JP6743044B2 - 偏光板、液晶表示装置および有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Description
[1]偏光子と保護フィルムと粘着剤層とを有する偏光板であって、
前記保護フィルムの、前記偏光子の透過軸方向と平行な方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、保護フィルムの寸法変化率(85℃)とし、
前記保護フィルムの、前記偏光子の透過軸方向と平行な方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後の寸法変化率を、保護フィルムの寸法変化率(30℃)としたときに、
前記保護フィルムの寸法変化率(85℃)と前記保護フィルムの寸法変化率(30℃)との差の絶対値が0.02〜0.50である、偏光板。
[2]前記偏光子の透過軸方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(85℃)とし、
前記偏光子の透過軸方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(30℃)とし、
前記偏光子の寸法変化率(85℃)と前記偏光子の寸法変化率(30℃)との差の絶対値をFPZとし、
前記保護フィルムの寸法変化率(85℃)と前記保護フィルムの寸法変化率(30℃)との差の絶対値をFPFとし、
前記FPZから前記FPFを差し引いた差をΔFTDとし、および
ΔFTDのFPZに対する割合(ΔFTD/FPZ)が0.5〜0.95の範囲である、[1]に記載の偏光板。
[3]前記偏光子と前記保護フィルムと前記粘着剤層がこの順で配置されている、[1]または[2]に記載の偏光板。
[4]前記保護フィルムと前記偏光子と前記粘着剤層がこの順で配置されている、[1]または[2]に記載の偏光板。
[5]前記保護フィルムは、セルロースエステル系樹脂;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;またはこれらの少なくとも2種以上の混合物から構成される透明樹脂フィルムである、[1]〜[4]のいずれか1に記載の偏光板。
[6]前記[1]〜[5]のいずれかに記載の偏光板が、前記粘着剤層を介して液晶セルに積層された、液晶表示装置。
[7]前記[1]〜[5]のいずれかに記載の偏光板が、前記粘着剤層を介して有機エレクトロルミネッセンスディスプレイに積層された、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
例えば、本発明において、保護フィルムの、偏光子の透過軸方向と平行な方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、保護フィルムの寸法変化率(85℃)と記載する。
また、偏光子の透過軸方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(85℃)と記載する。
以下、説明のために、保護フィルムの寸法変化率(85℃)および偏光子の寸法変化率(85℃)を単に寸法変化率(85℃)と記載することがある。
[式中、L0は、偏光子の透過軸方向と平行な方向(長尺方向または幅方向)における、裁断されたフィルムのフィルム寸法を意味し、
L85は、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後における、偏光子の透過軸方向と平行な方向(長尺方向または幅方向)のフィルム寸法を意味する。]
例えば、フィルムを裁断し幅方向の寸法(L0)を測定した場合、85℃相対湿度5%の条件下で1時間静置した後においても、フィルムの幅方向の寸法(L85)を測定し、寸法変化率を算出する。また、偏光板を製造した後に、偏光板から偏光子等を除き得られる保護フィルムにおける偏光子の透過軸方向と平行な方向の寸法(L0)を測定した場合、85℃相対湿度5%の条件下で1時間静置した後においても、偏光子の透過軸方向と平行な方向の寸法(L85)を測定し、寸法変化率を算出する。
このようにして算出された、寸法変化率(85℃)は、正の値(すなわち収縮)または負の値(すなわち膨張)のいずれを示してもよい。寸法変化率(85℃)が正の値である保護フィルムは、例えば、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から選択される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から選択されるセルロースエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)などから選択される(メタ)アクリル系樹脂などから構成される。
例えば、本発明において、保護フィルムの、偏光子の透過軸方向と平行な方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後における寸法変化率を、保護フィルムの寸法変化率(30℃)と記載する場合がある。一方、偏光子の透過軸方向と平行な方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後における寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(30℃)と記載する場合がある。
以下、説明のために、保護フィルムの寸法変化率(30℃)および偏光子の寸法変化率(30℃)を単に寸法変化率(30℃)と記載することがある。
[式中、L030は、偏光子の透過軸方向と平行な方向(長尺方向または幅方向)における、寸法変化率(85℃)を測定した後のフィルム寸法を意味し、
