JP3618115B2

JP3618115B2 - 楕円偏光板

Info

Publication number: JP3618115B2
Application number: JP04321694A
Authority: JP
Inventors: 村佳宏木; 水俊宏清
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: JPH07230006A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＳＴＮ型液晶ディスプレイの着色防止等に用いられる楕円偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）型液晶の複屈折性を利用した高コントラストな液晶ディスプレイはパーソナルコンピューターやワードプロセッサなどに用いられている。かかるディスプレイは液晶の複屈折性に基づくため表示が一般に青色系統ないし黄色系統に着色する。そのためＳＴＮ型液晶の複屈折による位相差を補償し、楕円偏光を直線偏光に戻して着色を打ち消す手段が講じられている。その手段として偏光板と複屈折性フイルムからなる位相差板とからなる楕円偏光板を用いる方式が提案されている。この方式はＦＴＮ方式などと呼ばれており、単層セルによる白黒表示を可能にして、それまでの別途の液晶セルを重ね合わせるＤ−ＳＴＮ方式の嵩高や高重量問題を解消している。
【０００３】
位相差板用の原材料には透明度、耐熱性、光学的な均質性加工性などを備えたポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、アクリル系、ポリエステル系などが用いられており、特に単体透過率、加工性及び白表示等に優れた性質を有し、又コストが安価であるポリビニルアルコール系位相差フイルムが広く用いられている。
【０００４】
しかしながら、かかるポリビニルアルコール系位相差フイルムは耐湿性に劣り、高湿度雰囲気下において位相差板の性質（リターデーション値（Ｒ値）、フイルム又はシートの重量、寸法など）が大きく変動するため、位相差フイルムの片面又は両面には三酢酸セルロース、二酢酸セルロース等のセルロース系フイルム、ポリカーボネート系フイルム、ポリメチルメタクリレート系フイルム、ポリスチレン系フイルム、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フイルム、ポリサルホン系フイルム等の高分子フイルムを保護層として形成することが試みられており、楕円偏光板として用いられる際には、離型フイルム／粘着剤層／保護層／接着剤層／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／接着剤層／保護層／粘着剤層／偏光フイルムを積層した構成を有している。かかる保護層の存在は、液晶ディスプレイの薄層化、軽量化、低コスト化の趨勢に反するものであり、又視野角が狭くなる問題点が指摘されており改善が強く求められている。これらの要求に対して保護層を有しない位相差板を用いた楕円偏光板の開発が試みられている。
【０００５】
即ち、離型フイルム／粘着剤層／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／粘着剤層／偏光フイルムの積層構造からなる保護層を有しない位相差板を用いた楕円偏光板である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、該積層体の場合、上記の如く粘着剤の特性により楕円偏光板の物性が大きく影響を受けることは言うまでもないことである。
その影響の一つに該積層体の寸法安定性が挙げられる。
つまり、該積層体を液晶セル等のガラス版に実装した場合に、温度・湿度条件により位相差フィルムと偏光フィルムがそれぞれ異なった挙動を示し、その結果フィルム同士のズレが生じる危険性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかるに本発明者等はかかる課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムからなる楕円偏光板において、アクリル系粘着剤層（１）の厚みｄ１が５〜２５μｍであり、かつアクリル系粘着剤層（１）の厚みｄ１とアクリル系粘着剤層（２）の厚みｄ２がｄ１／ｄ２＝０．４〜０．６である楕円偏光板は、実装時の高温・高湿条件においても位相差フィルムと偏光フィルムのズレが生じることなく良好であり、更にはガラス面との貼着時における再剥離性（ガラス面への糊残りが少なく、通常、剥離強度が１．０ｋｇ／２５ｍｍ未満のものが貼り直しが容易）にも優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
