JP2023061190A - 易接着フィルム、偏光板、粘着剤付き偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
易接着フィルム1は、フィルム基材11の少なくとも一方の面に易接着層15を備える。
フィルム基材11としては透明フィルムが好ましい。透明フィルム基材の全光線透過率は80%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。フィルム基材11を構成する樹脂材料としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。易接着フィルムが光学等方性の偏光子保護フィルムとして用いられる場合は、複屈折が小さいことから、フィルム基材11の樹脂材料として、アクリル系樹脂または環状ポリオレフィン系樹脂が好ましく、アクリル系樹脂が特に好ましい。
フィルム基材11の表面に設けられる易接着層15は、バインダ樹脂およびラジカル捕捉剤を含む。易接着層15が設けられることにより、偏光子等のフィルムやガラス基板等に対する接着性を向上できる。易接着層15がラジカル捕捉剤を含むことにより、易接着フィルム1と偏光子5とが貼り合わせられた偏光板において、偏光子5の劣化が抑制される。
易接着層15のバインダ樹脂としては、アクリル系フィルム等のフィルム基材との密着性に優れることから、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、ポリエステル樹脂、分子中にアミノ基を含むポリマー類、オキサゾリン基等の架橋性官能基を有するアクリル樹脂等の反応性基を有する樹脂(ポリマー)が用いられる。易接着層15のバインダ樹脂としては、ポリウレタン樹脂が特に好ましい。ポリウレタン樹脂バインダを含む易接着層15は、フィルム基材11との密着性が高い。また、易接着層15がポリウレタン樹脂バインダを含む易接着フィルム1は、接着剤層を介して偏光子等のフィルムを積層した際に、高い接着性を示す傾向がある。
易接着層15に含まれるラジカル捕捉剤は、高温環境下での偏光子の劣化(主に単体透過率の低下)を抑制する作用を有する。高温環境下で偏光板内に滞留している水分の移動に伴って、ラジカル捕捉剤が易接着層から偏光子に移行することが、偏光子の劣化抑制に寄与していると考えられる。
前述の通り、易接着層15は微粒子を含んでいてもよい。易接着層15に微粒子が含まれることにより、易接着層の表面に微細な凹凸形状が形成され、易接着フィルム1の滑り性が向上し、ブロッキングを抑制できる。
フィルム基材11の表面への易接着層15の形成方法は特に限定されない。好ましくは、バインダ樹脂およびラジカル捕捉剤、ならびに必要に応じて微粒子を含む易接着組成物(塗液)を、フィルム基材11上に塗布し、加熱することにより、易接着層15が形成される。
易接着組成物は、水を溶媒とする水系の組成物であることが好ましい。易接着組成物における固形分(不揮発成分)の濃度は、1~30重量%が好ましく、2~20重量%がより好ましく、3~15重量%がさらに好ましい。
フィルム基材11上に易接着組成物を塗布する前に、フィルム基材の表面処理を行ってもよい。表面処理を行うことにより、フィルム基材の濡れ張力を調整し、易接着層15との密着性を向上できる。表面処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン吹き付け、紫外線照射、火炎処理、化学薬品処理等が挙げられる。これらの中でも、コロナ処理またはプラズマ処理が好ましい。
偏光板は、偏光子の少なくとも一方の面に透明保護フィルム(偏光子保護フィルム)を備える。偏光板は、偏光子の一方の面のみに偏光子保護フィルムを備えるものでもよく、図2に示すように偏光子5の両面に偏光子保護フィルムを備えるものでもよい。
偏光子5としては、ポリビニルアルコールや、部分ホルマール化ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール系フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて1方向に配向させたポリビニルアルコール(PVA)系偏光子が用いられる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素染色および延伸を施すことにより、PVA系偏光子が得られる。
偏光子5と易接着フィルム1との貼り合わせに用いられる接着剤層6は、光学的に透明であれば、その材料は特に制限されず、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。接着剤層6の厚みは、例えば、0.01~20μm程度であり、被着体の種類や接着剤の材料等に応じて適宜に設定される。塗布後の架橋反応により接着性を示す硬化型の接着剤を用いる場合、接着剤層6の厚みは0.01~5μmが好ましく、0.03~3μmがより好ましい。
偏光子5の一方の面(第一主面)に、接着剤層6を介して易接着フィルム1を貼り合わせることにより偏光板が製造される。易接着フィルム1は、易接着層形成面が接着剤層を介して偏光子5と貼り合わせられていてもよく、易接着層非形成面が接着剤層を介して偏光子5と貼り合わせられていてもよい。