L30は、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後における、偏光子の透過軸方向と平行な方向(長尺方向または幅方向)のフィルム寸法を意味する。]
例えば、寸法変化率(85℃)を測定した後、温度23℃、湿度55%にて15分間放置した後、L030を測定し得る。
このようにして算出された、寸法変化率(30℃)は、正の値(すなわち収縮)または負の値(すなわち膨張)のいずれを示してもよい。寸法変化率(30℃)が正の値である保護フィルムは、例えば、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などのポリオレフィン系樹脂;ポリエステル系樹脂;例えばポリエチレンテレフタラートから構成される。
一方、寸法変化率(30℃)が負の値である(膨張する)保護フィルムは、例えば、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などのセルロースエステル系樹脂、および、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)などの(メタ)アクリル系樹脂から構成される。
前記偏光子の透過軸方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(85℃)とし、
前記偏光子の透過軸方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(30℃)とし、
前記偏光子の寸法変化率(85℃)と前記偏光子の寸法変化率(30℃)との差の絶対値をFPZとし、
前記保護フィルムの寸法変化率(85℃)と前記保護フィルムの寸法変化率(30℃)との差の絶対値をFPFとし、
前記FPZから前記FPFを差し引いた差をΔFTDとしたときに、
ΔFTD=FPZ−FPFで表され、
寸法変化率の算出方法は、上記に従い算出できる。
好ましくは、ΔFTDのFPZに対する割合(ΔFTD/FPZ)は、0.5〜0.95の範囲である。より好ましくは、ΔFTD/FPZは、0.55〜0.95、さらに好ましくは0.60〜0.95である。
ΔFTD/FPZが0.95を超える場合、ポリビニルアルコールフィルムの収縮・膨張挙動より、保護フィルムの収縮および/または膨張挙動が小さく、ポリビニルアルコールフィルムと保護フィルム間の歪により、ポリビニルアルコールフィルム割れが発生し得る。
例えば、図2(a)は、幅方向に偏光子の透過軸11aを有し、長尺方向に偏光子の吸収軸11bを有する偏光板100における、透過軸11aと吸収軸11bの軸角度を示す概略平面図である。図2(b)は、長尺方向に偏光子の透過軸11aを有し、幅方向に偏光子の吸収軸11bを有する偏光板100における、透過軸11aと吸収軸11bの軸角度を示す概略平面図である。
偏光子は、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り得る。偏光子は通常、厚さが20μm以下であると偏光板の薄膜化を実現することができる。本発明では、例えば、厚さ10μm以下の偏光子、より好ましくは8μm以下の偏光子を採用できる。また、本発明における偏光子は、通常2μm以上の厚さを有する。
上述のように、本発明における保護フィルムは、保護フィルムの寸法変化率(85℃)と前記保護フィルムの寸法変化率(30℃)との差の絶対値が0.02〜0.50である。
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、偏光板がさらされる高温環境、湿熱環境または高温と低温が繰り返されるような環境下において、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。
好ましい実施態様において、粘着剤層の80℃における貯蔵弾性率は0.01MPa〜1MPaである。
厚さ20μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約5倍に一軸延伸し、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の水溶液に28℃で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の水溶液に72℃で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℃で乾燥し、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さ7μmの偏光子を得た。
離型処理が施された厚みが38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)の離型処理面に厚さ20μmのアクリル系粘着剤層が積層された市販の粘着剤シートを用いた。アクリル系粘着剤に、ウレタンアクリレートオリゴマーは配合されていない。粘着剤シートから剥離フィルムを取り除いた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。
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およ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さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)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、粘着剤層が積層された粘着剤シートを得た。粘着剤シートから剥離フィルムを取り除いた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。
