JP6049600B2 - 偏光子及びそれを含む偏光板 - Google Patents
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Description
[1] 厚みが10μm以下の偏光子を含み、
波長700nmでの吸光度A700と波長450nmでの吸光度A450との比A700/A450が0.85以上である、偏光板。
[3] 前記偏光子は、100℃で30分間熱処理したときの、波長700nmでの吸光度A700と波長450nmでの吸光度A450との差の絶対値が0.11以下である[1]又は[2]に記載の偏光板。
100℃で30分間熱処理したときの、波長700nmでの吸光度A700と波長450nmでの吸光度A450との差の絶対値が0.11以下である偏光子。
[6] 偏光子の少なくとも一方の面に貼合される保護フィルムをさらに含む[1]〜[3]及び[5]のいずれかに記載の偏光板。
(1)偏光板の基本的構成
図1は、本発明に係る偏光板の層構成の一例を示す概略断面図である。図1に示される偏光板1のように、本発明の偏光板は、厚み10μm以下の偏光子5と、その一方の面に第1接着剤層15を介して積層される第1保護フィルム10と、他方の面に第2接着剤層25を介して積層される第2保護フィルム20とを備えるものであることができる。偏光板1は、第1保護フィルム10及び/又は第2保護フィルム20上に積層される他の光学機能層や粘着剤層等をさらに有していてもよい。
第1の実施形態において本発明の偏光板は、厚みが10μm以下の偏光子を含み、波長700nmでの吸光度A700(以下、単に「吸光度A700」ともいう。)と波長450nmでの吸光度A450(以下、単に「吸光度A450」ともいう。)との比A700/A450が0.85以上である。かかる吸光特性を示す本発明の偏光板は、偏光子5の厚みが10μm以下と小さいために比較的厚みの大きい従来の偏光子(35μm程度)に比べて偏光子5への水分の出入が格段に速く、赤変を生じやすいにもかかわらず、耐熱試験(通常、80〜85℃で500〜750時間)に供しても赤変が生じにくく、ニュートラルな表示を保つことができ、耐熱性に優れている。このような高耐熱性(赤変のしにくさ)は、偏光板を液晶表示装置のような表示装置などに適用し、実使用に供される場合においても長期にわたって持続する。
吸光度=−log(T/T0)
により求められる。
偏光板又は偏光子の偏光性能は、主に単体透過率及び偏光度と呼ばれる数値で表すことができ、それぞれ下記式:
単体透過率(λ)=0.5×(Tp(λ)+Tc(λ))
偏光度(λ)=100×(Tp(λ)−Tc(λ))/(Tp(λ)+Tc(λ))
で定義される。
偏光子5は、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂層に二色性色素を吸着配向させたものであることができる。本発明において偏光子5の厚みは10μm以下であり、好ましくは7μm以下である。偏光子5の厚みを10μm以下とすることにより偏光板1,2の薄膜化を実現できる一方、本発明によれば、このような薄膜の偏光子5を用いる場合であっても耐熱試験下での赤変を効果的に抑制することができる。
ケン化度(モル%)=100×(水酸基の数)÷(水酸基の数+酢酸基の数)
で定義される。ケン化度は、JIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。ケン化度が高いほど、水酸基の割合が高いことを示しており、従って結晶化を阻害する酢酸基の割合が低いことを示している。
第1保護フィルム10及び第2保護フィルム20はそれぞれ、熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;セルローストリアセテート、セルロースジアセテートのようなセルロースエステル系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;又はこれらの混合物、共重合物等からなる透明樹脂フィルムであることができる。第1保護フィルム10と第2保護フィルム20は、互いに同種の保護フィルムであってもよいし、異種の保護フィルムであってもよい。
第1及び第2接着剤層15,25を形成する接着剤としては、水系接着剤又は光硬化性接着剤を用いることができる。第1接着剤層15を形成する接着剤と第2接着剤層25を形成する接着剤とは同種であってもよいし、異種であってもよい。
