JP4326268B2

JP4326268B2 - 偏光板及び液晶表示素子

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Publication number: JP4326268B2
Application number: JP2003172947A
Authority: JP
Inventors: かおり関; 正赤松; 澤民施
Original assignee: Sony Chemical and Information Device Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP2005010329A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板に関し、少なくとも偏光子の片面に保護膜が形成された偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、眼鏡等をはじめとする光学素子には、偏光板が用いられているが、このような用途に用いられている偏光板としては、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色した偏光子の両面に、その強度及び耐水性や耐湿性等を向上させるために、保護膜を接着剤で貼り合わせたものが一般的である。
【０００３】
このような偏光板における保護膜は、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムのように、光学的透明性に優れた酢酸セルロース系樹脂フィルムが多用され、また貼り合わせるための接着剤としては、偏光子及び保護膜が共に親水性であるため、親水性のものがよい。
【０００４】
ところで、上述したような偏光子は、発色しているポリヨウ素イオン（Ｉ₃ ^-、Ｉ₅ ^-等）がポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸の結果として偏光能を発揮しているため、偏光子に湿気（水蒸気）が供給されるとポリヨウ素が分解してヨウ素イオン（Ｉ^-）となり、ポリヨウ素イオンによる発色は減じる。この現象は、高温環境下では更に顕著となる。その結果、偏光子の光透過率が増大し、偏光子の偏光能は経時的に失われると考えられている。従って、偏光板の保護膜には、外部の湿気等から偏光子を保護することが求められている。
【０００５】
しかしながら、従来の偏光板において使用されるＴＡＣフィルム及び接着剤も親水性であるため、ＴＡＣフィルムが外部の湿気の影響から偏光子を保護するために、その厚さを８０μｍ程度以上の厚みにすることが行われていた。
【０００６】
また、偏光板の保護膜において、その波長が３８０ｎｍ以下の紫外線の透過率が４０％を超えると、偏光子や液晶を紫外線から保護する能力が十分ではなく、偏光板を液晶表示装置に組み込んだ場合に表示品質の低下をもたらすことがある。従って、波長３８０ｎｍ以下の紫外線の透過率は４０％以下に制限され、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは５％以下である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
保護膜の膜厚を小さくすると、紫外線の透過率が高くなるため、保護膜の薄膜化は紫外線防止の観点からも困難である。このように、従来の偏光板では、近年の光学表示素子用の偏光板の保護膜に要求されている薄膜化（例えば、保護膜の厚さを４０μｍ以下に薄膜化）という要請に対応が困難という問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２４９６００号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、偏光板の保護膜を薄膜化した場合であっても、外部の湿気や紫外線から偏光子を保護できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色した偏光子と、前記偏光子上に配置された保護膜とを有し、前記保護膜は前記偏光子の表面に直接塗布形成された光重合性化合物が重合した硬化物を含有する偏光板であって、前記保護膜の膜厚は４０μｍ以下であり、前記硬化物は紫外線透過性の物質で構成され、前記保護膜にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が、前記光重合性化合物１００重量部に対して５重量部以上１５重量部の範囲で添加された偏光板である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の偏光板であって、前記光重合性化合物は１又は２以上のアクリレートを含有する偏光板である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の偏光板であって、前記光重合性化合物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のアクリレートと、トリメチロールプロパン基を有する第二のアクリレートと、ペンタエリスリトール基を有する第三のアクリレートと、ビスフェノール基を有する第四のアクリレートと、有橋炭化水素基を有する第五のアクリレートとからなる群より選択される少なくとも１種類のアクリレートを含有する偏光板である。
請求項４記載の発明は、液晶パネルと、前記液晶パネル上に配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の偏光板とを有する液晶表示素子である。
【００１１】
尚、本発明で紫外線とは、紫外線中の波長３８０ｎｍ以下の領域のものであり、紫外線透過性の物質とは、膜厚４０μｍのフィルム状に成形した場合に、波長３８０ｎｍの紫外線の透過率６０％を超えるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の偏光板は、偏光子上に保護膜が形成されたものである。保護膜は、光重合性化合物と、紫外線吸収剤とを含有する保護膜用組成物に、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射し、光重合性化合物を重合させて形成される。
【００１３】
光重合性化合物が重合するときに、紫外線吸収剤は殆ど反応しないので、結局保護膜は光重合性化合物が重合した硬化物と、紫外線吸収剤とを有する。光重合性化合物であるアクリレートの硬化物は水蒸気を遮断する能力が高いだけでなく、堅牢性にも優れているので、保護膜を膜厚４０μｍ以下に薄膜化した場合でも、外部の湿気等の影響から偏光子を保護することが可能であり、また、偏光子の支持体としても機能することが可能である。上述したようなアクリレートの硬化物は可視光を透過する光学的透明性に優れているため、波長３８０ｎｍ以下の紫外線の透過性も高い。
【００１４】
図２は透過率と波長との関係を示すグラフであり、図２の符号Ｌｔ、ＬａはそれぞれＴＡＣフィルムと、アクリレートの硬化物からなるフィルムを用いた場合の、透過率の変化を示している。
【００１５】
アクリレートの硬化物からなるフィルムは、波長３８０ｎｍの紫外線の透過率が約８０％であり、ＴＡＣフィルムに比べて紫外線の透過率が高く、紫外線透過性であることがわかる。
【００１６】
本発明では、保護膜は光重合性化合物の硬化物だけではなく、紫外線吸収剤を含有しており、保護膜に入射した紫外線は紫外線吸収剤によって吸収されるので、可視光の透過性は高いが、紫外線の透過性が低くなる。
【００１７】
このように、本発明の偏光板に用いられる保護膜は、膜厚を４０μｍ以下と小さくした場合であっても、湿気に対する遮断性が高く、堅牢性にも優れているだけではなく、紫外線に対する遮断性も高いので、偏光子がダメージを受け難い。
【００１８】
本発明に用いることのできる紫外線吸収剤は特に限定されないが、
▲１▼光重合性化合物の重合反応を阻害しない、▲２▼少ない配合量で高い紫外線吸収能力を持つ、▲３▼偏光板の性能（偏光度、可視光の透過率、耐久性）に影響を与えない、等の特性を考慮すると、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
【００１９】
また、光重合性化合物として、ネオペンチルグリコール基を有する第一のアクリレート、トリメチロールプロパン基を有する第二のアクリレート、ペンタエリスリトール基を有する第三のアクリレート、ビスフェノール基を有する第四のアクリレート又は有橋炭化水素基を有する第五のアクリレートを用いれば、より堅牢で、湿気に対する遮断性の高い保護膜が得られる。
第一のアクリレートのネオペンチルグリコール基は下記式（１）で表される。
【００２０】
【化１】

