JP6185203B2 - 偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Description
[1] 偏光子と、偏光子の少なくとも片面に積層された機能層とを含む偏光板であって、偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率から、機能層の偏光子透過軸方向の弾性率を差し引いた値が、−1100MPa以上である、偏光板。
[2] 機能層が保護フィルムを含む、[1]に記載の偏光板。
[3] 機能層が位相差フィルムを含む、[1]または[2]に記載の偏光板。
[4] 偏光子の片面に機能層が積層され、偏光子のもう片面に粘着剤層が積層されている、[1]〜[3]のいずれかに記載の偏光板。
[5] 偏光板の片面側の最表面に粘着剤層または剥離層付き粘着剤層が積層されている、[1]〜[4]のいずれかに記載の偏光板。
[6] 粘着剤層の偏光子透過軸方向の弾性率が、1000kPa以下である、[4]または[5]に記載の偏光板。
[7] 液晶セルまたは有機エレクトロルミネッセンス素子と、[1]〜[6]のいずれかに記載の偏光板とを含む、画像表示装置。
ΔE=EP−EF≧−1100 ・・・(1)
EP: 偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率(MPa)
EF: 機能層の偏光子透過軸方向の弾性率(MPa)
本発明における用語「偏光子透過軸方向」は、偏光子の透過軸方向と平行であるかまたは略平行(なす角度が±7度以内)となる方向を意味する。
偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを延伸、染色、ホウ酸溶液中での架橋等に付して得たものであり得る。
機能層は、代表的には、保護フィルムであってよい。保護フィルムは、熱可塑性樹脂から構成される透明樹脂フィルムであり得る。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂を例とする鎖状ポリオレフィン系樹脂および環状ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂;セルローストリアセテートおよびセルロースジアセテート等の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およびポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリメチルメタクリレート樹脂から選択される(メタ)アクリル系樹脂;またはこれらの少なくとも2種以上の混合物などが挙げられる。また、上記樹脂を構成する少なくとも2種以上の単量体の共重合物を用いてもよい。
粘着剤層を形成する粘着剤としては、従来公知のものを適宜選択すればよく、偏光板が曝され得る環境下において、剥れなどが生じない程度の接着性を有するものであればよい。具体的には、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などを挙げることができ、透明性、耐候性、耐熱性、加工性の点で、アクリル系粘着剤が特に好ましい。
偏光子、機能層、および使用する場合には粘着剤層を、所望の順序で積層することにより、本発明の偏光板を製造することができる。
上記のようにして製造される偏光板を、粘着剤層を介して他の部材(光学部材)に、貼り合わせて、画像表示装置を得ることができる。より詳細には、粘着剤層の貼り合わせ面に剥離層が存在する場合はその剥離層を剥がして、偏光板を他の部材に対して粘着剤層の粘着性により貼り合わせることができる。例えば、偏光板を液晶セルに貼り合わせることにより液晶表示装置を得ることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子に貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス表示装置を得ることができる。偏光板が貼り合わせられる液晶セルまたは有機エレクトロルミネッセンス素子は、既知のものを適用すればよい。液晶セルまたは有機エレクトロルミネッセンス素子のうち、偏光板が直接貼り合わせられる構成要素は、代表的にはガラス板である。
(A)偏光子の作製
長尺のポリビニルアルコールフィルム(平均重合度:約2400、ケン化度:99.9モル%以上、厚み:60μm)を連続的に搬送し、20℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間31秒で浸漬させた(膨潤工程)。その後、膨潤浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/水が2/100(重量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間122秒で浸漬させた(染色工程)。次いで、染色浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/4.1/100(重量比)である56℃の架橋浴に滞留時間70秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/2.9/100(重量比)である40℃の架橋浴に滞留時間13秒で浸漬させた(架橋工程)。染色工程および架橋工程において、浴中でのロール間延伸により縦一軸延伸を行った。原反フィルムを基準とする総延伸倍率は5.5倍とした。次に、架橋浴から引き出したフィルムを5℃の純水からなる洗浄浴に滞留時間3秒で浸漬させた後(洗浄工程)、80℃の乾燥炉に滞留時間190秒で導入し乾燥を行い(乾燥工程)、偏光子を得た。本実施例で得られた偏光子の厚みは23.6μmであった。