偏光子5の第二主面には、接着剤層7を介して透明保護フィルム2が貼り合わせられてもよい。透明保護フィルム2としては、任意の適切な透明フィルムを採用し得る。透明保護フィルム2の厚みは、5~200μm程度である。機械強度、透明性およびハンドリング性等の観点から、透明保護フィルム2の厚みは10~100μmが好ましく、15~60μmがより好ましい。易接着フィルム1と透明保護フィルム2の厚みは同一でもよく異なっていてもよい。
偏光板50の一方の面または両面には、液晶セルや有機ELセル等の画像表示セル60への貼り合わせのための粘着剤層20や、前面透明部材70への貼り合わせのための粘着剤層30を設けてもよい。
偏光板10を、液晶セルや有機ELセル等の画像表示セル60の表面に貼り合わせることにより、画像表示装置を形成できる。液晶表示装置の形成は、液晶セルと偏光板、および必要に応じて照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むこと等により形成される。有機EL表示装置においては、有機ELセルの表面に、偏光板と位相差フィルム(典型的には1/4波長板)とを組み合わせた円偏光板と貼り合わせることにより、金属電極等による外光の反射光の再出射を低減して、視認性を向上できる。
<易接着フィルムの作製>
(易接着組成物の調製)
樹脂成分としてポリエステルウレタンおよびイソホロンジイソシアネートを含み、さらに硬化触媒としてのトリエチルアミンおよび分散媒としてのメチルエチルケトンを含む固形分35%の水系ポリウレタン(第一工業製薬製「スーパーフレックス210R」)16.5重量部、固形分25%のオキサゾリン含有ポリマー水溶液(日本触媒製「エポクロスWS-700」)4.2重量部、1%のアンモニア水2.3重量部、平均一次粒子径35nmのコロイダルシリカの20%水分散液(扶桑化学工業製「クォートロンPL-3」)6重量部、および純水71重量部を混合して、易接着組成物Aを調製した。
溶融押出製膜装置、グラビアコーター、テンター式同時二軸延伸装置、および巻取り装置を備えるフィルム製造装置を用いて、易接着フィルムを作製した。アクリル系樹脂として、特開2017-26939号の実施例に記載の「透明保護フィルム1A」の作製に用いたものと同一のイミド化MS樹脂(ガラス転移温度:120℃)のペレットを用いた。アクリル系樹脂をTダイから溶融押出して160μmの厚みで製膜し、フィルムの一方の面にグラビアコーターにて上記の易接着組成物を約9μmのウェット厚みで塗布し、温度140℃の加熱炉内で同時二軸延伸テンターにより長手方向(MD)および幅方向(TD)にそれぞれ2倍に延伸して、厚み40μmのアクリル系フィルムの一方の面に厚み200nmの易接着層を備える易接着フィルムを得た。
(偏光子の作製)
厚み45μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ製「PE4500」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら、表1に示す膨潤浴、染色浴、架橋浴1、架橋浴2、および洗浄浴を順に搬送し、70℃で5分間乾燥させて厚み18μmの偏光子を作製した。染色浴におけるヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度は、偏光子の単体透過率が43.4%になるように調整した。
N-ヒドロキシエチルアクリルアミド40重量部およびアクリロイルモルホリン60重量部を硬化性成分として含み、さらに重合開始剤として2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン(BASF製「イルガキュア819」)3重量部を含む紫外線硬化型接着剤を調製した。
片面の偏光子保護フィルムとして、上記で作製した易接着フィルムを用い、他方の面の偏光子保護フィルムとして二軸延伸環状ポリオレフィンフィルム(日本ゼオン製「ゼオノアフィルムZF-14」)を用いた。易接着フィルムの易接着層形成面およびゼオノアフィルムの表面に、上記の紫外線硬化型接着剤を約1μmの厚みで塗布し、ロールラミネータで偏光子に貼り合わせた後、積算光量1000mJ/cm2の紫外線を照射して接着剤を硬化させ、偏光子の一方の面にアクリル系フィルム(易接着フィルム)、他方の面にゼオノアフィルムを備える偏光板を得た。
易接着組成物の調製において、易接着組成物Aに添加するラジカル捕捉剤の量(組成物の固形分に対する量)を表2に示すように変更した。それ以外は、実施例1と同様にして、易接着フィルムを作製し、得られた易接着フィルムを偏光子に貼り合わせて偏光板を得た。
易接着組成物の調製において、ラジカル捕捉剤を添加せずに、易接着組成物Aをそのまま用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、易接着フィルムを作製し、得られた易接着フィルムを偏光子に貼り合わせて偏光板を得た。
接着剤の調製において、上記の式(9)で表されるラジカル捕捉剤を、濃度が10%となるように添加して、ラジカル捕捉剤を含む接着剤を調製した。偏光子と易接着フィルムとの貼り合わせにこの接着剤を用いたこと以外は、比較例1と同様にして偏光板を作製した。
接着剤に添加するラジカル捕捉剤の量(接着剤中の濃度)を表2に示す様に変更したこと以外は、比較例2と同様にして偏光板を作製した。
<接着強度>