【００２１】
第二のアクリレートのトリメチロールプロパン基は下記式（２）で表される。
【００２２】
【化２】

【００２３】
第三のアクリレートのペンタエリスリトール基は下記式（３）で表される。
【００２４】
【化３】

【００２５】
第四のアクリレートのビスフェノール基は下記式（４）で表される。
【００２６】
【化４】

【００２７】
第五のアクリレートの有橋炭化水素基を有する基としては、ジシクロペンタニル基又はジシクロペンテニル基が挙げられ、それらの基は下記式（５）で表される。
【００２８】
【化５】

【００２９】
また、有橋炭化水素基のその他の例としては、イソボルニル基が挙げられる。本発明でアクリレートとは、重合に寄与する主要部としてアクリロイル基、又はメタクリロイル基を有するものであって、それら主要部である基がネオペンチルグリコール基、ペンタエリスリトール基、トリメチロールプロパン基、ビスフェノール基、ジシクロペンタニル基、又はジシクロペンテニル基に対して、酸素（−Ｏ−）を介して（即ち（メタ）アクロイルオキシ基として）結合してもよく、また、両者の間にオキシアルキレンオキシ基（−Ｏ（ＣＨ₂）_nＯ−、−Ｏ（ＣＨ₂）_mＯ−（ここでｎ及びｍはそれぞれ１〜１０の整数である））を介して結合してもよい。
【００３０】
また、ＥＯ（エチレンオキサイド）変性基やＰＯ（プロピレンオキサイド）変性基、あるいはエポキシ変性基、それらを組み合わせた変性基を介して結合してもよい。例えば、（メタ）アクリロイル基は、ビスフェノール基に対して、−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n−、−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂Ｏ）_n−、−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_m−、又は−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂Ｏ）_m−を介して結合してもよい。ここで、ｎ及びｍはそれぞれ１〜１０の整数である。
【００３１】
ネオペンチルグリコール基を有する第一のアクリレートの好ましい例としては、下記化学式（１）〜（３）で示される化合物が挙げられる。
【００３２】
【化６】