上記(A)で得られた偏光子を連続的に搬送するとともに、長尺の第1機能層(第1保護フィルム)〔コニカミノルタオプト株式会社製のTACフィルム「KC8UX」、厚み:80μm〕および長尺の第2機能層(第2保護フィルム)〔コニカミノルタオプト株式会社製のTACフィルム「KC8UX」、厚み:80μm〕を連続的に搬送し、偏光子と第1機能層との間および偏光子と第2機能層との間に水系接着剤を注入しながら、貼合ロール間に通して第1機能層/水系接着剤層/偏光子/水系接着剤層/第2機能層からなる積層フィルムを得た。引き続き、得られた積層フィルムを搬送し、60℃の乾燥炉に滞留時間100秒で導入して加熱処理を行うことにより水系接着剤層を乾燥させて、偏光板を得た。上記の水系接着剤には、ポリビニルアルコール粉末〔日本合成化学工業(株)製の商品名「ゴーセファイマー」、平均重合度1100〕を95℃の熱水に溶解して得られた濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液に架橋剤〔日本合成化学工業(株)製のグリオキシル酸ナトリウム〕をポリビニルアルコール粉末10重量部に対して1重量部の割合で混合した水溶液を用いた。
剥離層(離型フィルム)上に25μmの厚みで形成されている市販のアクリル系粘着剤シートの市販品を用いて、上記(B)で得られた偏光板の第2機能層上に厚み25μmの粘着剤層を形成し、粘着剤層付き偏光板を作製した。
上記(A)で得られた偏光子から、偏光子透過軸方向に長さ100mmおよび偏光子吸収軸方向に幅20mmの長方形の試験片を切り出した。次いで、引張試験機〔株式会社島津製作所製 オートグラフ AG−1S試験機〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように上記試験片の長さ方向(偏光子透過軸方向)両端部を挟み、23℃の環境下、引張速度5mm/分で試験片を長さ方向(偏光子透過軸方向)に引っ張り、得られる応力−ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、23℃での偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率(引張弾性率)〔MPa〕を算出した。これにより算出された本実施例の偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率EPは4773MPaであった。
偏光子約0.2gを純水170mlに加え、95℃にて完全に溶解させた後、マンニトール水溶液(12.5重量%)を30g加えて測定用サンプル溶液とした。この測定用サンプル溶液が中和点を迎えるまで、水酸化ナトリウム水溶液(1mol/l)を滴下し、その滴下量からポリビニルアルコールフィルム中のホウ素含有率(重量%)を下記式から算出した。これにより算出された本実施例の偏光子のホウ素含有率は3.8重量%であった。
ホウ素含有率=1.08×水酸化ナトリウム水溶液滴下量(ml)/偏光フィルムの重量(g)
上記(B)の偏光板を製造する際に使用した第1機能層および第2機能層から、得られた偏光板において偏光子透過軸方向と平行な方向に長さ100mmおよび偏光子吸収軸方向と平行な方向に幅20mmの長方形の試験片を切り出した。次いで、引張試験機〔株式会社島津製作所製 オートグラフ AG−1S試験機〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように上記試験片の長さ方向(偏光子透過軸方向と平行な方向)両端部を挟み、23℃の環境下、引張速度5mm/分で試験片を長さ方向(偏光子透過軸方向と平行な方向)に引っ張り、得られる応力−ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、23℃での機能層の偏光子透過軸方向の弾性率(引張弾性率)〔MPa〕を算出した。これにより算出された本実施例の第1機能層の偏光子透過軸方向の弾性率EF1および第2機能層の偏光子透過軸方向の弾性率EF2は4169MPaであった。
上記(C)の粘着剤層付き偏光板を製造する際に使用した粘着剤シートから、粘着剤層のみを、得られた偏光板において偏光子透過軸方向と平行な方向に長さ50mmおよび偏光子吸収軸方向と平行な方向に幅5mmの長方形の試験片として切り出した。次いで、精密万能試験機〔株式会社島津製作所製 オートグラフ AGS−50NX試験機〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が3cmとなるように上記試験片の長さ方向(偏光子透過軸方向と平行な方向)両端部を挟み、23℃の環境下、引張速度300mm/分で試験片を長さ方向(偏光子透過軸方向と平行な方向)に引張り、得られる応力−ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、23℃での粘着剤層の偏光子透過軸方向の弾性率(引張弾性率)〔kPa〕を算出した。これにより算出された本実施例の粘着剤層の偏光子透過軸方向の弾性率EPSAは135kPaであった。
弾性率差ΔEとして、上記(D)にて得られた偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率EPから、上記(F)にて得られた第1機能層の偏光子透過軸方向の弾性率EF1と第2機能層の偏光子透過軸方向の弾性率EF2とが同じときはその値を、異なるときはいずれか大きい方の値をEFとして差し引いて算出した。これにより算出された本実施例の弾性率差ΔEは604MPaであった。
上記(C)で得られた粘着剤層付き偏光板から、偏光子透過軸方向に長さ80mmおよび偏光子吸収軸方向に幅60mmの長方形の試験片を切り出した。試験片をガラス板に貼り合わせ、80℃のオーブンに1時間投入した。ガラス板に貼り合わせられた試験片をオーブンから取り出した後、23℃で相対湿度55%の環境下に15分保管し、次いで、23℃の水に30分間浸漬した。ガラス板に貼り合わせられた試験片を水から取り出した後、試験片の水分を空気噴射によって取り除いた。その後、試験片の長さ方向(偏光子透過軸方向)端部を、ルーペ(倍率10倍)を用いて目視観察し、クラックの本数を数えた。本実施例ではクラックは認められなかった。