コニカミノルタ株式会社製のトリアセチルセルロースフィルム (厚み20μm、波長590nmでの面内位相差値=1.2nm、波長590nmでの厚み方向位相差値=1.3nm)を用いた。
コニカミノルタ株式会社製の商品名“KC2UA”、厚さ25μmの未延伸のTACフィルムを用いた。
厚みが13μmのシクロオレフィン樹脂フィルム(日本ゼオン株式会社製)を用いた。波長590nmでの面内位相差(Re(590))=0.8nm、波長590nmでの厚み方向位相差(Rth(590))=3.4nm、波長483nmでの厚み方向位相差(Rth(483))=3.5nm、波長755nmでの厚み方向位相差(Rth(755))=2.8nmであった。
日本ゼオン株式会社製の商品名“ゼオノアフィルム(登録商標)ZF14−023”、厚さ23μmの環状ポリオレフィン系樹脂フィルムを用いた。
表面がハードコート処理(厚さ7μm)されたトリアセチルセルロースフィルム(株式会社トッパンTOMOEGAWAオプティカルフィルム製、25KCHC−TC 厚さ32μm)を用いた。
第1保護フィルム−1を1,3−ジオキソランに溶解し、12wt%に調製しバーコーター(番手:60)でガラス基板上に乾燥後10μmの厚みになるように塗工した。60℃のオーブンで3分乾燥させた後、塗膜をガラスから剥がし、第1保護フィルム−6を得た。
厚みが26μmの輝度向上フィルム(3M製、商品名 Advanced Polarized Film, Version 3)を使用した。
水100部に対して、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製のKL−318)3部を溶解し、その水溶液に、水溶性エポキシ化合物であるポリアミドエポキシ系添加剤(住化ケムテックス株式会社製のスミレーズレジン(登録商標)650(30)、固形分濃度30%の水溶液〕1.5部を添加して、水系接着剤とした。
上記偏光子の片面に、水系接着剤を介して、第1保護フィルム−1を積層した。積層後、80℃で5分間乾燥することにより、第1保護フィルム−1と偏光子とを貼合した。偏光子における第1保護フィルム−1との貼合面とは反対側の面に、剥離フィルム上に積層された第2の粘着剤層を貼合した。第1保護フィルム−1における偏光子との貼合面とは反対側の面に、剥離フィルム上に積層された第1の粘着剤層を貼合した。
なお、偏光子の透過軸方向と、保護フィルムの幅方向が平行となるように貼合した。
このようにして、第1の粘着剤層、保護フィルム、偏光子および第2の粘着剤層がこの順に積層された偏光板前駆体A−1を作製した。
同様にして、第1保護フィルム−1の代わりに第1保護フィルム−2を用いて作成した偏光板前駆体を偏光板前駆体A−2とした。その他の保護フィルムについても、同様にして、偏光板前駆体を作成した。
上記偏光板前駆体における第2の粘着剤層上の剥離フィルムを剥がした。偏光板前駆体Aにおける第2の粘着剤層と輝度向上フィルムとを貼り合わせ、第1の粘着剤層、保護フィルム(第1保護フィルム)、偏光子、第2の粘着剤層、輝度向上フィルム(第2保護フィルム)、がこの順に積層された偏光板Aを得た。例えば、第1保護フィルム−1を用いて作成した偏光板を偏光板A1とした。同様に、第1保護フィルム−2を用いて作成したこのような構造を有する偏光板を偏光板A2とした。
上記偏光板前駆体A−1における偏光子と保護フィルムの積層位置を入れ替えたこと以外は、上記偏光板A1と同様にして偏光板B1を作製した。得られた偏光板B1は、第1の粘着剤層、偏光子、保護フィルム(第1保護フィルム)、第2の粘着剤層、および輝度向上フィルム(第2保護フィルム)、がこの順に積層された偏光板である。
上記偏光子の片面に、水系接着剤を介して、第1保護フィルム−1を積層した。積層後、80℃で5分間乾燥することにより、第1保護フィルムと偏光子とを貼合した。偏光子における第1保護フィルムとの貼合面とは反対側の面に、剥離フィルム上に積層された第1の粘着剤層を貼合し、その後、剥離フィルムを剥がし、偏光板Cを得た。得られた偏光板は、第1の粘着剤層、偏光子、保護フィルム(第1保護フィルム)、がこの順に積層された偏光板である。なお、偏光板Cについても、第1保護フィルム−1を用いた偏光板を偏光板C1とし、例えば、第1保護フィルム−5を用いた偏光板を偏光板C5とした。
上記保護フィルムについて、以下の方法で寸法変化率差を測定した。
なお、実施例、比較例で用いた保護フィルムにおいては、幅方向が、偏光子の透過軸方向と平行な方向である。
まず、長尺の各保護フィルムを、長尺方向100mm×幅方向100mmの正方形に裁断した。保護フィルムの裁断後、幅方向の寸法(L0)を、二次元測定器“NEXIV VMR-12072”(株式会社ニコン製)を用いて測定した。同様に、長尺方向の寸法も測定した。
次いで、保護フィルムを、85℃の環境下に1時間静置した(湿度:5%)。この工程の後、保護フィルムの幅方向の寸法(L85)および長尺方向の寸法を、上記と同様にして測定した。
以下の式から寸法変化率(%)を求め、保護フィルムの幅方向の寸法変化率(85℃)および長尺方向の寸法変化率を算出した。
寸法変化率(85℃)=[(L0−L85)/L0]×100
寸法変化率(30℃)=[(L030−L30)/L0]×100
上述のようにして作成した粘着剤層付き偏光板を、100mm×60mmに裁断し、その第1の粘着剤層側から剥離フィルムを剥がし、露出した粘着剤層を介して、ガラス板に貼合した。得られた評価用サンプルを、後述の冷熱衝撃環境試験および結露冷熱衝撃環境試験に付した。