【００３３】
【化７】

【００３４】
【化８】

【００３５】
トリメチロールプロパン基を有する第二のアクリレートの好ましい例としては、下記化学式（４）、（５）で示される化合物が挙げられる。
【００３６】
【化９】

【００３７】
【化１０】

【００３８】
ペンタエリスリトール基を有する第三のアクリレートの好ましい例としては、下記化学式（６）、（７）で示される化合物が挙げられる。
【００３９】
【化１１】

【００４０】
【化１２】

【００４１】
ビスフェノール基を有する第四のアクリレートの好ましい例としては、下記化学式（８）、（９）で示される化合物が挙げられる。
【００４２】
【化１３】

【００４３】
【化１４】

【００４４】
尚、上記化学式（８）はビスフェノールＡ基を有する第四のアクリレートであって、上記化学式（９）はビスフェノールＦ基を有する第四のアクリレートである。
【００４５】
有橋炭化水素基を有する第五のアクリレートの好ましい例としては、下記化学式（１０）、（１１）、（１２）で示される化合物が挙げられる。
【００４６】
【化１５】

【００４７】
【化１６】

【００４８】
【化１７】

（上記式（１０）〜（１２）において、Ｒは水素原子又はメチル基であり、Ｘは−Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）_nＯ−、−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＯ−、又は−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂Ｏ）_n−であり、Ｙは−Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）_mＯ−、−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_mＯ−、又は−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂Ｏ）_m−であり、ｎ及びｍはそれぞれ１以上１０以下の整数である。）
これら第一〜第五のアクリレートはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４９】
本発明に用いられるアクリレートは上述した第一〜第五のアクリレートに限定されるものではなく、エチレン性不飽和モノマーを用いることができる。具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ノニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カルビトールアクリレート、ベンジルアクリレート、アリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、スチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロキシエチルフォスフェート、２−ビニルピリジン、２−エチルヘキシルアクリレート、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アクリレート、エチルカルビトールアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（＃２００、＃４００、＃６００）ジアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、１、６−ヘキサンジオールジアクリレート、メチルトリグリコール、アクリロイルモルフォリン、１、９−ノナンジオールジアクリレート、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１、３−プロパンジオールジアクリレート等が挙げられる。また、これらのオリゴマーも使用することが可能である。
【００５０】
あるいは、光重合性化合物としてウレタン（メタ）アクリレート、ポリブタジエン（メタ）アクリレート、イソプレンアクリレート、エポキシアクリレート等も使用することができる。
【００５１】
これらのアクリレートと、上述した第一〜第五のアクリレートとをアクリレートを併用することもできる。光重合性化合物が重合して硬化するためには、光重合性化合物として用いられるアクリレートのうち、いずれかが多官能であること、例えば、一分子中に２以上の（メタ）アクリロイル基を有することが好ましい。また、必要に応じて、公知の架橋剤、例えばポリイソシアネート系架橋剤を併用することができる。
【００５２】
また、光重合性化合物には、光重合開始剤を添加することができる。このような光重合開始剤としては、例えば、オクテン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクテン酸マンガン、ナフテン酸マンガン、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔーブチルパーベンゾエート、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、アントラキノン、ナフトキノン、ヒバロインエチルエーテル、ベンジルケタール、１，１−ジクロロアセトフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、２−クロロチオキサントン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ミヒラーケトン、２，２−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−メチルチオキサントン、フェニルグリオキシレート、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ジベンゾスパロン、ベンゾフェノン−アミン系（Ｎ−メチルジエタノール、トリエチルアミン等）、ベンジルジフェニルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノサルファイト、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−メチル−[４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォニノ−１−プロパノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンメチルベンゾイルフォルメート等を用いることが可能である。使用する光重合開始剤は、エネルギー線の種類に応じて適宜選択することができ、また、２種類以上の光重合開始剤を添加することもできる。
【００５３】
光重合開始剤の配合量は特に限定されないが、光重合性化合物の合計重量である樹脂固形分１００重量部に対し、好ましくは０．１〜１５重量部、より好ましくは０．５〜１０重量部である。
【００５４】
保護膜用組成物には必要に応じて有機溶剤を配合してもよい。有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸メトキシエチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート等のエステル系溶剤、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族系溶剤、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。
【００５５】
また、保護膜用組成物には、必要に応じて、添加剤として顔料、充填剤、レべリング剤、消泡剤、熱可塑性樹脂等を添加してもよい。
【００５６】
本発明において、保護膜は、以上説明した保護膜用組成物を、公知の塗工方法、例えば、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピングコーティング法等により、後述する偏光子の表面に塗布し、必要に応じて４０〜１００℃の温度で有機溶剤を蒸発除去した後に、エネルギー線、例えば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波、電子線、プロトン線、中性子線等を照射して、光重合性化合物を重合させることにより形成できる。
中でも、皮膜形成速度（組成物の硬化速度）、エネルギー線照射装置の入手のし易さ、価格等から、エネルギー線として紫外線を採用することが有利である。
【００５７】
光重合性化合物の重合に用いる紫外線は、１５０〜４５０ｎｍ波長域の光を主体としたもので、ケミカルランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から発生させることができる。
【００５８】
