JP6488135B2 - 偏光板及び偏光板の製造方法 - Google Patents
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Description
前記偏光フィルムの285nmにおける吸光度I285の480nmにおける吸光度I480に対する比(I285/I480)(以下、単に「吸光度比」ともいう。)が1.2以下であり、
前記偏光板の色相b値が4以下であり、
前記保護フィルムの透湿度が100g/m2・day以下である偏光板に関する。
前記偏光フィルム又は前記保護フィルムの少なくともいずれか一方に接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層を介して、前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に前記保護フィルムを貼り合わせる工程と、
前記保護フィルムと前記偏光フィルムが貼り合わされた偏光板を最高温度が85℃以上となる温度範囲で加熱することにより前記偏光板を乾燥させる工程とを有し、
前記偏光フィルムの285nmにおける吸光度I285の480nmにおける吸光度I480に対する比(I285/I480)が1.2以下であり、
前記保護フィルムの透湿度が100g/m2・day以下である偏光板の製造方法も含まれる。
本実施形態に係る偏光板について説明する。本実施の形態に係る偏光板は、偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して保護フィルムを貼り合わされた構造を有する。
偏光フィルムとしては、ポリマーフィルムにヨウ素が吸着配向されたものを用いることが好ましい。前記ポリマーフィルムとしては、例えば、特に限定されず各種のものを使用できる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルムに、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、偏光フィルムとしてのヨウ素による染色性に優れたポリビニルアルコール系フィルムを用いることが好ましい。
前記保護フィルムは光に対し透明性を有し、その構成材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。なお、偏光フィルムの片側には、保護フィルムが接着剤層により貼り合わされるが、他の片側には、保護フィルムとして、(メタ)アクリル系、ウレタン系、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性樹脂又は紫外線硬化型樹脂を用いることができる。保護フィルム中の前記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは60〜98重量%、特に好ましくは70〜97重量%である。保護フィルム中の前記熱可塑性樹脂の含有量が50重量%以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
(メタ)アクリル系樹脂を採用し得る。例えば、ポリメタクリル酸メチル等のポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂等)、脂環族炭化水素基を有する重合体(例えば、メタクリル酸メチル−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体等)が挙げられる。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等のポリ(メタ)アクリル酸C1−6アルキルが挙げられる。より好ましくはメタクリル酸メチルを主成分(50〜100重量%、好ましくは70〜100重量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が挙げられる。
(メタ)アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどがあげられる。これらは1種のみが用いられても良いし、2種以上が併用されても良い。これらの中でも、熱安定性に優れる点で、(メタ)アクリル酸メチルがより好ましく、メタクリル酸メチルが特に好ましい。すなわち、一般式(1)において、R4がメチル基、R5がメチル基であることが特に好ましい。
Im%={B/(A+B)}×100
(nm)はフィルムの厚みとする。遅相軸方向は、フィルム面内の屈折率の最大となる方向とする。]。なお、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。厚み方向の位相差値が−90nm〜+75nmである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値(Rth)が−90nm〜+75nmのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色(光学的な着色)をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値(Rth)は、さらに好ましくは−80nm〜+60nm、特に−70nm〜+45nmが好ましい。
偏光フィルムと保護フィルムの貼り合わせに用いる接着剤層は光学的に透明であれば、特に制限されず水系、溶剤系、ホットメルト系、ラジカル硬化型の各種形態のものが用いられるが、水系接着剤またはラジカル硬化型接着剤が好適である。
前述した偏光板や、偏光板を少なくとも1層積層されている光学フィルムには、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いうる。
本実施の形態に係る偏光板の製造方法は、偏光フィルム又は保護フィルムの少なくともいずれかに、接着剤層を形成する工程と、前記接着剤層を介して、前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に前記保護フィルムを貼り合わせる工程と、前記保護フィルムと前記偏光フィルムとが貼り合わされた偏光板を最高温度が85℃以上となる温度範囲で乾燥する工程とを少なくとも行う。