図1に示される偏光板1における第1保護フィルム10又は第2保護フィルム20上、図2に示される偏光板2における偏光子5上に、偏光板を他の部材(例えば液晶表示装置に適用する場合における液晶セル)に貼合するための粘着剤層を積層してもよい。粘着剤層を形成する粘着剤は通常、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂などをベースポリマーとし、そこに、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物のような架橋剤を加えた粘着剤組成物からなる。さらに微粒子を含有して光散乱性を示す粘着剤層とすることもできる。
本発明の偏光子及び偏光板は、図3に示される方法によって好適に製造することができる。図3に示される偏光板の製造方法は、下記工程:
(1)基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることによりポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程S10、
(2)積層フィルムを延伸して延伸フィルムを得る延伸工程S20、
(3)延伸フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色して偏光子を形成することにより偏光性積層フィルムを得る染色工程S30、
(4)偏光性積層フィルムの偏光子上に第1保護フィルムを貼合して貼合フィルムを得る第1貼合工程S40、
(5)貼合フィルムから基材フィルムを剥離除去して片面保護フィルム付の偏光板を得る剥離工程S50、
をこの順で含む。
(6)片面保護フィルム付偏光板の偏光子面に第2保護フィルムを貼合する第2貼合工程S60、
を含む。以下、図4〜図7を参照しながら各工程について説明する。
図4を参照して、本工程は、基材フィルム30の少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂層6を形成して積層フィルム100を得る工程である。このポリビニルアルコール系樹脂層6は、延伸工程S20及び染色工程S30を経て偏光子5となる層である。ポリビニルアルコール系樹脂層6は、ポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を基材フィルム30の片面又は両面に塗工し、塗工層を乾燥させることにより形成することができる。このような塗工によりポリビニルアルコール系樹脂層を形成する方法は、薄膜の偏光子5を得やすい点で有利である。
基材フィルム30は熱可塑性樹脂から構成することができ、中でも透明性、機械的強度、熱安定性、延伸性等に優れる熱可塑性樹脂から構成することが好ましい。このような熱可塑性樹脂の具体例は、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;ポリエステル系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;セルローストリアセテート、セルロースジアセテートのようなセルロースエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリビニルアルコール系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;及びこれらの混合物、共重合物を含む。
塗工液は、好ましくはポリビニルアルコール系樹脂の粉末を良溶媒(例えば水)に溶解させて得られるポリビニルアルコール系樹脂溶液である。ポリビニルアルコール系樹脂の詳細は、上述のとおりである。
上記塗工液を基材フィルム30に塗工する方法は、ワイヤーバーコーティング法;リバースコーティング、グラビアコーティングのようなロールコーティング法;ダイコート法;カンマコート法;リップコート法;スピンコーティング法;スクリーンコーティング法;ファウンテンコーティング法;ディッピング法;スプレー法等の方法から適宜選択することができる。
プライマー層は、プライマー層形成用塗工液を基材フィルム30の表面に塗工した後、乾燥させることにより形成することができる。プライマー層形成用塗工液は、基材フィルム30とポリビニルアルコール系樹脂層6との両方にある程度強い密着力を発揮する成分を含む。プライマー層形成用塗工液は通常、このような密着力を付与する樹脂成分と溶媒とを含有する。樹脂成分としては、好ましくは透明性、熱安定性、延伸性等に優れる熱可塑樹脂が用いられ、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等が挙げられる。中でも、良好な密着力を与えるポリビニルアルコール系樹脂が好ましく用いられる。
図5を参照して、本工程は、基材フィルム30及びポリビニルアルコール系樹脂層6からなる積層フィルム100を延伸して、延伸された基材フィルム30’及びポリビニルアルコール系樹脂層6’からなる延伸フィルム200を得る工程である。延伸処理は通常、一軸延伸である。
