JP6258911B2 - プロテクトフィルム付偏光板及びそれを含む積層体 - Google Patents
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[1] 偏光子を含む偏光板と、その一方の表面に積層されるプロテクトフィルムとを備え、
前記プロテクトフィルムは、温度40℃、相対湿度90%での透湿度Mが15g/(m2・24hr)以下である、プロテクトフィルム付偏光板。
前記偏光板の他方の表面に積層されるセパレートフィルムをさらに備える、[1]〜[5]のいずれかに記載のプロテクトフィルム付偏光板。
前記光学フィルムの表面に前記プロテクトフィルムが積層される、[1]〜[6]のいずれかに記載のプロテクトフィルム付偏光板。
(1)プロテクトフィルム付偏光板の構成
図1は、本発明に係るプロテクトフィルム付偏光板の層構成の一例を模式的に示す概略断面図である。図1を参照して、本発明のプロテクトフィルム付偏光板の一例を説明する。本発明のプロテクトフィルム付偏光板は、偏光子(図1において図示せず)を含む偏光板100と、その一方の表面に積層されるプロテクトフィルム60とを備える。偏光板100におけるプロテクトフィルム60側の表面(プロテクトフィルム60が貼合される表面)は、例えば保護フィルム、他の光学フィルム又はフィルム上に付加される層の表面であることができる。
M≦T/15+10 (1)
を満たすことが好ましい。これにより、偏光板100の厚みTに応じた、温度変化及び湿度変化に伴うカールの効果的な抑制が可能となる。好ましい1つの実施形態において、プロテクトフィルム付偏光板は、M≦15及びT≦100を満たし、かつ上記式(1)を満たす。
偏光子10は、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する(透過軸と平行な)振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する吸収型の偏光子であり、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させた偏光フィルムを好適に用いることができる。偏光子10は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程;及び、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を含む方法によって製造できる。
偏光子10の片面又は両面に積層することができる保護フィルム21,22は、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)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;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、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;メタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂;アクリロニトリル・スチレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリアセタール系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;ポリイミド系樹脂等からなるフィルムであることができる。中でも、ポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂を用いることが好ましい。なお本明細書において「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂及びメタクリル系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。その他の「(メタ)」を付した用語においても同様である。
偏光板100は、偏光子10及び保護フィルム21,22以外の他の光学フィルムを含むことができ、その代表例は輝度向上フィルム50及び位相差フィルムである。偏光板100が他の光学フィルムを含む場合、プロテクトフィルム60は、この光学フィルムの表面に積層されてもよい。
第1粘着剤層31は、プロテクトフィルム付偏光板を画像表示素子(例えば液晶セル)や他の光学部材に貼合するために用いることができる。第3粘着剤層32は、偏光板100を構成する光学フィルム同士(例えば輝度向上フィルム50のような他の光学フィルムと偏光子10又は保護フィルム21)を貼合するために用いられる。第1粘着剤層31、第3粘着剤層32は、(メタ)アクリル系、ゴム系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れる(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、熱硬化型であってもよい。
セパレートフィルム70は、第1粘着剤層31を画像表示素子(例えば液晶セル)や他の光学部材に貼合するまでその表面を保護するために仮着されるフィルムである。セパレートフィルム70は通常、片面に離型処理が施された熱可塑性樹脂フィルムで構成され、その離型処理面が第1粘着剤層31に貼り合わされる。セパレートフィルム70を構成する熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレンのようなポリエチレン系樹脂、ポリプロピレンのようなポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル系樹脂等であることができる。第3粘着剤層32の表面にも、輝度向上フィルム50等の光学フィルムを貼合するまでその表面を保護するために、上と同様のセパレートフィルムを貼着しておくことができる。セパレートフィルム70の厚みは、例えば10〜50μmである。