冷熱衝撃環境試験は、偏光板をガラス板に貼り合わせた状態で、冷熱衝撃試験装置(エスペック株式会社から販売されている製品名「TSA-71L-A-3」)を用いて、高温条件(85℃)保持時間30分と、低温条件(−40℃)保持時間30分とを1サイクルとして行った。なお、温度移行時間を1分とし、温度移行時の温度移行時間0分において、外気を導入せず、光学部材に結露を発生させない条件を設定した。このサイクルを400サイクル繰り返して試験を実施した。
結露冷熱衝撃環境試験は、上記の冷熱衝撃環境試験において、温度移行時に装置内に外気を5分間導入することにより光学部材に意図的に結露を発生させた条件で行った。このサイクルを400サイクル繰り返して試験を行った。
この試験において、外気の温度は23℃であり、相対湿度は55%であった。
冷熱衝撃環境試験(サイクル数:400回)、および結露冷熱衝撃環境試験(サイクル数:400回)を行った後、クラックの有無を目視で確認した。試験前と変化がなく、試験後にクロスニコル下で光抜けが発生しなかったものを「○」、試験後にクロスニコル下で光抜けが発生したものを「×」とした。
また、結露冷熱衝撃環境試験に付したサンプルについて、サンプルに生じたクラックの最大長さをクロスニコル下で計測した。冷熱衝撃環境試験および結露冷熱衝撃環境試験において得られた結果を表2に示す。
また、本発明の偏光板は、結露冷熱衝撃環境試験により生じたクラックの最大長さが、比較例の偏光板と比べて顕著に短い。よって、本発明の偏光板は、結露が生じる多湿条件下であっても、偏光子のクラック成長を抑制でき、良好な偏光特性を維持できる。
偏光板の表面に押し傷を形成し、この偏光板を冷熱衝撃環境試験に付し、偏光子の割れの有無を確認した。具体的には以下の工程を経て評価した。
上述のようにして作成した偏光板100mm×60mmに裁断した。第1の粘着剤層上の剥離フィルムを剥がし、第1の粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製、EAGLE XG(登録商標))に偏光板を貼合した。このガラスへ貼合した偏光板の端部から1.0mmの場所に引っ掻き式硬度計(ドイツ・エリクセン社製、モデル318 ボール直径0.75mm)により3Nの荷重を偏光板の表面に加え、押し傷を付けた。押し傷の深さは1μm以下であり、サイズは直径0.2mmであった。
いずれの荷重を加えたときであっても、冷熱衝撃環境試験後に、クロスニコル下で偏光子の光抜けが発生しなかった場合を「○」とした。いずれかの荷重を加えたとき、冷熱衝撃環境試験後に偏光子が割れ、クロスニコル下でまたは目視で光抜けを確認できた場合を「×」とした。
12 保護フィルム(第1保護フィルム)
13 粘着剤層(第1の粘着剤層)
22 第2保護フィルム
23 第2の粘着剤層
40 ガラス基板
100 偏光板
Claims (7)
- 偏光子と保護フィルムと粘着剤層とを有する偏光板であって、
前記偏光子と前記保護フィルムと前記粘着剤層とがこの順で配置され、
前記偏光子と前記保護フィルムとは接着剤層のみを介して積層され、
前記偏光子の前記保護フィルムと反対側に第2粘着剤層を介して第2保護フィルムが積層され、および、
前記偏光子に前記第2保護フィルムが前記第2粘着剤層のみを介して積層され、
前記保護フィルムの、前記偏光子の透過軸方向と平行な方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、保護フィルムの寸法変化率(85℃)とし、
前記保護フィルムの、前記偏光子の透過軸方向と平行な方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後の寸法変化率を、保護フィルムの寸法変化率(30℃)としたときに、
前記保護フィルムの寸法変化率(85℃)と前記保護フィルムの寸法変化率(30℃)との差の絶対値が0.02〜0.50である、偏光板。 - 前記偏光子の透過軸方向における、85℃相対湿度5%の条件下で1時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(85℃)とし、
前記偏光子の透過軸方向における、30℃相対湿度95%の条件下で0.5時間経過後の寸法変化率を、偏光子の寸法変化率(30℃)とし、
前記偏光子の寸法変化率(85℃)と前記偏光子の寸法変化率(30℃)との差の絶対値をFPZとし、
前記保護フィルムの寸法変化率(85℃)と前記保護フィルムの寸法変化率(30℃)との差の絶対値をFPFとし、
前記FPZから前記FPFを差し引いた差をΔFTDとし、および
ΔFTDのFPZに対する割合(ΔFTD/FPZ)が0.5〜0.95の範囲である、請求項1に記載の偏光板。 - 前記第2保護フィルムが輝度向上フィルムである、請求項1または2に記載の偏光板。
- 前記偏光子が10μm以下の厚さを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記保護フィルムおよび前記第2保護フィルムは、セルロースエステル系樹脂;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;またはこれらの少なくとも2種以上の混合物から構成される透明樹脂フィルムである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏光板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板が、前記粘着剤層を介して液晶セルに積層された、液晶表示装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板が、前記粘着剤層を介して有機エレクトロルミネッセンスディスプレイに積層された、有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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