保護膜の厚さとしては、特に制限はないが、上述したように、本発明では保護膜の薄膜化が可能であることから、薄膜化という観点からは好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。
【００５９】
保護膜用組成物を偏光子の表面に直接塗布し、光重合性化合物を重合させて硬化させれば、粘着剤や接着剤を介さずに、偏光子の表面に直接保護膜が形成されるので、偏光板をより薄膜化することができる。
【００６０】
また、保護膜は、偏光子に保護膜用組成物を直接塗工して形成される場合だけでなく、保護膜用組成物を剥離シートの表面に塗工し、エネルギー線を照射し、光重合性化合物を剥離フィルム上で重合させて、保護膜用組成物の塗布膜をフィルム化し、そのフィルムを偏光子に公知の接着剤や粘着剤で粘着させることにより形成してもよい。
【００６１】
本発明の偏光板に用いる偏光子としては、特に限定されず、従来より公知の偏光子を使用することができるが、特に、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色したものを好ましく使用することができる。
【００６２】
ここで、ポリビニルアルコール系樹脂は通常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをけん化して製造されるが、本発明では必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有していてもよい。ポリビニルアルコール系樹脂における平均ケン化度は好ましくは８５〜１００モル％、より好ましくは９８〜１００モル％が実用的である。また、ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度としては任意のものが使用可能である。
【００６３】
偏光子の具体的製法としては、公知の方法を採用することができ、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂を、水、有機溶媒（ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、グリセリンなどの多価アルコール類、エチレンジアミンなどのアミン類等）又はそれらと有機溶媒との混合溶媒（水分約５〜３０重量％）に約５〜２０重量％で溶解した原液を製膜してフィルム化し、
【００６４】
（ａ）そのフィルムを延伸した後にヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬して染色し、その後でホウ素化合物処理する方法、
（ｂ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬しながら延伸を行うことにより延伸と染色を同時に行い、その後でホウ素化合物処理する方法、
（ｃ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬して染色した後に延伸し、その後でホウ素化合物処理する方法、また、
（ｄ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬し染色した後、ホウ素化合物溶液中で延伸する方法等が挙げられる。
【００６５】
偏光子の製造に用いるポリビニルアルコール系樹脂の製膜方法としては、キャスト法、押出法、ゲル製膜法等の公知の方法で製膜することができる。
また、製膜したポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸は、好ましくは４０〜１７０℃の温度で一軸方向に、一回でもしくは複数回で３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、前記と直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度あるいはそれ以上の延伸）を行ってもよい。
【００６６】
製膜したポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対する染色は、そのフィルムにヨウ素溶液あるいは二色性染料を含有する液体を接触させることによって行われる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／１、ヨウ化カリの濃度は１０〜５０ｇ／１、ヨウ素／ヨウ化カリの重量比は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜５００秒程度が実用的である。染色浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量含有させてもよい。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任意の手段が適用できる。
【００６７】
染色処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対するホウ素化合物処理は、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物の水溶液又は含水有機溶媒溶液（０．５〜２モル／１程度）を、少量のヨウ化カリの共存下、５０〜７０℃の温度で、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに浸漬、塗布、噴霧などの手段により接触させればよい。必要に応じてホウ素化合物処理中にフィルムの延伸操作を行ってもよい。
【００６８】
本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、上述したように保護膜を形成することにより製造できる。本発明の偏光板の片面又は両面には、本発明の効果が損なわれない範囲で、従来のＴＡＣフィルムを接着剤により貼り合わせてもよいし、必要に応じて公知の透明な感圧性接着剤層を常法により設けてもよい。
【００６９】
感圧性接着剤層としては、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステルと、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸等のα−モノオレフィンカルボン酸との共重合物（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールの如きビニル単量体を添加したものも含む）を主体とするものが、偏光子の偏光特性を阻害することがないので特に好ましい。その他、透明性を有する粘着剤、例えば、ポリビニルエーテル系、ゴム系等の接着剤を使用することができる。
【００７０】
本発明の偏光板には、必要に応じて、アンチグレア層、ハードコート層、アンチリフレクション層、ハーフリフレクション層、反射層、蓄光層、光拡散層、エレクトロルミネッセンス層等の機能層を１層以上、粘着剤や接着剤で積層してもよい。
【００７１】
本発明の偏光板は、従来公知の構造の液晶パネルや、有機ＥＬパネル等の表示パネルの少なくとも片面に粘着されるべき偏光板として、あるいはサングラス、視力矯正用メガネ等の眼鏡用レンズの少なくとも片面に粘着されるべき偏光板として好ましく適用される。
【００７２】
図１の符号９は、本発明の偏光板を用いた表示装置である液晶表示素子の一例を示している。表示装置９は液晶パネル１と、第一、第二の偏光板４、１２とを有している。
【００７３】
第一の偏光板４は板状の偏光子２と、偏光子２の表面に形成された保護膜３とを有しており、第一の偏光板４の保護膜３とは反対側の面にはλ／２位相差膜５と、λ／４位相差膜６が粘着剤層７をそれぞれ介して積層されて積層体が構成され、該積層体のλ／４位相差膜６が配置された側の面が、粘着剤層８を介して液晶パネル１の表面に貼り付けられている。
【００７４】
他方、第二の偏光板１２は、板状の偏光子１０と、偏光子１０の表面にそれぞれ形成された保護膜１１とを有しており、第二の偏光板１２の表面には、λ／２位相差膜１３とλ／４位相差膜１４と視野角向上膜１５とが粘着剤層１６を介して積層されて積層体が構成され、該積層体の視野角向上膜１５が配置された側の面が、粘着剤層１７を介して液晶パネル１の裏面に貼り付けられている。
【００７５】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
＜実施例１〜１７、比較例＞
光重合性化合物であるアクリレートと、添加剤であるシランカップリング剤と、紫外線吸収剤と、光重合開始剤とを下記表１〜３の「保護膜の組成」の欄に記載された配合比率で配合して実施例１〜１７、比較例の保護膜用組成物を作製した。
保護膜用組成物に用いた、アクリレートと、シランカップリング剤と、紫外線吸収剤と、光重合開始剤の商品名と配合比率とを下記表１〜３に記載する。
【００７６】
【表１】

