JP6285127B2 - 光拡散粘着剤ならびに該光拡散粘着剤を用いた偏光板および光学部材 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記芳香環含有(メタ)アクリル系モノマーは、ベンジル(メタ)アクリレートを含む。
1つの実施形態においては、上記ベースポリマー中の上記芳香環含有(メタ)アクリル系モノマーの含有量は、1重量%〜35重量%である。
1つの実施形態においては、上記(メタ)アクリル系ポリマーは、モノマー単位として、アルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有モノマーおよびヒドロキシル基含有モノマーから選択される少なくとも1つをさらに含む。
1つの実施形態においては、上記粘着剤の屈折率は1.47以上である。
1つの実施形態においては、上記光拡散性微粒子はシリコーン樹脂微粒子である。
1つの実施形態においては、上記光拡散性微粒子の体積平均粒子径は1μm〜4μmである。
1つの実施形態においては、上記光拡散粘着剤の硬化後のヘイズ値は20%〜95%である。
本発明の別の局面によれば、偏光板が提供される。この偏光板は、偏光子と、保護層と、上記の光拡散粘着剤から形成された光拡散粘着剤層と、を含む。
本発明のさらに別の局面によれば、光学部材が提供される。この光学部材は、上記の偏光板と、該偏光板の光拡散粘着剤層を介して該偏光板に貼り合わせられた反射型偏光子とを含む。
1つの実施形態においては、上記光学部材は、上記反射型偏光子の上記光拡散粘着剤層と反対側にプリズムシートをさらに含む。
本発明の実施形態による光拡散粘着剤は、粘着剤と当該粘着剤中に分散した光拡散性微粒子とを含む。粘着剤のベースポリマーは、(メタ)アクリル系ポリマーを含む。当該(メタ)アクリル系ポリマーは、モノマー単位として芳香環含有(メタ)アクリル系モノマーを含む。光拡散性微粒子は、粘着剤よりも低い屈折率を有する。以下、光拡散粘着剤の各構成成分について詳細に説明する。
A−1−1.ベースポリマー
上記のとおり、粘着剤は、ベースポリマーとして(メタ)アクリル系ポリマー(A)を含む。(メタ)アクリル系ポリマー(A)は、モノマー単位として、(メタ)アクリル系ポリマー(A)の主骨格を構成するアルキル(メタ)アクリレート(a1)と、芳香環含有(メタ)アクリル系モノマー(a2)と、を含む。芳香環含有(メタ)アクリル系モノマー(a2)として、例えばベンジル(メタ)アクリレートが用いられ得る。芳香環含有(メタ)アクリル系モノマーは正の固有複屈折を有するので、負の固有複屈折を有するアルキル(メタ)アクリレート(および必要に応じて他の(メタ)アクリレート系モノマー)と組み合わせて用いることにより、以下の効果が得られる:光拡散粘着剤を画像表示装置に適用した場合、高温環境下においては、偏光子の収縮に起因して光拡散粘着剤に応力がかかる。この場合、光拡散粘着剤において、正の固有複屈折を有する芳香環含有(メタ)アクリル系モノマー単位と負の固有複屈折を有するアルキル(メタ)アクリレート単位(および必要に応じて他の(メタ)アクリレート系モノマー単位)とが含まれていることにより、応力により互いのモノマー単位に発生する複屈折がキャンセルされ得る。結果として、高温環境下において、光拡散粘着剤の位相差変化が抑制されてヘイズ値の変化が抑制され、最終的にコーナームラの発生が抑制されて、優れた視認性を有する画像表示装置が実現され得る。さらに、芳香環含有(メタ)アクリル系モノマーを後述するカルボキシル基含有モノマー(a3)およびヒドロキシル基含有モノマー(a4)とともに所定量用いる場合には、所望の屈折率を有する粘着剤を得ることができる。なお、(メタ)アクリレートはアクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。
粘着剤は、架橋剤を含有してもよい。架橋剤としては、例えば、有機系架橋剤、多官能性金属キレートが挙げられる。有機系架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤が挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合または配位結合しているものである。多価金属としては、例えば、Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Tiが挙げられる。有機化合物としては、例えば、アルキルエステル、アルコール化合物、カルボン酸化合物、エーテル化合物、ケトン化合物が挙げられる。共有結合または配位結合する有機化合物中の原子としては、例えば酸素原子が挙げられる。架橋剤は、好ましくはイソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤または過酸化物系架橋剤である。