図6を参照して、本工程は、延伸フィルム200のポリビニルアルコール系樹脂層6’を二色性色素で染色してこれを吸着配向させ、偏光子5とする工程である。本工程を経て基材フィルム30’の片面又は両面に偏光子5が積層された偏光性積層フィルム300が得られる。
図7を参照して、本工程は、偏光性積層フィルム300の偏光子5上、すなわち、偏光子5の基材フィルム30’側とは反対側の面に第1保護フィルム10を貼合して貼合フィルム400を得る工程である。偏光性積層フィルム300が基材フィルム30’の両面に偏光子5を有する場合は通常、両面の偏光子5上にそれぞれ第1保護フィルム10が貼合される。この場合、これらの第1保護フィルム10は同種の保護フィルムであってもよいし、異種の保護フィルムであってもよい。
本工程は、第1保護フィルム10を貼合して得られた貼合フィルム400から基材フィルム30’を剥離除去する工程である。この工程を経て、偏光子5の片面に第1保護フィルム10が積層された図2に示される片面保護フィルム付偏光板2が得られる。偏光性積層フィルム300が基材フィルム30’の両面に偏光子5を有し、これら両方の偏光子5に第1保護フィルム10を貼合した場合には、この剥離工程S50により、1枚の偏光性積層フィルム300から2枚の片面保護フィルム付偏光板2が得られる。
本工程は、片面保護フィルム付き偏光板2の偏光子5上、すなわち第1貼合工程S40にて貼合した第1保護フィルム10とは反対側の面に、第2保護フィルム20を貼合し、図1に示されるような両面保護フィルム付の偏光板1を得る工程である。
以上のような製造方法によって両面保護フィルム付偏光板1又は片面保護フィルム付偏光板2を作製する場合において、当該製造方法における各種処理は、偏光板1,2の吸光度比A700/A450や、100℃試験後の偏光子5の吸光度差(吸光度A700と吸光度A450との差の絶対値)に影響を与えるいくつかの因子を含んでいる。その主な例を挙げれば、
a)染色工程S30の架橋処理に用いる架橋溶液のヨウ化カリウム濃度、
b)ポリビニルアルコール系樹脂層の延伸倍率、延伸時のネックイン率、延伸温度、
c)染色工程S30における架橋処理後の水洗浄工程での水洗浄温度、水への浸漬時間、
d)染色工程S30における水洗浄工程後の乾燥工程での乾燥温度、乾燥時間、
e)第1貼合工程S40及び/又は第2貼合工程S60にて水系接着剤を用いて保護フィルムを偏光子5に貼合する場合において、貼合後の乾燥工程での乾燥温度、乾燥時間。
(1)プライマー層形成工程
ポリビニルアルコール粉末(日本合成化学工業(株)製の「Z−200」、平均重合度1100、ケン化度99.5モル%)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(田岡化学工業(株)製の「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末6重量部に対して5重量部の割合で混合して、プライマー層形成用塗工液を得た。
ポリビニルアルコール粉末((株)クラレ製の「PVA124」、平均重合度2400、ケン化度98.0〜99.0モル%)を95℃の熱水に溶解し、濃度8重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製し、これをポリビニルアルコール系樹脂層形成用塗工液とした。
上記(2)で作製した積層フィルムに対して、フローティングの縦一軸延伸装置を用いて160℃で5.8倍の自由端一軸延伸を実施し、延伸フィルムを得た。延伸後のポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは6.1μmであった。
上記(3)で作製した延伸フィルムを、ヨウ素とヨウ化カリウムとを含む30℃の染色水溶液(水100重量部あたりヨウ素を0.6重量部、ヨウ化カリウムを10重量部含む。)に約180秒間浸漬してポリビニルアルコール系樹脂層の染色処理を行った後、10℃の純水で余分な染色水溶液を洗い流した。
ポリビニルアルコール粉末((株)クラレ製の「KL−318」、平均重合度1800)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(田岡化学工業(株)製の「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末2重量部に対して1重量部の割合で混合し、接着剤水溶液とした。
第2架橋水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量を、水100重量部あたり5重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして両面保護フィルム付偏光板を作製した。