【００７７】
【表２】

【００７８】
【表３】

【００７９】
尚ｌ、上記表１〜３中の「ＢＰ−４ＥＡ」はＥＯ変性ビスフェノールＡ型ジアクリレートであり、「ＭＡＮＤＡ」はヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート（日本化薬（株）社製）であり、「ＴＭＰＴＡ」はトリメチロールプロパントリアクリレートであり、「ＤＰＨＡ」はジペンタエリスリトールヘキサアクリレートであり、「ＦＡ−５１２Ｍ」はジシクロペンテニルオキシエチルメタアクリレート（日立化成工業（株））である。
【００８０】
「ＫＢＭ」は信越シリコーン製のγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランであって、ここでは等量の水と混合し、加水分解したものを用いた。「Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９」はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）社製のアシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤である。
【００８１】
「ＴＩＮＵＶＩＮ３８４−２」、「ＴＩＮＵＶＩＮ１１３０」、「ＴＩＮＵＶＩＮ９２８」、「ＴＩＮＵＶＩＮ４００」はそれぞれチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）社製の紫外線吸収剤であり、「Ｖｉｓｏｒｂ１００」は共同薬品（株）社製の紫外線吸収剤である。
【００８２】
「ＴＩＮＵＶＩＮ３８４−２」と、「ＴＩＮＵＶＩＮ１１３０」と、「ＴＩＮＵＶＩＮ９２８」の主成分であるベンゾトリアゾール系化合物の化学式を下記化学式（１３）〜（１５）に、「ＴＩＮＵＶＩＮ４００」の主成分であるヒドロキシフェニルトリアジン系化合物の主成分を下記化学式（１６）に、「Ｖｉｓｏｒｂ１００」の主成分であるベンゾフェノン系化合物の化学式を下記化学式（１７）に示す。
【００８３】
【化１８】

