JP5051696B2 - 偏光板 - Google Patents
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(HO)2Ti[OCH(CH3)COOH]2 (1)
(C3H7O)2Ti[OCH2CH2N(CH2CH2OH)2]2 (2)
で表される化合物から選択される1種以上からなることが好ましい。
本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の少なくとも片面に形成されたコーティング層とを備える。該コーティング層は、水溶性樹脂(A)と、水溶性の有機チタン化合物および水溶性の有機ジルコニウム化合物から選択される少なくとも1種からなる水溶性有機金属化合物(B)(以下、単に水溶性有機金属化合物(B)とも記載する)と、を含む組成物から形成された層である。
偏光子11としては、たとえばポリビニルアルコール系樹脂等を使用でき、より具体的には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに一軸延伸および二色性色素による染色処理を施して、該二色性色素を吸着配向させたもの等を使用できる。
本発明において形成されるコーティング層12は、水溶性樹脂(A)と水溶性有機金属化合物(B)とを含む組成物から形成された層である。本発明においては、偏光子の少なくとも片面に該コーティング層を形成することにより、たとえば保護層等を形成する場合と比べて偏光板の薄型化が可能であるとともに、該コーティング層が有する良好な物理的強度によって、コーティング層を形成した側の面に保護層を設けなくても偏光板の耐久性が十分確保される。保護層が形成された偏光板においては、該保護層の屈折率異方性によって光学特性の低下が生じる場合があるが、本発明においては、上記のようなコーティング層を偏光子の少なくとも片面に形成するため、コーティング層を形成した側の面には保護層を形成しなくても耐久性を確保できる。また該コーティング層は比較的薄く屈折率異方性がほとんど発現しないため、本発明によれば偏光板の光学特性を向上させることができる。すなわち本発明においては、たとえば保護層が形成された偏光板を用いた液晶表示装置において生じるような角度による色変化を低減し、優れた光学特性を得ることができる。
本発明のコーティング層を形成するための塗工液として調製される組成物は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光子との密着性を確保することなどの観点から、水溶性樹脂(A)を含有する。また、この組成物は、塗工性を確保するため、典型的には溶媒を含有する。ここで用いる溶媒は、水溶性樹脂(A)を均一に溶解させるために、主成分を水とすることが好ましく、水を単独で溶媒とするか、または水に少量の有機溶媒を混合させたものを溶媒とすることが好ましい。
ポリビニルアルコール系樹脂をはじめとする上述のような水溶性樹脂(A)は、その水溶性ゆえに単独では耐水性に乏しいため、本発明においては、該水溶性樹脂(A)の耐水性を高めるために硬化剤を用いて架橋する。架橋のために、典型的には、コーティング層を形成するために調製される塗工液に、水溶性樹脂(A)を架橋しうる硬化剤を含有させ、該塗工液を塗布する方法を採用することができる。この場合、主に、塗工液中の溶媒を除去することで水溶性樹脂と硬化剤との反応が進行することになる。硬化剤は、水溶性樹脂との反応性が高いものほど、反応後の架橋密度を高くすることができるため、得られるコーティング層が良好な耐水性を示すようになる。
(HO)2Ti[OCH(CH3)COOH]2 (1)
(C3H7O)2Ti[OCH2CH2N(CH2CH2OH)2]2 (2)
(HO)2Zr[OCH(CH3)COOH]2 (3)
(C3H7O)2Zr[OCH2CH2N(CH2CH2OH)2]2 (4)
で表される化合物を挙げることができ、上記の式(1)および(2)で表される有機チタン化合物は特に典型的な例として挙げることができる。
“オルガチックス TC−310”:メーカー呼称の化学略名「乳酸チタン」;化学構造は上記式(1);有効成分44質量%、イソプロピルアルコール40質量%、水16質量%の溶液。