以下本発明について詳述する。
本発明の粘着剤層に用いられる、アクリル系粘着剤は、通常、硬化剤との併用でアクリル系粘着剤層に供される。
アクリル系粘着剤の具体的な構成成分としては、ガラス転移温度の低く柔らかいモノマー成分やガラス転移温度の高く硬いコモノマー成分、更に必要に応じ少量の官能基含有モノマー成分が挙げられる。
【０００９】
前記の主モノマー成分としては、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘキシル等のアルキル基の炭素数２〜１２程度のアクリル酸アルキルエステルやメタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉｓｏ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル等のアルキル基の炭素数４〜１２程度のメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられ、前記のコモノマー成分としては、アクリル酸メチルやメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル等のアルキル基の炭素数１〜３のメタクリル酸アルキルエステル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレンなどが挙げられる。
【００１０】
前記以外に官能基含有モノマー成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸等の多価カルボン酸、及びこれらの無水物等のカルボキシル基含有モノマーや２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシルプロピル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等やＮ−メチロールアクリルアミド等のヒドロキシル基含有モノマー等の他に（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
【００１１】
かかる官能基含有モノマー成分のうちで、特にカルボキシル基含有モノマーの使用が好ましい。
かかる主モノマー成分の含有量は、他に含有させるコモノマー成分や官能基含有モノマー成分の種類や含有量により一概に規定できないが、一般的には上記主モノマーを５０重量％以上含有させることが好ましい。
【００１２】
本発明のアクリル系樹脂は、主モノマー、コモノマー、更に必要に応じて官能基含有モノマーを有機溶剤中でラジカル共重合させる如き、当業者周知の方法によって容易に製造される。
【００１３】
前記重合に用いられる有機溶剤としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ｎ−プロピルアルコール、ｉｓｏ−プロピルアルコールなどの脂肪族アルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類などが挙げられる。前記ラジカル重合に使用する重合触媒としては、通常のラジカル重合触媒であるアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどが具体例として挙げられる。
【００１４】
かかるアクリル系粘着剤は、本発明の効果をより顕著に発揮させるために０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜５重量％程度の硬化剤が混合される。
硬化剤としての代表的なものはイソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アルデヒド系化合物、アミン化合物、金属塩、金属アルコキシド、金属キレート化合物、アンモニウム塩及びヒドラジン化合物等が例示される。
【００１５】
硬化剤のうちイソシアネート系化合物としては、トリレンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートアダクト、トリメチロールプロパンのキシリレンジイソシアネートアダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メチレンビス（４−フェニルメタン）トリイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど、及びこれらのケトオキシムブロック物またはフェノールブロック物などが挙げられる。
【００１６】