偏光板を製造するときの第1機能層および第2機能層を表1の通りに変更したこと以外は実施例1と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。ここで表1中の機能層の略称の詳細は次の通りである。
〔a〕TAC1:コニカミノルタオプト株式会社製のTACフィルム「KC8UX2MW」 厚み80μm
〔b〕TAC2:コニカミノルタオプト株式会社製のTACフィルム「KC4UYW」 厚み40μm
〔c〕TAC3:コニカミノルタオプト株式会社製のTACフィルム「KC2UAW」 厚み25μm
〔d〕COP1:JSR株式会社製の環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである商品名「アートンフィルム FEKB015D3」 厚み15μm
〔e〕COP2:日本ゼオン株式会社製の環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである商品名「ゼオノアフィルム ZF14−023」 厚み23μm
〔f〕COP3:日本ゼオン株式会社製の環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである商品名「ゼオノアフィルム ZT12−090079」 厚み21μm、面内位相差90nm、厚み位相差79nm
偏光子を製造する時に、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/1.5/100(重量比)である56℃の架橋浴に滞留時間70秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/1.5/100(重量比)である40℃の架橋浴に滞留時間13秒で浸漬させ(架橋工程)、偏光板を製造する時の第1機能層および第2機能層を表1の通りに変更したこと以外は実施例1と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。
偏光子を製造する時に、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/5.0/100(重量比)である56℃の架橋浴に滞留時間70秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/5.0/100(重量比)である40℃の架橋浴に滞留時間13秒で浸漬させ(架橋工程)、偏光板を製造するときの第1機能層および第2機能層を表1の通りに変更したこと以外は実施例1と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。
長尺のポリビニルアルコールフィルム(平均重合度:約2400、ケン化度:99.9モル%以上、厚み:30μm)を使用し、偏光板を製造するときの第1機能層および第2機能層を表1の通りに変更したこと以外は実施例1と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。
偏光子を製造する際の原反フィルムを基準とする総延伸倍率を5.4倍としたこと以外は実施例7と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。
偏光子を製造するときに、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/1.5/100(重量比)である56℃の架橋浴に滞留時間70秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/1.5/100(重量比)である40℃の架橋浴に滞留時間13秒で浸漬させ(架橋工程)、偏光板を製造するときの第1機能層および第2機能層を表1の通りに変更したこと以外は実施例7と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。
偏光板を製造するときの第1機能層および第2機能層を表1の通りに変更したこと以外は実施例9と同様にして偏光板および粘着剤層付き偏光板を作製した。
実施例1で用いたものとは異なる市販のアクリル系粘着剤シートを用いて偏光板の第2機能層上に厚み25μmの粘着剤層を形成したこと以外は、実施例1または6と同様にして粘着剤層付き偏光板を作製した。各実施例で用いた粘着剤層の偏光子透過軸方向の弾性率EPSAは表2の通りであった。
3、5 機能層
7 粘着剤層
10、11、12 偏光板
15 他の部材(例えば液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス素子等)
20 画像表示装置
Claims (8)
- 偏光子と、偏光子の少なくとも片面に積層された機能層とを含む偏光板であって、偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率から、機能層の偏光子透過軸方向の弾性率を差し引いた値が、−1100MPa以上1668MPa以下である、偏光板。
- 機能層が保護フィルムを含む、請求項1に記載の偏光板。
- 機能層が位相差フィルムを含む、請求項1または2に記載の偏光板。
- 偏光子の片面に機能層が積層され、偏光子のもう片面に粘着剤層が積層されている、請求項1〜3のいずれかに記載の偏光板。
- 偏光板の片面側の表面に粘着剤層または剥離層付き粘着剤層が積層されている、請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板。
- 粘着剤層の偏光子透過軸方向の弾性率が、50kPa以上1000kPa以下である、請求項4または5に記載の偏光板。
- 偏光子の偏光子透過軸方向の弾性率から、機能層の偏光子透過軸方向の弾性率を差し引いた値が、1500MPa以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の偏光板。
- 液晶セルまたは有機エレクトロルミネッセンス素子と、請求項1〜7のいずれかに記載の偏光板とを含む、画像表示装置。
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