粘着剤は、任意の適切な添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、帯電防止剤、酸化防止剤、カップリング剤が挙げられる。添加剤の種類、添加量および組み合わせ等は、目的に応じて適切に設定され得る。
光拡散粘着剤における粘着剤の含有量は、好ましくは50重量%〜99.7重量%であり、より好ましくは52重量%〜97重量%である。
光拡散性微粒子としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切なものを用いることができる。具体例としては、無機微粒子、高分子微粒子などが挙げられる。光拡散性微粒子は、好ましくは高分子微粒子である。高分子微粒子の材質としては、例えば、シリコーン樹脂、メタアクリル系樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチル)、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、粘着剤に対する優れた分散性および粘着剤との適切な屈折率差を有するので、拡散性能に優れた光拡散粘着剤層が得られ得る。好ましくは、シリコーン樹脂、ポリメタクリル酸メチルである。光拡散性微粒子の形状は、例えば、真球状、扁平状、不定形状であり得る。光拡散性微粒子は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化後の光拡散粘着剤のヘイズ値は、好ましくは10%〜99%であり、より好ましくは20%〜95%である。ヘイズ値を上記範囲にすることで、所望の拡散性能が得られ、モアレおよびギラツキの発生を良好に抑制することができる。光拡散粘着剤の光拡散性能は、マトリクス(粘着剤)の構成材料、ならびに、光拡散性微粒子の構成材料、体積平均粒子径および配合量等を調整することにより制御することができる。
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略断面図である。本実施形態の偏光板は、光拡散粘着剤層付偏光板である。偏光板10は、偏光子11と;偏光子11の片側に配置された保護層12と;偏光子11のもう一方の側に配置された保護層13と;保護層12の偏光子11と反対側に配置された、上記A項に記載の光拡散粘着剤から形成された光拡散粘着剤層14と;を有する。光拡散粘着剤層の厚みは、例えば5μm〜100μmである。保護層12および13の一方は、目的や偏光板の構成に応じて省略されてもよい。偏光子は、代表的には吸収型偏光子である。偏光板10は、代表的には、バックライト側の偏光板として用いられ得る。具体的には、偏光板10は、例えば液晶表示装置の液晶セルのバックライト側の基板に光拡散粘着剤層14を介して貼り合わせられて用いられる。
上記吸収型偏光子の波長589nmの透過率(単体透過率ともいう)は、好ましくは41%以上であり、より好ましくは42%以上である。なお、単体透過率の理論的な上限は50%である。また、偏光度は、好ましくは99.5%〜100%であり、更に好ましくは99.9%〜100%である。上記の範囲であれば、液晶表示装置に用いた際に正面方向のコントラストをより一層高くすることができる。
保護層は、偏光板の保護フィルムとして使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。それぞれの保護層は同一であってもよく、異なっていてもよい。
C−1.光学部材の全体構成
図2は、本発明の1つの実施形態による光学部材の概略断面図である。光学部材100は、偏光板10と、偏光板10の光拡散粘着剤層14を介して偏光板10に貼り合わせられた反射型偏光子20とを含む。偏光板10は、上記B項で説明した本発明の偏光板である。光学部材100は、必要に応じて図示例のように、反射型偏光子20の光拡散粘着剤層14と反対側にプリズムシート30をさらに含んでいてもよい。以下、本実施形態の光学部材に用いられる反射型偏光子およびプリズムシートについて詳細に説明する。
反射型偏光子20は、特定の偏光状態(偏光方向)の偏光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する機能を有する。反射型偏光子20は、直線偏光分離型であってもよく、円偏光分離型であってもよい。以下、一例として、直線偏光分離型の反射型偏光子について説明する。なお、円偏光分離型の反射型偏光子としては、例えば、コレステリック液晶を固定化したフィルムとλ/4板との積層体が挙げられる。
