前記粘着剤層付き光学フィルムにおける測定領域による光透過率の相違が、前記光透過率の最大値と最小値との差により表示して、2%以下である、粘着剤層付き光学フィルム。 - 前記光学フィルム、前記帯電防止層及び前記粘着剤層がこの順番で積層されている、請求項1に記載の粘着剤層付き光学フィルム。
- 前記光学フィルムが偏光板を含む、請求項1又は2に記載の粘着剤層付き光学フィルム。
- 前記光学フィルムが反射防止層を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の粘着剤層付き光学フィルム。
- 前記光学フィルムの視感反射率Yが5.0%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の粘着剤層付きフィルム。
- 前記帯電防止層の表面抵抗率が1.0×102Ω/□~1.0×1012Ω/□である、
請求項1~5のいずれか1項に記載の粘着剤層付き光学フィルム。 - 前記帯電防止層がレベリング剤を更に含み、
前記帯電防止層における前記レベリング剤の含有率が、前記導電性ポリマー100重量部に対して1.0~300重量部である、請求項1~6のいずれか1項に記載の粘着剤層付き光学フィルム。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の粘着剤層付き光学フィルムと、
一対の透明基板及び前記一対の透明基板の間に配置された液晶層を備える液晶セルと、を備え、
前記粘着剤層付き光学フィルムと前記液晶セルとの間には導電層が設けられていない、液晶パネル。 - 前記液晶パネルの視感反射率Yが8.0%以下である、請求項8に記載の液晶パネル。
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