<偏光フィルム>
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ45μmのポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製、商品名「VF−PS−A#4500」)を、30℃の温水中に浸漬し、膨潤させた。次に、ヨウ素/ヨウ化カリウム(重量比=0.5/8)の濃度0.3重量%の水溶液に浸漬し、3.5倍にまで延伸させながら染色した。さらに、65℃のホウ酸エステル水溶液中に浸漬させ、当該水溶液中で、総延伸倍率が6倍となる様に延伸を行った。延伸後、40℃のオーブンにて3分間の乾燥を行い、偏光フィルム(厚27μm、水分率25重量%、カリウム含有量0.78重量%、単体透過率42.7%)を作製した。
MS樹脂(MS−200;メタクリル酸メチル/スチレン(モル比)=80/20の共重合体,新日鐵化学(株)製)をモノメチルアミンでイミド化(イミド化率:5%)した。得られたイミド化されたMS樹脂は、一般式(1)で表されるグルタルイミド単位(式中、R1およびR3はメチル基、R2は水素原子である)、一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル単位(R4は水素原子、R5およびR6はメチル基である)、およびスチレン単位を有する。なお、前記イミド化には、口径15mmの噛合い型同方向回転式二軸押出機を用いた。押出機の各温調ゾーンの設定温度を230℃、スクリュー回転数150rpm、MS樹脂を2.0kg/hrで供給し、モノメチルアミンの供給量はMS樹脂に対して2重量部とした。ホッパーからMS樹脂を投入し、ニーディングブロックによって樹脂を溶融、充満させた後、ノズルからモノメチルアミンを注入した。反応ゾーンの末端にはシールリングを入れて樹脂を充満させた。反応後の副生成物および過剰のメチルアミンをベント口の圧力を−0.08MPaに減圧して脱揮した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂は、水槽で冷却した後、ペレタイザでペレット化した。前記イミド化されたMS樹脂を溶融押出製膜し、次いで、縦2倍、横2倍に二軸延伸したグルタルイミド単位を含有するアクリル樹脂フィルム(厚さ40μm,Re=2nm,Rth=2nm、透湿度60g/m2・day)を用いた。
低透湿性の保護フィルムと組み合わせ可能な保護フィルムとして、厚さ60μm、透湿度500g/m2・dayのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム株式会社製、「TD60UL」)を用いた。
アセトアセチル基を有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度1200、ケン化度98.5%、アセトアセチル化度5モル%)100重量部、メチロールメラミン50重量部を純水(水温30℃)に溶解させ、固形分濃度3.7重量%に調製した水溶液を作製した。この水溶液100重量部に対し、アルミナコロイド水溶液(平均粒径15nm、固形分濃度10重量%、正電荷)18重量部を加えて、接着剤組成物水溶液を調製した。この接着剤組成物水溶液について、レオメータ:RS−1(Heake社製)を用いて粘度を測定したところ、9.6mPa・sであった。また、pHは4〜4.5であった。
前記トリアセチルセルロースフィルムの表面処理層側に前記接着剤組成物水溶液を、乾燥後の厚さが80nmとなる様に塗布して接着剤層を形成した。塗布は、接着剤組成物水溶液の調製から30分間後に、23℃の環境下で行った。また、アクリル樹脂フィルムについても同様にして接着剤組成物水溶液の塗布を行い、接着剤層を形成した。
本実施例においては、偏光フィルムにトリアセチルセルロースフィルム及びアクリル樹脂フィルムを貼り合わせた後の乾燥条件を、乾燥温度90℃、乾燥時間10分間に変更したこと以外は、前記実施例1と同様にして本実施例に係る偏光板を作製した。
本実施例においては、保護フィルムとして両面にアクリル樹脂フィルムを用いたこと以外は、前記実施例2と同様にして本実施例に係る偏光板を作製した。
本実施例においては、保護フィルムとして両面にトリアセチルセルロースフィルムを用いたこと以外は、前記実施例1と同様にして本実施例に係る偏光板を作製した。
本比較例においては、偏光フィルムを形成するポリビニルアルコールフィルムとして、平均重合度約2400、ケン化度99.4モル%で厚さ45μmのポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製、商品名「VF−PE−N#4500」)を用いたこと以外は、前記実施例1と同様にして本比較例に係る偏光板を作製した。
本比較例においては、偏光フィルムを形成するポリビニルアルコールフィルムとして、平均重合度約2400、ケン化度99.4モル%で厚さ45μmのポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製、商品名「VF−PE−N#4500」)を用いたこと以外は、前記実施例3と同様にして本比較例に係る偏光板を作製した。
本比較例においては、偏光フィルムを形成するポリビニルアルコールフィルムとして、平均重合度約2400、ケン化度99.4モル%で厚さ45μmのポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製、商品名「VF−PE−N#4500」)を用いたこと以外は、前記比較例1と同様にして本比較例に係る偏光板を作製した。
本比較例においては、偏光フィルムを形成するポリビニルアルコールフィルムとして、平均重合度約2400、ケン化度99.4モル%で厚さ45μmのポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製、商品名「VF−PE−N#4500」)を用い、乾燥温度80℃、乾燥時間10分間としたこと以外は、前記実施例3と同様にして本比較例に係る偏光板を作製した。