偏光板を、偏光子の延伸方向と平行(吸収軸方向)に200mm、直交方向(透過軸方向)に15mmの大きさに切り出し、易接着フィルムと偏光子との間にカッターナイフで切り込みを入れた後、偏光板のゼオノアフィルム側の面をガラス板に貼り合わせた。引張圧縮試験機(ミネベア製「TG-1kN」)にて、剥離角度90°、剥離速度1000mm/分で剥離試験を行い、偏光子と易接着フィルムとの接着力を測定した。
(アクリル系粘着剤の調製)
ブチルアクリレートと4-ヒドロキシブチルアクリレートを99:1の重量比で共重合した重量平均分子量180万のアクリル系ポリマーの溶液に、ポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(東ソー製「タケネート D110N」)0.02重量部、およびシランカップリング剤(信越化学工業製「X-41-1056」)0.2重量部を配合して、アクリル系粘着剤組成物を調製した。
はく離ライナー(表面にシリコーン離型層を備えるポリエステルフィルム;三菱ケミカル製「MRF38」)の離型層形成面に、上記のアクリル系粘着剤組成物を、乾燥後の粘着剤層の厚さが20μmになるように塗布し、90℃で1分間乾燥を行い、はく離ライナー上に粘着剤層を形成した。
偏光板を、1辺40mmの正方形に切り出し、ゼオノアフィルム側の面を、上記の粘着剤層を介してガラス板に貼り合わせた。偏光板の他方の面(易接着フィルム側の面)を、厚み200μmの酸フリーアクリル系粘着シート(日東電工製、「LUCIACS CS9868」)を介して別のガラス板に貼り合わせて、偏光板の両面に粘着剤層を介してガラス板が貼り合わせられた疑似画像表示装置を作製した。
上記の疑似画像表示装置を、温度105℃の熱風オーブン内に48時間静置して加熱試験を実施した。加熱試験前の単体透過率Ts0および加熱試験後の単体透過率Ts1から、下記式により加熱試験前後での単体透過率の減少量ΔTsを算出した。なお、単体透過率は、JlS Z 8701-1982の2度視野(C光源)により、視感度補正を行ったY値であり、分光光度計(村上色彩技術研究所製、「DOT-3」)を用いて測定した。
ΔTs(%)=Ts0(%)-Ts1(%)
実施例1~5および比較例1~4の偏光板における易接着フィルムの易接着層、および接着剤におけるラジカル捕捉剤の含有量、偏光子と易接着フィルムとの接着力、ならびに加熱試験前後での単体透過率の減少量ΔTsを、表2に一覧で示す。
比較例5~7では、比較例1で作製した偏光板を用い、アクリル系粘着剤の調製において、上記の式(9)で表されるラジカル捕捉剤を、表3に示す濃度となるように添加することにより、偏光板のゼオノアフィルム側の面とガラス板とを貼り合わせる粘着剤層がラジカル捕捉剤を含有する疑似画像表示装置を作製し、加熱試験前後の単体透過率の減少量ΔTsを測定した。
偏光板のゼオノアフィルム側の面に、上記のラジカル捕捉剤を含む粘着剤層を貼り合わせて粘着剤付き偏光板を作製し、幅50mm、長さ200mmにカットし、偏光板の易接着フィルム側の面を、両面テープでガラス板に貼り合わせた。幅25mm、長さ200mmにカットしたITOフィルムを、粘着剤付き偏光板の粘着剤層上に貼り合わせ、室温で20分静置したものを測定試料とした。引張圧縮試験機(ミネベア製「TCM-1kNB」)にて、剥離角度180℃、剥離速度1000mm/分で剥離試験を行い、偏光板(ゼオノアフィルム)と粘着剤層との界面での剥離力を求め、これを粘着剤の投錨力とした。
実施例1,5および比較例1,7~8の偏光板における易接着フィルムの易接着層、および粘着剤層のラジカル捕捉剤の含有量、偏光板に対する粘着剤層の投錨力、ならびに加熱試験前後での単体透過率の減少量ΔTsを、表3に一覧で示す。
11 フィルム基材
15 易接着層
2 透明フィルム
5 偏光子
6,7 接着剤層
50 偏光板
20,30 粘着剤層
90 粘着剤付き偏光板
60 画像表示セル
70 前面透明部材
100 画像表示装置
Claims (8)
- 透明フィルム基材の表面に易接着層を備え、
前記易接着層が、バインダ樹脂および水溶性のラジカル捕捉剤を含む、易接着フィルム。 - 前記ラジカル捕捉剤が、ヒンダードアミン化合物である、請求項1に記載の易接着フィルム。
- 前記ラジカル捕捉剤が、ニトロキシド基を有する化合物、またはニトロキシド基を生成可能な化合物である、請求項1または2に記載の易接着フィルム。
- 前記易接着層が、前記ラジカル捕捉剤を0.01~10重量%含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の易接着フィルム。
- 前記易接着層が、さらに微粒子を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の易接着フィルム。
- 第一主面および第二主面を有するポリビニルアルコール系偏光子、および前記偏光子の第一主面に接着剤層を介して貼り合わせられた透明フィルムを備え、
前記透明フィルムが請求項1~5のいずれか1項に記載の易接着フィルムである、偏光板。 - 請求項6に記載の偏光板の少なくとも一方の面に粘着剤層を備える、粘着剤付き偏光板。
- 画像表示セルと、請求項6に記載の偏光板とを有する、画像表示装置。
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