“オルガチックス TC−315”メーカー呼称の化学略名「乳酸チタン」;化学構造は上記式(1);有効成分44質量%、水56質量%の溶液。
“オルガチックス TC−300”:メーカー呼称の化学略名「乳酸チタン」;化学構造は上記式(1);有効成分42質量%、イソプロピルアルコール38質量%、水20質量%の溶液。
“オルガチックス TC−400”:メーカー呼称の化学略名「チタントリエタノールアミネート」;化学構造は上記式(2);有効成分80質量%、イソプロピルアルコール20質量%の溶液。
“オルガチックス ZB−400”:メーカー呼称の化学略名「ジルコニウム系化合物」;(化学構造は、水溶性の有機ジルコニウム化合物であること以外は不詳);有効成分30質量%、水70質量%の溶液。
本発明におけるコーティング層は、たとえば、上記の水溶性樹脂(A)と水溶性有機金属化合物(B)と適当な溶媒とを含む組成物を塗工液とし、該塗工液を偏光子の少なくとも片面に塗布することによって形成することができる。溶媒は、前述のように、水単独、または水と少量の有機溶媒との混合溶媒であることが好ましく、水溶性の有機溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−プロパノール、1−ブタノール等のアルコール類を例示できる。たとえば水と少量のイソプロピルアルコールとの混合溶媒は、塗布作業性の向上の点で有利である傾向がある。水と有機溶媒との混合溶媒における水:有機溶媒の質量比は、たとえば100:0〜50:50の範囲内とすることができる。
図2は、本発明に係る偏光板の構成の例を示す断面図である。本発明においては、図2に示す偏光板200のように、コーティング層12が偏光子11の片面に形成され、偏光子11の該コーティング層12が形成された面と反対の面に透明樹脂フィルムからなる保護層13がさらに形成されてもよい。偏光子11の片面に保護層13を設ける場合、偏光板の耐久性が特に良好となる。またコーティング層12が形成された面には保護層を形成しなくても良好な耐久性が得られ、この場合、たとえば偏光子の両面に保護層が形成されるような従来の構成と比べて光学特性の向上効果は十分良好に得られる。
図3は、本発明に係る偏光板の構成の例を示す断面図である。本発明においては、図3に示す偏光板300のように、コーティング層12を挟んで偏光子11と対向するように感圧式接着剤層14がさらに形成されてもよい。この場合、本発明の偏光板を用いて光学部材や液晶表示装置を形成する際に、該感圧式接着剤層14を偏光板と光学層や液晶セル等との接着層として作用させることができる。
本発明の偏光板においては、たとえば、前述の保護層の上に、さらにハードコート層、アンチグレア層、反射防止膜等の表面処理層を設けてもよい。また、該保護層がこれらの表面処理層としての機能を有してもよい。
本発明はまた、上述のいずれかの偏光板と光学層とが積層された積層体からなる光学部材をも提供する。図4は、本発明に係る光学部材の構成の例を示す断面図である。図4に示す光学部材400は、偏光子11の一方の面に保護層13が、他方の面にコーティング層12および感圧式接着剤層14がこの順で、それぞれ形成されてなる偏光板300の感圧式接着剤層14側に、光学層21が積層された積層体からなる。図4では、偏光板の片面(すなわち感圧式接着剤層14側)のみに光学層を形成した構成について示しているが、本発明においては、保護層13の外側に光学層を形成してもよいし、偏光板の両面に光学層を形成してもよい。
本発明はまた、液晶セルの少なくとも片面に本発明の偏光板が形成されてなり、該偏光板が感圧式接着剤層によって液晶セルに貼合されてなる液晶表示装置に関する。例えば、図3に示したような感圧式接着剤層14が形成された偏光板300を、その感圧式接着剤層14側で液晶セルの少なくとも片面に貼合することにより、液晶表示装置とすることができる。
<コーティング層を形成するための塗工液の調製>
水溶性樹脂(A)として、市販のアニオン変性ポリビニルアルコール((株)クラレ製:KL−506)を用い、該ポリビニルアルコールを、水/イソプロピルアルコール(IPA)混合溶液に下記の組成比で混合し、数時間放置して溶解させた。その後、速やかに80℃に昇温して1時間ほど攪拌した後、攪拌を続けながら緩やかに液温を室温まで戻してポリビニルアルコールの水/IPA溶液を得た。得られたポリビニルアルコール溶液を攪拌しながら、水溶性有機金属化合物(B)としてオルガチックスTC−310を加え、さらに30分ほど攪拌を続け、塗工液を完成させた。