プロテクトフィルム60は、基材フィルム61と、その上に積層される第2粘着剤層62とで構成される。プロテクトフィルム60は、偏光板100の表面を保護するためのフィルムであり、通常、例えば画像表示素子や他の光学部材にプロテクトフィルム付偏光板が貼合された後にそれが有する第2粘着剤層62ごと剥離除去される。
(a)偏光子10及び/又は保護フィルム21,22が薄い構成、
(b)偏光子10と保護フィルムとの間に介在する接着剤層が活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層である構成、
(c)偏光子10の片面にのみ保護フィルムが貼合されている構成、
(d)偏光子10の一方の面に保護フィルムが貼合されており、他方の面に保護フィルム以外の光学フィルム(輝度向上フィルム等)が貼合されている構成、
(e)偏光子10の両面に貼合される保護フィルムの構成(樹脂種、厚み、表面処理層の有無等)が互いに異なる構成、
(f)偏光子10の両面に保護フィルムを貼合するための接着剤層が互いに異種の接着剤から形成される構成、
(g)偏光子10の両面に保護フィルムが貼合されており、かつ一方の保護フィルム上に他の光学フィルムが貼合されている構成、
(h)その他、偏光子10を基準に、一方側におけるフィルム及び層の合計数と、他方側におけるフィルム及び層の合計数とが異なる構成。
本発明に係るプロテクトフィルム付偏光板は、画像表示素子と、その上に積層されるプロテクトフィルム付偏光板と含む積層体に好適に適用することができる。この積層体においてプロテクトフィルム付偏光板は、粘着剤層(例えば第1粘着剤層31)を介して(セパレートフィルム70のようなセパレートフィルムを有する場合にはこれを剥離除去した後)画像表示素子上に貼合することができる。プロテクトフィルム付偏光板を画像表示素子に貼合した後、所望のタイミングでプロテクトフィルム60は剥離除去される。この積層体は、画像表示素子と、その片面又は両面に積層される偏光板とを含む液晶パネル又はその製造中間体であることができる。プロテクトフィルム60は、積層体を構築した後、プロテクトフィルム60が貼合されている状態の液晶パネルを構築した後、又は、プロテクトフィルム60が貼合されている状態の液晶パネルを用いて画像表示装置を構築した後などに剥離除去される。通常、画像表示装置としての最終製品においては、プロテクトフィルム60は剥離除去されている。
JIS Z 0208に規定されるカップ法により、温度40℃、相対湿度90%におけるプロテクトフィルムの透湿度〔g/(m2・24hr)〕を測定した。
偏光板及びプロテクトフィルムの湿度膨張係数〔ppm・%RH-1〕は、次の方法に従って測定した。フィルムサンプルを、100mm×100mmにカットし、23℃50%RH時、及び23℃90%RH時のフィルム搬送方向の長さを測定し、下記式:
湿度膨張係数=(L90−L50)/(L50×ΔH)
に従って湿度膨張係数〔ppm・%RH-1〕を測定した。ここで、L50は23℃50%RHのときのフィルム搬送方向の長さ(mm)であり、L90は23℃90%RHのときのフィルム搬送方向の長さ(mm)であり、ΔHは40(=90−50)%RHである。
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
平行ニコル回転法を原理とする位相差計である王子計測機器(株)製の「KOBRA−ADH」を用い、23℃において波長590nm、483nm又は755nmの光で測定した。
粘着剤層の貯蔵弾性率G’は、以下の(I)〜(III)に従って測定した。
(I)粘着剤層から試料を25±1mgずつ2つ取り出し、それぞれ略玉状に成形する。(II)得られる略玉状の試料をI型冶具の上下面に貼り付け、上下面ともL型冶具で挟み込む。測定試料の構成は、L型治具/粘着剤/I型治具/粘着剤/L型冶具となる。
(III)こうして作製された試料の貯蔵弾性率G’を、アイティー計測制御(株)製の動的粘弾性測定装置「DVA−220」を用いて、温度23℃又は80℃、周波数1Hz、初期歪み1Nの条件下で測定する。
プロテクトフィルム付偏光板から221mm×139mmサイズの枚葉体を切り出し、この枚葉体の第1粘着剤層に貼着されているセパレートフィルムを剥がし、225mm×145mm、厚さ0.4mmの無アルカリガラスに貼合して、測定サンプルを得た。この測定サンプルを80℃90%RH環境下に5時間静置した後、室温(23℃50%RH)に戻した。その後、測定サンプルを、その偏光板側を上にして(株)ニコン製の二次元測定器「NEXIV VMR−12072」の測定台上に置いた。次いで、偏光板の中央部の表面に焦点を合わせ、そこを基準とし、偏光板の4角部に焦点を合わせ、基準とした焦点からの高さの差の距離を測定した。4角部の平均の距離をカール量とした。
厚み20μm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)を乾式延伸により約5倍に縦一軸延伸し、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/水の重量比が0.05/5/100である28℃の水溶液に60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100である72℃の水溶液に300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥処理を行って、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み7μmの偏光子を得た。
以下の3種類のプロテクトフィルム:
・プロテクトフィルムA:ポリエチレンテレフタレートからなる厚み75μmの基材フィルムと厚み13μmでアクリル系の第2粘着剤層とで構成されている(透湿度8g/(m2・24hr)、湿度膨張係数6.4ppm・%RH-1、総厚み88μm)、
・プロテクトフィルムB:ポリエチレンテレフタレートからなる厚み75μmの基材フィルムと厚み18μmでアクリル系の第2粘着剤層とで構成されている(透湿度10g/(m2・24hr)、湿度膨張係数6.8ppm・%RH-1、総厚み93μm)