エポキシ系化合物としては、ビスフェノールＡ・エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジまたはトリグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルｍ−キシレンジアミン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサンなどが挙げられる。
【００１７】
アルデヒド系化合物としては、グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、マレインジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドなどが挙げられる。
アミン化合物としては、ヘキサメチレンジアミン、トリエチルジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、トリエチルテトラミン、イソフォロンジアミン、アミノ樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。
【００１８】
金属塩としては、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム、ジルコニウムなどの多価金属の塩化物、臭化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩などの塩、たとえば、塩化第二銅、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、塩化第二スズ、塩化亜鉛、塩化ニッケル、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウム、酢酸銅、酢酸クロムなどが挙げられる。
金属アルコキシドとしては、テトラエチルチタネート、テトラエチルジルコネート、アルミニウムイソプロピオネートなどが挙げられる。
【００１９】
金属キレート化合物としては、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム、ジルコニウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセト酢酸エステル配位化合物などが挙げられる。
アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸アンモニウムなどが挙げられる。
ヒドラジン化合物としては、ヒドラジン、ヒドラジンヒドラート、およびそれらの塩基塩、硫酸塩、リン酸塩等の無機塩類、ギ酸、シュウ酸等の有機酸塩類が挙げられる。
【００２０】
本発明におけるポリビニルアルコール系位相差フィルムとは、ポリビニルアルコール系（以下ＰＶＡ系と略する。）の一軸延伸フイルム又はシートが用いられる。
該フイルム又はシートを構成するＰＶＡ系の材料としては、ＰＶＡ、ＰＶＡを酸の存在下でアルデヒド類と反応させた、例えばポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂などのいわゆるポリビニルアセタール樹脂およびその他共重合によるＰＶＡ誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうちでは、耐熱性が良好であるという点から、高ケン化度で高重合度のＰＶＡが好ましい。即ち、ケン化度は９５モル％以上が好ましく、更には９９モル％以上、特には９９．５モル％以上であって、重合度１０００以上、望ましくは１０００〜３０００のものが好ましい。
【００２１】
前記ＰＶＡ系の一軸延伸フイルム又はシートとは、ＰＶＡ系樹脂をキャスト法、押出法、カレンダー法などの通常の方法で成膜した原反フイルム又はシートを１．１〜４倍、好ましくは１．１〜１．５倍程度一軸延伸し、１５０〜２５０℃で１０秒以上、好ましくは２００〜２３０℃で２０秒以上熱処理して得られた厚さ３０〜６０μｍ程度、好ましくは４０〜５０μｍ程度のものであり、物性的にはリターデーション値が３０〜８００ｎｍ程度で、未だ耐湿性を有しない基材である。
【００２２】
光学主軸が一定で、かつ光学的色斑が少ない位相差板をうるためには原反フイルムまたはシートは、厚さ精度が良好であり、できるだけ光学的に均質なものであるのが好ましい。フイルムまたはシートに成膜時にダイラインなどが発生することは好ましくない。
本発明において光学的に色斑が小さい位相差フイルムをうるためには、延伸前のフイルム幅Ａと延伸後のフイルム幅Ｂとから定義されるネックイン率（１００×（Ａ−Ｂ）／Ａ）を２０％以下に抑えることが好ましい。
【００２３】
前記一軸延伸する方法としては、たとえば多数のロールの間をフイルムを通過させることによってフイルムの予熱を行い、ついで２対の延伸ロールにより所定の倍率に延伸する方法、多数のロール間をフイルムを通過させる間に予熱と段階的な延伸を併行して行いながら、所定の倍率にまでもっていく方法、テンター法により巾方向に延伸する横一軸延伸法などの方法が採用されうる。