水 100.0質量部
IPA 12.9質量部
KL−506 12.9質量部
TC−310 12.9質量部
<片面保護層付きの偏光板の作製>
図3に示す構成の偏光板300を作製した。平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ75μmのPVA(ポリビニルアルコール)フィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の質量比が0.05/5/100の水溶液に、28℃で60秒間浸漬して染色した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の質量比が8.5/8.5/100の水溶液に、72℃で300秒間浸漬した。引き続き、26℃の純水で20秒間洗浄した後、90℃で乾燥して、PVAにヨウ素が吸着配向された、25μm厚の偏光子11を得た。
上記で作製した感圧式接着剤層付き偏光板300から感圧式接着剤層上の離型フィルムを剥がし、その感圧式接着剤層14側をソーダガラスに貼り合わせてガラス貼合サンプルを作製し、50℃5気圧の条件下で20分間処理した。
冷熱衝撃試験
条件1:−35℃乾燥条件下に30分間晒す。
条件2:条件1の処理後すぐに85℃乾燥条件下に移し、30分間晒す。
上記の条件1と条件2との処理を1サイクルとして、100サイクル処理を行なった。
図6は、実施例1で作製した液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図7は、図6に示す液晶表示装置における偏光子の吸収軸と液晶セルの遅相軸(電圧無印加時、すなわち黒表示時の液晶分子の配向方向、以下同じ)との関係を示す図である。図7には、視認側の偏光子11の吸収軸A、液晶セル31の遅相軸B、およびバックライト側の偏光子11の吸収軸Cがそれぞれ示されている。
図8は、比較例1で作製した液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図9は、図8に示す液晶表示装置における偏光子の吸収軸と液晶セルの遅相軸との関係を示す図である。図9には、視認側の偏光子11の吸収軸A、液晶セル31の遅相軸B、およびバックライト側の偏光子11の吸収軸Cがそれぞれ示されている。
図10は、比較例2で作製した液晶表示装置の構成を示す断面図であり、図11は、図10に示す液晶表示装置における偏光子の吸収軸と液晶セルの遅相軸との関係を示す図である。図11には、視認側の偏光子11の吸収軸A、液晶セル31の遅相軸B、およびバックライト側の偏光子11の吸収軸Cがそれぞれ示されている。
Claims (5)
- 偏光子と、前記偏光子の少なくとも片面に形成されたコーティング層とを備え、
前記コーティング層は、水溶性樹脂(A)と、下記の式(1)および(2)、
(HO) 2 Ti[OCH(CH 3 )COOH] 2 (1)
(C 3 H 7 O) 2 Ti[OCH 2 CH 2 N(CH 2 CH 2 OH) 2 ] 2 (2)
で表される化合物から選択される少なくとも1種の水溶性有機チタン化合物(B)と、を含む組成物から形成された層である、偏光板。 - 前記コーティング層は前記偏光子の片面に形成され、
前記偏光子の前記コーティング層が形成された面と反対の面に透明樹脂フィルムからなる保護層がさらに形成されてなる、請求項1に記載の偏光板。 - 前記透明樹脂フィルムは、セルロース系樹脂、環状オレフィン系樹脂および鎖状オレフィン系樹脂から選択される樹脂からなる、請求項2に記載の偏光板。
- 前記水溶性樹脂(A)がポリビニルアルコール系樹脂である、請求項1〜3のいずれかに記載の偏光板。
- 前記コーティング層を挟んで前記偏光子と対向するように感圧式接着剤層がさらに形成されてなる、請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板。
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