・プロテクトフィルムC:ポリエチレンテレフタレートからなる厚み38μmの基材フィルムと厚み20μmでアクリル系の第2粘着剤層とで構成されている(透湿度17g/(m2・24hr)、湿度膨張係数6.4ppm・%RH-1、総厚み58μm)
を用意した。
コニカミノルタ(株)製のトリアセチルセルロースフィルム(厚み25μm、商品名「KC2UA」)に、厚み7μmのアクリル系のハードコート層が積層されたフィルムを用意した。
日本ゼオン(株)製の環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(厚み13μm、波長590nmでの面内位相差値Re=0.8nm、波長590nmでの厚み方向位相差値Rth=3.4nm、波長483nmでの厚み方向位相差値Rth=3.5nm、波長755nmでの厚み方向位相差値Rth=2.8nm)を用意した。
離型処理が施された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートからなるセパレートフィルムの離型処理面に厚み20μmのアクリル系粘着剤層が設けられている市販のセパレートフィルム付粘着剤層をセパレートフィルム付の第1粘着剤層として用意した。この粘着剤層の貯蔵弾性率は、23℃において0.05MPa、80℃において0.04MPaであった。
水100重量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔(株)クラレ製の「KL−318」〕を3重量部溶解して、ポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に水溶性ポリアミドエポキシ樹脂〔田岡化学工業(株)製の「スミレーズレジン650(30)」、固形分濃度30重量%〕を、水100重量部に対し、1.5重量部の割合で混合して、水系接着剤を得た。
次の手順で、図2と同様の層構成を有するプロテクトフィルム付偏光板を作製した。まず、上記の偏光子10の片面に、上記水系接着剤を用いて上記第1保護フィルム21をハードコート層が偏光子10から遠い側になるように貼合し、反対面に、同じく上記水系接着剤を用いて第2保護フィルム22を貼合した。その後80℃で5分間乾燥させ、40℃で168時間養生した。得られた偏光板の湿度膨張係数は28ppm・%RH-1であった。
プロテクトフィルムAの代わりにプロテクトフィルムBを用いたこと以外は実施例1と同様にしてプロテクトフィルム付偏光板及びその枚葉体を作製し、カール量を測定した。結果を表1に示す。
プロテクトフィルムAの代わりにプロテクトフィルムCを用いたこと以外は実施例1と同様にしてプロテクトフィルム付偏光板及びその枚葉体を作製し、カール量を測定した。結果を表1に示す。
コニカミノルタ(株)製のトリアセチルセルロースフィルム(厚み25μm、商品名「KC2TW」、波長590nmでの面内位相差値Re=1.2nm、波長590nmでの厚み方向位相差値Rth=1.3nm)を用意した。
アクリル酸ブチルとアクリル酸との共重合体にウレタンアクリレートオリゴマー及びイソシアネート系架橋剤を添加した有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルムの離型処理面に、ダイコーターにより乾燥後の厚みが5μmとなるように塗工し、乾燥させることにより、セパレートフィルム付の第3粘着剤層を調製した。この第3粘着剤層の貯蔵弾性率は、23℃において0.40MPa、80℃において0.18MPaであった。
まず、上記の偏光子10の片面に、上記水系接着剤を用いて、第1保護フィルム21として上記第1保護フィルム(B)を貼合し、反対面に、上記第3粘着剤層(外面にセパレートフィルムを有している)を貼合した。次に、第3粘着剤層のセパレートフィルムを剥離除去した後、剥離によって露出した第3粘着剤層の表面に、厚み26μmの輝度向上フィルム(3M社製の「Advanced Polarized Film,Version 3」)を貼合した。得られた偏光板の湿度膨張係数は9.3ppm・%RH-1であった。
プロテクトフィルムAの代わりにプロテクトフィルムCを用いたこと以外は実施例3と同様にしてプロテクトフィルム付偏光板及びその枚葉体を作製し、カール量を測定した。結果を表1に示す。
Claims (8)
- 偏光子を含む偏光板と、その一方の表面に積層されるプロテクトフィルムとを備え、
前記偏光板の厚みが125μm以下であり、
前記偏光子の厚みが15μm以下であり、
前記プロテクトフィルムは、温度40℃、相対湿度90%での透湿度が15g/(m2・24hr)以下である、プロテクトフィルム付偏光板。 - 前記偏光板の他方の表面は、第1粘着剤層の表面で構成されている、請求項1に記載のプロテクトフィルム付偏光板。
- 前記プロテクトフィルムは、前記一方の表面に積層される第2粘着剤層と、その上に積層される単層の基材フィルムとで構成される、請求項1又は2に記載のプロテクトフィルム付偏光板。
- 前記偏光板は、前記偏光子の少なくとも一方の表面に活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層を介して積層される保護フィルムをさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロテクトフィルム付偏光板。
- 前記偏光板の他方の表面は、第1粘着剤層の表面で構成されており、
前記偏光板の他方の表面に積層されるセパレートフィルムをさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロテクトフィルム付偏光板。 - 前記偏光板は、前記偏光子以外の光学フィルムをさらに含み、
前記光学フィルムの表面に前記プロテクトフィルムが積層される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロテクトフィルム付偏光板。 - 前記光学フィルムは、輝度向上フィルムである、請求項6に記載のプロテクトフィルム付偏光板。
- 画像表示素子と、その上に積層される請求項1〜7のいずれか1項に記載のプロテクトフィルム付偏光板とを含む、積層体。
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