【００２４】
延伸は、目的とする位相差板の用途に応じて適宜に行われる。即ち、リターデーション値とは、主延伸方向（ＭＤ方向）、およびこれに垂直な方向（ＴＤ方向）における屈折率差（ＩＩ_ＭＤ−ＩＩ_ＴＤ）と位相差フイルムまたはシートの厚さの（ｄ）との積で定義され、直交関係にある直線偏光が同位相で入射した場合の透過光の位相差を意味するリターデーション値（Ｒ値）が、使用光線の波長（λ）の例えば１／４の値となるように延伸処理を行った場合には、１／４波長板が得られ、１／２の値となるように延伸処理を行った場合には、１／２波長板が得られることとなる。
【００２５】
使用光線が可視光線である場合、１／４波長板としてのリターデーション値は９５〜１７０ｎｍの範囲となる。従って、この範囲にある１／４波長板と直線偏光子とを組合わせることによって、ある可視光線における正確な円偏光が得られることになる。
本発明によるＰＶＡ系位相差板には、紫外線吸収剤や安定剤などの各種の添加剤が添加されていてもよい。
また、延伸後に行われる熱処理によりその分子配合が恒久的なものとされる。
【００２６】
本発明におけるポリビニルアルコール系偏光フイルムは、特に限定はなく、偏光素膜をそのまま用いることもできるが、通常は偏光素膜の少なくとも片面（通常は両面）に保護層を積層したものを用いる。ここで偏光素膜としては、ポリビニルアルコール系重合体／ヨウ素系、ポリビニルアルコール系重合体／２色性染料系、ポリビニルアルコール系重合体／ポリエン系などが挙げられる。保護層としては、セルローストリアセテートシート、ポリカーボネートシート、ポリメチルメタクリレートシートをはじめとする光等方性の透明シートが挙げられる。その厚さは１２０〜２００μｍ程度である。
【００２７】
本発明の最大の特徴は、上記の如きアクリル系粘着剤層、ポリビニルアルコール系位相差フィルム及び偏光フィルムを用いたアクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムからなる楕円偏光板において、アクリル系粘着剤層（１）の厚みｄ１とアクリル系粘着剤層（２）の厚みｄ２をｄ１／ｄ２＝０．１〜０．９５にコントロールするところにあり、アクリル系粘着剤層（１）の厚みｄ１とアクリル系粘着剤層（２）の厚みｄ２が上記の条件を外れると本発明の効果を得ることはできない。
即ち、ｄ１／ｄ２が０．１よりも小さい場合は、耐久時に剥離が生じ、逆に０．９５よりも大きい場合は、耐久時に位相差板周辺に変色が生じ不適当である。好ましくはｄ１／ｄ２＝０．２〜０．８で、更に好ましくはｄ１／ｄ２＝０．４〜０．６である。
尚、本発明のアクリル系粘着剤層の厚みｄ１及びｄ２は乾燥時の厚み（固形分換算）を意味する。
【００２８】
また、本発明のアクリル系粘着剤層（１）とアクリル系粘着剤層（２）の粘着剤は、それぞれ異なった組成の粘着剤を用いることも可能であるが、作業効率、コスト面等から同一の粘着剤を用いたほうが好ましい。更に、アクリル系粘着剤層（１）の厚みは、５〜２５μｍにすることが必要で、該厚みが５μｍ未満では粘着力が低下し、２５μｍを超えると、アクリル系粘着剤の凝集破壊が見られ再剥離性が低下して不適当である。
【００２９】
本発明の楕円偏光板は、通常、アクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムの積層体の粘着剤層（１）の外側に離型フィルムを設けられて、離型フィルム／アクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムの積層体とされる。
かかる離型フイルムは、ポリエステルやポリオレフィン等のプラスチックフイルムの片面又は両面を剥離剤で処理したものであり、一般的にポリエステルフイルムにシリコーン系剥離剤をコーティングしたものを使用する。その厚さは３０〜５０μｍ程度である。
【００３０】
かかる楕円偏光板を液晶ディスプレイ等に貼り付ける場合には離型フイルムを剥がして粘着剤層（１）を液晶ディスプレイ等のガラス基板に貼り付ける。
かくして得られた楕円偏光板はＳＴＮ型液晶セル等の複屈折性液晶セルを用いたディスプレイにおける位相差による着色の打ち消しに好ましく用いられる。
【００３１】
【作用】
本発明のアクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムからなる楕円偏光板は、アクリル系粘着剤層（１）の厚みが特定の値で、かつアクリル系粘着剤層（１）の厚みとアクリル系粘着剤層（２）の厚みの比が特定の値にコントロールされているため、実装時の高温・高湿条件においても位相差フィルムと偏光フィルムのズレが生じることなく良好で装着時の再剥離性にも優れＳＴＮ型液晶セル等の複屈折性液晶セルを用いたディスプレイに大変有用である。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明について実例を挙げ更に詳述する。