本比較例においては、乾燥温度80℃、乾燥時間10分間としたこと以外は、前記実施例3と同様にして本比較例に係る偏光板を作製した。
保護フィルムの透湿度の測定は、JIS Z0208の透湿度試験(カップ法)に準じて測定した。直径60mmに切断したサンプルを約15gの塩化カルシウムを入れた透湿カップにセットし、40℃、90%の恒温機に入れ、24時間放置した前後の塩化カルシウムの重量増加を測定することで透湿(g/m2・day)を求めた。
各実施例及び比較例で作製した偏光板を塩化メチレン溶液に浸漬させ、保護フィルムを溶解させた後、それぞれの偏光フィルムを取り出した。さらに、分光光度計(日立製作所製、製品名:U−4100型分光光度計)を用いて285nm及び480nmのそれぞれにおける吸光度を測定し、これらの値より吸光度比(I285/I480)を求めた。
実施例及び比較例で得られた偏光フィルムの幅方向の中央部から、偏光フィルムの配向方向に平行に4cm×4cmの正方形のサンプルを採取し、積分球付分光光度計(日本分光株式会社製、「V7100」)を用いて、このサンプルの単体透過率Ts、偏光度P及び直交透過率(430nm)を求めた。
実施例及び比較例で得られた偏光板の幅方向の中央部から、偏光フィルムの配向方向に平行に4cm×4cmの正方形のサンプルを採取し、積分球付分光光度計(日本分光株式会社製、「V7100」)を用いて、ハンターLab表色系に基づくb値を求めて色相評価の指標とした。b値が0に近いほどニュートラル性の高い偏光板であって色相が良好であると評価される。
以下の手順で液晶パネルを作製し、作製した液晶パネルを用いて加湿熱環境下での表示ムラを評価した。
IPSモードの液晶セルを含む液晶表示装置[LGディスプレイ社製液晶テレビ:型式32LE7500 の液晶パネル(画面サイズ:32インチ)]から、液晶パネルを取り出し、液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いて、上記液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した。このようにして作製した液晶セルを液晶セルAとした。そして液晶セルAの両面に作製した実施例・比較例に記載の偏光板を、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を介して、視認側は長辺側に偏光子の吸収軸となるよう、バックライト側は短辺方向が偏光子の吸収軸になるよう貼付け、液晶パネルAを作製した。
上記液晶パネルAを60℃90%の環境下に120時間投入後のパネルのムラを測定した。測定は、23℃55%の環境にて取り出し後2時間後に、パネルを1時間点灯させ、表示ムラの発生を目視にて確認し、ムラが発生したものは“○”、ムラが発生しなかったものは“×”として評価した。
表1から分かるとおり、実施例1〜3に係る偏光板であると、色相b値が低くなっており、ニュートラルな色相が得られることが分かった。また、直交特性や表示ムラの評価結果も良好であった。比較例1では、偏光フィルムの両面に高透湿性のトリアセチルセルロースフィルムを用いているので、加湿熱環境下での表示ムラが発生した。比較例2及び3では、吸光度比が1.2を超えていたために色相b値が高く、ニュートラルな色相が達成されなかった。比較例4では、偏光フィルムの両面に高透湿性のトリアセチルセルロースフィルムを用いるとともに、吸光度比が1.2を超えていたために、色相b値及び表示ムラのいずれの結果も劣っていた。比較例5及び6では、表示ムラは抑制されていたものの、直交透過率が上昇し吸光度比が1.0以下となっていたために、青みが強くなって色相のニュートラル性の低下がみられた。
Claims (5)
- 偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して保護フィルムを備える偏光板であって、
前記偏光フィルムの285nmにおける吸光度I285の480nmにおける吸光度I480に対する比(I285/I480)が1.0を超えて1.2以下であり、
前記偏光板の色相b値が4以下であり、
前記保護フィルムの透湿度が100g/m2・day以下である偏光板。 - 前記接着剤層が水系接着剤を含む請求項1に記載の偏光板。
- 前記保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有する請求項1または2に記載の偏光板。
(ここで、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素または炭素数1〜8のアルキル基を示し、R3は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基を示す。) - 前記保護フィルムは紫外線吸収剤を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
- 偏光フィルムの少なくとも一方の面に保護フィルムを備える偏光板の製造方法であって、
前記偏光フィルム又は前記保護フィルムの少なくともいずれか一方に接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層を介して、前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に前記保護フィルムを貼り合わせる工程と、
前記保護フィルムと前記偏光フィルムとが貼り合わされた偏光板を最高温度が85℃以上となる温度範囲で加熱することにより前記偏光板を乾燥させる工程とを有し、
前記偏光フィルムの285nmにおける吸光度I285の480nmにおける吸光度I480に対する比(I285/I480)が1.2以下であり、
前記保護フィルムの透湿度が100g/m2・day以下である偏光板の製造方法。
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