【００８４】
【化１９】

【００８５】
上記化学式（１４）中のオキソエタンジイル基(ＯＣＨ₂ＣＨ₂）の重合度は６又は７である。
【００８６】
【化２０】

【００８７】
【化２１】

【００８８】
上記化学式（１６）中のオキシプロピル基（ＣＨ₂ＣＨＣＨ₂Ｏ）に結合するアルキル基はドデシル基（Ｃ₁₂Ｈ₂₅）又はトリデシル基（Ｃ₁₃Ｈ₂₇）又である。
即ち、上記化学式（１６）は２−[４−[（２−ヒドロキシ−３―ドデシルオキシプロピル）オキシ]−２ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン又は２−[４−[（２−ヒドロキシ−３―トリデシルオキシプロピル）オキシ]−２ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンである。
【００８９】
【化２２】

【００９０】
これら実施例１〜１７と、比較例の保護膜用組成物を用い、下記に示す「紫外線透過率」試験と、「偏光板耐久性」試験を行った。
【００９１】
＜紫外線透過率＞
実施例１〜１７、比較例の保護膜用組成物を、それぞれ剥離フィルム上に塗布し、膜厚２０μｍの塗布膜と、膜厚４０μｍの塗布膜をそれぞれ形成し、メタルハライドランプにより、各塗布膜に４００ｍＪ／ｃｍ²の積算光量で紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射して光重合性化合物を重合させて塗布膜をフィルム化し、各保護膜用組成物について２種類のアクリレートフィルムを作製した。
【００９２】
これら３４種類のアクリレートフィルムについて、フィルム化後の膜厚と、波長３８０ｎｍの紫外線の透過率とを測定し、透過率が１０％未満の場合を「○」、１０％以上の場合を「×」として判定した。その結果を、上記表１〜３の「評価結果、２０μｍフィルム、４０μｍフィルム」の欄に記載した。
【００９３】
＜偏光板耐久性＞
けん化度９９．５モル％のポリビニルアルコールフィルム（７５μｍ厚）を、純水に浸漬して十分に膨潤させた後に、ヨウ素染色液（ヨウ素／ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝０．２ｇ／３０ｇ／３０／１リットル）に３５℃で４分間浸漬して染色した。
【００９４】
染色したポリビニルアルコールフィルムを延伸用溶液（ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝３０ｇ／３０ｇ／１リットル）中で、その長さが５倍以上になるまで一軸延伸を行った。
【００９５】
延伸したポリビニルアルコールフィルムを、固定用溶液（ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝４０ｇ／４０ｇ／１リットル）に、４０℃で３分間浸漬してポリビニルアルコールフィルム中にヨウ素を固定した後に、固定用溶液から取り出し、乾燥炉（６５℃、５分）中で乾燥することにより偏光子を作製した。
【００９６】
該偏光子の両面に、上述した実施例１〜１７、比較例の保護膜用組成物をそれぞれ塗布して膜厚２０μｍの塗布膜を形成し、メタルハライドランプにより４００ｍＪ／ｃｍ²の積算光量で紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射して硬化させて保護膜を形成し、１７種類の偏光板を得た。
【００９７】
各偏光板について可視光（４００〜７００ｎｍ）の透過率と、偏光度をそれぞれ測定した後、６０℃、９０％ＲＨの高温高湿環境下に各偏光板を１００時間放置した（エージング）。各偏光板のエージング後の可視光の透過率と偏光度をそれぞれ測定し、エージング前の透過率と偏光度から、透過率の変化率と、偏光度の変化率をそれぞれ求め、各変化率が１０％未満であった場合を「○」とし、一方又は両方の変化率が１０％以上であった場合を「×」として判定した。その結果を上記表１〜３に記載した。
【００９８】
上記表１〜３を見ると、紫外線吸収剤を添加しない比較例では、紫外線の透過率が膜厚２０μｍで８０％を超え、また膜厚４０μｍの場合でも８０％と近かったのに対し、紫外線吸収剤が添加された実施例１〜１７は比較例に比べて紫外線の透過率が低くなった。
【００９９】
実施例１〜１７の中でも、ヒドロキシフェニルトリアジン系やベンゾフェノン系の紫外線吸収剤を用いた実施例１５、１６は、膜厚２０μｍ、４０μｍのいずれの場合も、紫外線の透過率が４０％を超えていたのに対し、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を用いた１〜１４、１７は、膜厚２０μｍ、４０μｍのいずれの場合も紫外線の透過率が２５％未満と低かった。