上記のとおり、プリズムシート30は必要に応じて用いられ得る。プリズムシート30を用いる場合、プリズムシート30は、反射型偏光子20の光拡散粘着剤層14と反対側に配置されている。プリズムシート30は、代表的には、基材部31とプリズム部32とを有する。なお、本実施形態においては、反射型偏光子20がプリズム部32を支持する基材部として機能し得るので、基材部31は必ずしも設ける必要はない。プリズムシート30は、本発明の光学部材が画像表示装置(例えば、液晶表示装置)のバックライト側に配置された場合に、バックライトユニットの導光板から出射された偏光光を、その偏光状態を保ったまま、プリズム部32内部での全反射等によって、液晶表示装置の略法線方向に最大強度を有する偏光光として、反射型偏光子20および光拡散粘着剤層14を介して偏光板10に導く。なお、「略法線方向」とは、法線方向から所定の角度内の方向、例えば、法線方向から±10°の範囲内の方向を包含する。
1つの実施形態においては、図2および図4に示すように、プリズムシート30(実質的には、プリズム部32)は、反射型偏光子20と反対側に凸となる複数の単位プリズム33が並列されて構成されている。好ましくは、単位プリズム33は柱状であり、その長手方向(稜線方向)は、偏光板10の透過軸および反射型偏光子20の透過軸と略直交方向に向いている。本明細書において、「実質的に直交」および「略直交」という表現は、2つの方向のなす角度が90°±10°である場合を包含し、好ましくは90°±7°であり、さらに好ましくは90°±5°である。「実質的に平行」および「略平行」という表現は、2つの方向のなす角度が0°±10°である場合を包含し、好ましくは0°±7°であり、さらに好ましくは0°±5°である。さらに、本明細書において単に「直交」または「平行」というときは、実質的に直交または実質的に平行な状態を含み得るものとする。なお、プリズムシート30は、単位プリズム33の稜線方向と偏光板10の透過軸および反射型偏光子20の透過軸とが所定の角度を形成するようにして配置(いわゆる斜め放置)してもよい。このような構成を採用することにより、モアレの発生をさらに良好に防止できる場合がある。斜め配置の範囲としては、好ましくは20°以下であり、より好ましくは15°以下である。
プリズムシート30に基材部31を設ける場合には、単一の材料を押出し成型等することにより基材部31とプリズム部32とを一体的に形成してもよく、基材部用フィルム上にプリズム部を賦形してもよい。基材部の厚みは、好ましくは25μm〜150μmである。このような厚みであれば、光拡散粘着剤層とプリズム部との距離を所望の範囲とすることができる。さらに、このような厚みは、取扱い性および強度の観点からも好ましい。
光学部材100は、目的に応じて、任意の適切な位置に任意の適切な位相差層をさらに有していてもよい(図示せず)。位相差層の配置位置、数、複屈折性(屈折率楕円体)等は、画像表示装置の種類、表示モード、所望の特性等に応じて適切に選択され得る。目的に応じて、位相差層は、偏光子の保護層を兼ねてもよい。
透明基材上に塗工した拡散微粒子を含まない粘着剤の屈折率を、アッベ屈折率計(DR−M2,アタゴ社製)により測定した。
(2)コーナームラ
実施例および比較例で得られた光拡散粘着剤層付偏光板を縦183mm×横137mmのサイズに切り出してサンプルとした。このサンプルを2枚用意した。2枚のサンプルを、厚さ0.07mmの無アルカリガラス板の両面にクロスニコルになるようにラミネーターにて貼り合せた。次いで、50℃、5atmで15分間のオートクレーブ処理を行って二次サンプルとした(初期)。次いで、二次サンプルを、100℃の条件下で24時間の加熱処理を行った。初期および加熱後の二次サンプルを、1万カンデラのバックライト上に置き、光漏れを目視により観察し、下記の基準でコーナームラを評価した。
◎:コーナームラがなく、実用上問題ない
○:コーナームラがわずかに発生しているが、表示領域には表れていないので、実用上問題ない
△:コーナームラが発生して表示領域にわずかに表れているが、実用上問題ない。
×:コーナームラが発生して表示領域に顕著に表れており、実用上問題がある。
(3)ヘイズ値
実施例および比較例で用いた硬化後の光拡散粘着剤について、JIS 7136で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN−150」)を用いて測定した。
1.光拡散粘着剤の調製
1−1.粘着剤のベースポリマー(アクリル系ポリマー)の調製
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート74.9部、ベンジルアクリレート20部、アクリル酸5部、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.1部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み(モノマーの濃度50%)、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行い、重量平均分子量(Mw)204万、Mw/Mn=3.2のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