尚、「部」及び「％」とあるのは重量基準である。
アクリル系粘着剤組成物（Ａ）
還流管、温度計付きの重合反応缶に、酢酸エチル５０部と、重合触媒として、アゾビスイソブチロニトリル０．０３部を入れ、沸点まで昇温し、ブチルアクリレート６７％、メチルアクリレート３０％、アクリル酸３％を２時間かけて滴下仕込みを行った。重合率９５％になるまで反応を行い、希釈溶剤として、酢酸エチルとトルエン混合溶剤にて、希釈を行った結果、樹脂分３０％、粘度が４０００ｃｐｓ／２５℃の粘着剤を得た。この粘着剤に対して硬化剤として、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネートの７５％液を１．５部混合して粘着剤組成物とした。
【００３３】
アクリル系粘着剤組成物（Ｂ）
アクリル系粘着剤組成物（Ａ）において硬化剤としてトリメチロールプロパントリレンジイソシアネートの７５％液を０．５部配合した以外は同例に従って粘着剤組成物を得た。
アクリル系粘着剤組成物（Ｃ）
アクリル系粘着剤組成物（Ａ）においてモノマー成分としてブチルアクリレート６７％、メチルアクリレート２８．７％、アクリル酸４％、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート０．３％を使用した以外は同例に従って重合を行い粘着剤を得た。かかる粘着剤に硬化剤としてトリメチロールプロパントリレンジイソシアネートの７５％液を１．５部混合して粘着剤組成物を得た。
【００３４】
実施例１
平均重合度２０００、平均ケン化度９９．７モル％の厚さ６０μｍの一軸延伸ポリビニルアルコールフイルム（Ｒ値＝４１０ｎｍ、延伸倍率１．１５倍、延伸後２２０℃で３０秒間熱処理したもの）の片面にアクリル系粘着剤層（２）としてアクリル系粘着剤組成物（Ａ）を厚さ２５μｍ（固形分換算）になるように塗布し、他の面にも同様にしてアクリル系粘着剤層（１）として厚さ１０μｍ（固形分換算）になるようにアクリル系粘着剤組成物（Ａ）を塗布した。続いて厚さ２５μｍの塗布面にポリビニルアルコール系延伸フイルムをヨウ素で染色処理してなる厚さ１８０μｍのポリビニルアルコール系偏光フイルム（透過率４１％、偏光度９９．９％）を位相差板の延伸軸と偏光板の延伸軸が４５°になる様に積層貼着し、もう一方の厚さ１０μｍの塗布面に厚さ４０μｍのポリエステル系離型フイルムを積層して楕円偏光板を得た。
かかる楕円偏光板（２００ｍｍ×２００ｍｍ）において、離型フイルムを剥がし粘着剤層（厚さ１０μｍの塗布面）に厚さ１．１ｍｍのガラス基板（２００ｍｍ×２００ｍｍ）を積層したものを試験試料とし、４０℃×９５％Ｒｈの雰囲気中で２５時間放置後の寸法変化及びバビネ型コンペンセーター付の偏光顕微鏡（ニコンＰＯＨ−Ｉ型）に自在回転台を取り付け、サンプルを５０゜傾斜させて延伸方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）の視野角を調べた。
【００３５】
なお、視野角（α）は、（５０゜傾斜時の測定値）／（入射光に対して垂直時の測定値）より計算した値を示す。
更に、別途ガラス基板積層試験料を作製し、ガラス基板貼着直後の剥離強度（再剥離性）を調べた。尚、剥離速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ。
【００３６】
実施例２〜６及び比較例１，２
実施例１において表１で示す如きアクリル系粘着剤及び塗布厚み変化させた以外は同例に準じて測定を行った。結果をまとめて表２に示す。
【００３７】
〔表１〕

【００３８】
【表２】

【００３９】
【発明の効果】
本発明のアクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムからなる楕円偏光板は、アクリル系粘着剤層（１）の厚みが特定の値で、かつアクリル系粘着剤層（１）の厚みとアクリル系粘着剤層（２）の厚みの比が特定の値にコントロールされているため、実装時の高温・高湿条件においても位相差フィルムと偏光フィルムのズレが生じることなく良好で装着時の再剥離性にも優れＳＴＮ型液晶セル等の複屈折性液晶セルを用いたディスプレイに大変有用である。

Claims

アクリル系粘着剤層（１）／ポリビニルアルコール系位相差フイルム／アクリル系粘着剤層（２）／ポリビニルアルコール系偏光フィルムからなる楕円偏光板において、アクリル系粘着剤層（１）の厚みｄ１が５〜２５μｍであり、かつアクリル系粘着剤層（１）の厚みｄ１とアクリル系粘着剤層（２）の厚みｄ２がｄ１／ｄ２＝０．４〜０．６であることを特徴とする楕円偏光板。