第2架橋水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量を、水100重量部あたり6重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして両面保護フィルム付偏光板を作製した。
第2架橋水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量を、水100重量部あたり7重量部とし、第2架橋水溶液への浸漬処理後の10℃の純水での洗浄時間を60秒間としたこと以外は、実施例1と同様にして両面保護フィルム付偏光板を作製した。
第2架橋水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量を、水100重量部あたり8重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして両面保護フィルム付偏光板を作製した。
第2架橋水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量を、水100重量部あたり10重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして両面保護フィルム付偏光板を作製した。
(1)100℃試験後の偏光子の吸光度差の測定
実施例及び比較例で得られた偏光子(保護フィルムを貼合する前の偏光性積層フィルムの状態)を100℃のオーブンに30分投入した後、吸光光度計(日本分光(株)製の「V7100」)を用いて、波長700nmでの吸光度A700と波長450nmでの吸光度A450を測定し、これらの差の絶対値を求めた。結果を表1に示す。吸光光度計V7100には偏光分離素子であるグラントムソンプリズムが入っているため、吸光度A700及びA450には、偏光子とグラントムソンプリズムとがクロスニコル位置であるときの測定値と、そこから90度回した方位での測定値との平均値を採用した。
実施例及び比較例で得られた両面保護フィルム付偏光板について、上記(1)と同様にして(ただし、100℃試験は実施していない。)、吸光度A700及びA450を測定し、吸光度比A700/A450を求めた。結果を表1に示す。
実施例及び比較例で得られた偏光子(保護フィルムを貼合する前の偏光性積層フィルムの状態)について、吸光光度計(日本分光(株)製の「V7100」)を用いて、視感度補正単体透過率(Ty)及び視感度補正偏光度(Py)を測定した。結果を表1に示す。測定の際、偏光性積層フィルムは、その偏光子側に入射光が入射されるようにセットした。
実施例及び比較例で得られた両面保護フィルム付偏光板を長さ10cmの短冊状試料を2つ切り出し、これらの試料をガラス板の両面に粘着剤を用いて貼合した。この際、第2保護フィルム「ZF14」側がガラス板側になるようにし、かつ、両面に配置した試料はクロスニコルの位置関係となるようにした。試料を貼合したガラス板を85℃のオーブンに500時間投入した後、オーブンから取り出し、暗室にてバックライト上で赤変の目視評価を行った。赤変のレベルの指標は、下記に示すとおりである。Lv3までを合格とした。結果を表1に示す。
Lv2:真っ黒の状態を保ち、目視で赤変が認識できないレベル、
Lv3:耐熱試験前のものと並べてみるとやや色が薄くなったように見えるが赤変はほとんどないレベル、
Lv4:全体的に赤っぽく変色してしまっているレベル、
Lv5:完全に赤に変色してしまっているレベル。
Claims (5)
- 厚みが10μm以下のヨウ素を含有する偏光子を含み、
前記偏光子は、100℃で30分間熱処理した後30分以内の測定値である、波長700nmでの吸光度A 700 と波長450nmでの吸光度A 450 との差の絶対値が0.11以下であり、
波長700nmでの吸光度A700と波長450nmでの吸光度A450との比A700/A450が、温度85℃、500時間の条件で行う耐熱試験前において0.85以上である、偏光板。 - 前記吸光度A450が0.42以下である請求項1に記載の偏光板。
- 厚みが10μm以下であり、
温度85℃、500時間の条件で行う耐熱試験の結果の予測のために利用することができる100℃で30分間熱処理した後30分以内の測定値である、波長700nmでの吸光度A700と波長450nmでの吸光度A450との差の絶対値が0.11以下である偏光子。 - 請求項3に記載の偏光子を含む偏光板。
- 偏光子の少なくとも一方の面に貼合される保護フィルムをさらに含む請求項1、2及び4のいずれか1項に記載の偏光板。
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