【０１００】
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加量を検討すると、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加量が、光重合性化合物であるアクリレート１００重量部に対して２重量部であった実施例１３は、フィルム膜厚が４０μｍと厚い場合も紫外線透過率が１０％を超えていたが、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加量３重量を超えた実施例１〜１２、１４はフィルム膜厚が４０μｍの場合は、紫外線透過率が１０％未満となっており、特にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加量が５重量部以上１５重量部以下であった実施例３〜１２、１４はフィルム膜厚が２０μｍと薄い場合であっても紫外線透過率が１０％未満と低かった。
【０１０１】
また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加量が、光重合性化合物であるアクリレート１００重量部に対して２０重量部以上であった実施例１４は、紫外線吸収能力が高かったが、偏光板耐久性の結果を見るとエージング前の可視光の透過率が低かった。これは、紫外線吸収剤の添加量が多すぎたため、保護膜中で紫外線吸収剤が相分離の状態になったため、可視光の透過率が低下したと推測される。
【０１０２】
以上のことから、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の添加量が、光重合性化合物１００重量部に対して２重量部以上２０重量部未満、より好ましくは５重量以上１５重量部以下であれば、保護膜の膜厚が薄い場合であっても、高い紫外線遮断性を有し、かつ、可視光の透過率も高くなることが分かる。
【０１０３】
尚、参考例としてＴＡＣフィルムの紫外線透過率を測定したところ、その透過率は低く、ＴＡＣフィルムが紫外線遮蔽性に優れていることがわかるが、その膜厚は８０μｍと厚いため、偏光板の薄膜化という課題を考慮すると好ましくない。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明の偏光板によれば、保護膜が薄膜化された場合でも、保護膜が外部の湿気等の影響から偏光子を保護する能力が高く、かつ、その紫外線吸収能力が高いので、偏光板の耐久性が非常に高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光板を適用した液晶表示素子の概略断面図
【図２】透過率と波長との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１……液晶パネル２、１０……偏光子３、１１……保護膜４、１２……偏光板５、１３……λ／２位相差膜６、１４……λ／４位相差膜、７、８、１６、１７……粘着剤層１５……視野角向上膜９……液晶表示素子

Claims

ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色した偏光子と、前記偏光子上に配置された保護膜とを有し、
前記保護膜は前記偏光子の表面に直接塗布形成された光重合性化合物が重合した硬化物を含有する偏光板であって、
前記保護膜の膜厚は４０μｍ以下であり、
前記硬化物は紫外線透過性の物質で構成され、
前記保護膜にベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が、前記光重合性化合物１００重量部に対して５重量部以上１５重量部の範囲で添加された偏光板。
前記光重合性化合物は１又は２以上のアクリレートを含有する請求項１記載の偏光板。
前記光重合性化合物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のアクリレートと、トリメチロールプロパン基を有する第二のアクリレートと、ペンタエリスリトール基を有する第三のアクリレートと、ビスフェノール基を有する第四のアクリレートと、有橋炭化水素基を有する第五のアクリレートとからなる群より選択される少なくとも１種類のアクリレートを含有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の偏光板。
液晶パネルと、前記液晶パネル上に配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の偏光板とを有する液晶表示素子。