上記で得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製のコロネートL,トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体)0.45部およびベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製,ナイパーBMT)0.1部、シランカップリング剤(信越化学工業(株)製のKBM403)0.1部、光拡散性微粒子としてのシリコーン樹脂微粒子(モメンティブ・マフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製トスパール130、体積平均粒子径3μm)9部を配合して、光拡散粘着剤の塗工液(固形分11%)を調製した。
2−1.偏光板の作製
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光板を作成した。
次いで、上記で得られた塗工液を、シリコーン処理を施した、38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム(株)製,MRF38)の片面に、乾燥後の光拡散粘着剤層の厚さが12μmになるように塗布し、155℃で1分間乾燥を行った後、上記で得られた偏光板に転写し、光拡散粘着剤層付偏光板(本発明の実施形態による偏光板)を作製した。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと、および、光拡散粘着剤層の厚さを21μmとしたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す処方で光拡散粘着剤を調製した。この光拡散粘着剤を用いたこと、および、光拡散粘着剤層の厚さを23μmとしたこと以外は実施例1と同様にして光拡散粘着剤層付偏光板を作製した。粘着剤、光拡散粘着剤および光拡散粘着剤層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。さらに、コーナームラの状態を観察した写真画像を図5に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例の光拡散粘着剤は、高温環境下においてもコーナームラが発生しないことがわかる。さらに、本発明の実施例の光拡散粘着剤は、厚みが薄くても高いヘイズを有する光拡散粘着剤層を形成できることがわかる。
11 偏光子
12 保護層
13 保護層
14 光拡散粘着剤層
20 反射型偏光子
30 プリズムシート
31 基材部
32 プリズム部
100 光学部材
Claims (9)
- (メタ)アクリル系ポリマーを含有するベースポリマーを含む粘着剤と、該粘着剤よりも低い屈折率を有する光拡散性微粒子とを含み、
該(メタ)アクリル系ポリマーが、モノマー単位としてベンジル(メタ)アクリレートを含み、
該ベースポリマー中の該ベンジル(メタ)アクリレートの含有量が、10重量%〜20重量%であり、
該ベンジル(メタ)アクリレートが、正の固有複屈折を有する、
光拡散粘着剤。 - 前記(メタ)アクリル系ポリマーが、モノマー単位として、アルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有モノマーおよびヒドロキシル基含有モノマーから選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の光拡散粘着剤。
- 前記粘着剤の屈折率が1.47以上である、請求項1または2に記載の光拡散粘着剤。
- 前記光拡散性微粒子がシリコーン樹脂微粒子である、請求項1から3のいずれかに記載の光拡散粘着剤。
- 前記光拡散性微粒子の体積平均粒子径が1μm〜4μmである、請求項1から4のいずれかに記載の光拡散粘着剤。
- 硬化後のヘイズ値が20%〜95%である、請求項1から5のいずれかに記載の光拡散粘着剤。
- 偏光子と、保護層と、請求項1から6のいずれかに記載の光拡散粘着剤から形成された光拡散粘着剤層と、を含む、偏光板。
- 請求項7に記載の偏光板と、該偏光板の光拡散粘着剤層を介して該偏光板に貼り合わせられた反射型偏光子とを含む、光学部材。
- 前記反射型偏光子の前記光拡散粘着剤層と反対側にプリズムシートをさらに含む、請求項8に記載の光学部材。
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