JP6926199B2 - 偏光板、画像表示装置および該画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記偏光膜の周囲端面を覆う保護フィルムは、該偏光膜の一方の面全面も覆う。
1つの実施形態においては、上記保護フィルムの透湿度は150g/m2/24hr以下である。
1つの実施形態においては、上記保護フィルムは、シクロオレフィン系樹脂またはグルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂で構成されている。
1つの実施形態においては、上記偏光板は、85℃および85%RH環境下で120時間保持した後の色抜け量が100μm以下である。
本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。この画像表示装置は、表示セルと、該表示セルの少なくとも一方の側に配置された上記の偏光板と、を備え、該偏光板の前記偏光膜の表示セルと反対側に配置された保護フィルムが、該偏光膜の周囲端面を覆う。
本発明のさらに別の局面によれば、画像表示装置の製造方法が提供される。この製造方法は、表示セルの一方の側に偏光膜を配置すること;該偏光膜よりサイズが大きい保護フィルムを、該偏光膜の外周を構成する4辺すべてから延出するようにして、該偏光膜の該表示セルと反対側の面に配置すること;および、該延出した部分により該偏光膜の周囲端面を覆うこと;を含み、該偏光膜が、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成され、該保護フィルムの透湿度が300g/m2/24hr以下である。
1つの実施形態においては、上記保護フィルムの延出した部分の長さは1mm以上である。
1つの実施形態においては、上記保護フィルムは、粘着剤を介して上記偏光膜の上記表示セルと反対側に貼り合わせられる。
A−1.偏光板の全体構成
本発明の実施形態による偏光板は、偏光膜と、当該偏光膜の少なくとも一方の側に配置された保護フィルムと、を備える。図1A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り、図1Bは、図1Aの偏光板の概略平面図である。図示例の偏光板100は、偏光膜10と、偏光膜10の一方の側に配置された保護フィルム21と、もう一方の側に配置された保護フィルム22と、を備える。保護フィルム21、22は、代表的には、接着層(具体的には、接着剤層、粘着剤層:図示せず)を介して偏光膜に積層される。接着剤層は、代表的にはPVA系接着剤や活性化エネルギー線硬化型接着剤で形成される。粘着剤層は、代表的にはアクリル系粘着剤で形成される。保護フィルム21、22のうち一方は、目的、偏光板および/または画像表示装置の構成、偏光板および/または画像表示装置の製造方法等に応じて省略されてもよい。本発明の実施形態においては、保護フィルム21、22のうち少なくとも一方(図示例では、保護フィルム22)が、偏光膜10の周囲端面を覆う。本発明の実施形態においては、偏光膜はヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」と称する)フィルムで構成されている。偏光膜がヨウ素を含む場合に、保護フィルムで偏光膜を覆う(封止する)効果が顕著となる。偏光膜の厚みは、代表的には8μm以下である。偏光膜がヨウ素を含み、かつ、その厚みがこのように非常に薄い場合には、偏光膜中のヨウ素密度が高くなり、加湿によるヨウ素の安定性が低下しやすくなるため、偏光膜を封止する効果がさらに顕著となる。実用的には、偏光板の表示セル側最外層として粘着剤層40が設けられ、偏光板は当該粘着剤層を介して表示セル(例えば、液晶セル)300に貼り合わせられる。保護フィルム22は、偏光膜10の周囲端面を覆っていればよく、保護フィルム21および粘着剤層40の周囲端面については全体を覆っていてもよく、部分的に覆っていてもよく、覆っていなくてもよい。図1Aに示す例では、保護フィルム22は、偏光膜10、保護フィルム21および粘着剤層40の周囲端面を覆っている。1つの実施形態においては、図1Aのように、保護フィルム22は、偏光膜10の周囲端面とともに偏光膜の一方の面(図示例では、表示セルと反対側の面)全面を覆う。なお、保護フィルム22は、偏光膜10の周囲端面を覆い、当該周囲端面が密封されていればよく、当該周囲端面に密着している必要はない。本発明の実施形態においては、偏光膜の周囲端面を覆う保護フィルム(図示例では、保護フィルム22)の透湿度は300g/m2/24hr以下であり、好ましくは150g/m2/24hr以下である。
偏光膜10は、上記のとおり、ヨウ素を含むPVA系樹脂フィルムから構成される。
保護フィルム21、22は、偏光膜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構成される。フィルムの形成材料としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。
粘着剤層40は、任意の適切な粘着剤で構成される。粘着剤の代表例としては、アクリル系粘着剤が挙げられる。粘着剤層の厚みは、例えば5μm〜100μmであり、好ましくは10μm〜30μmである。
本発明の実施形態による偏光板は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明は、画像表示装置も包含する。画像表示装置の具体例としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス(EL)表示装置、量子ドット表示装置が挙げられる。
本発明の画像表示装置の製造方法は、表示セルの一方の側に偏光膜を配置すること;該偏光膜よりサイズが大きい保護フィルムを、該偏光膜の外周を構成する4辺すべてから延出するようにして、該偏光膜の該表示セルと反対側の面に配置すること;および、該延出した部分により該偏光膜の周囲端面を覆うこと;を含む。以下、本発明の画像表示装置の製造方法の代表例として、画像表示装置の視認側部分に偏光膜を配置し、当該偏光膜の周囲端面を保護フィルムで覆うことを含む実施形態について説明する。当該実施形態は、上記B項に記載の画像表示装置の製造方法に対応する。
本発明の1つの実施形態による偏光板の製造方法は、代表的には、樹脂基材の片側にPVA系樹脂層を形成すること、および、該樹脂基材と該PVA系樹脂層との積層体を延伸および染色して該PVA系樹脂層を偏光膜とすること、を含む。別の実施形態においては、樹脂基材とPVA系樹脂フィルムとの積層体を作製し、当該積層体を染色して該PVA系樹脂フィルムを偏光膜としてもよい。さらに別の実施形態においては、単一のPVA系樹脂フィルムを延伸および染色して該PVA系樹脂フィルムを偏光膜としてもよい。以下、代表例として、樹脂基材の片側にPVA系樹脂層を形成することを含む製造方法について説明する。
PVA系樹脂層の形成方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、樹脂基材上に、PVA系樹脂を含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、PVA系樹脂層を形成する。
積層体の延伸方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸(例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法)でもよい。好ましくは、自由端延伸である。
PVA系樹脂層の染色は、代表的には、PVA系樹脂層にヨウ素を吸着させることにより行う。当該吸着方法としては、例えば、ヨウ素を含む染色液にPVA系樹脂層(積層体)を浸漬させる方法、PVA系樹脂層に当該染色液を塗工する方法、当該染色液をPVA系樹脂層に噴霧する方法等が挙げられる。好ましくは、染色液にPVA系樹脂層(積層体)を浸漬させる方法である。ヨウ素が良好に吸着し得るからである。
上記PVA系樹脂層(積層体)は、延伸および染色以外に、偏光膜とするための処理が、適宜施され得る。偏光膜とするための処理としては、例えば、不溶化処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が挙げられる。なお、これらの処理の回数、順序等は、特に限定されない。
1つの実施形態においては、上記C−1項で得られた樹脂基材と偏光膜との積層体がそのまま、表示セル300の視認側に配置される。この実施形態においては、樹脂基材が図1Aの保護フィルム21となる。別の実施形態においては、樹脂基材と偏光膜との積層体の偏光膜表面に保護フィルムが貼り合わせられ、次いで樹脂基材が剥離除去される。得られた偏光膜/保護フィルムの積層体が、表示セル300の視認側に配置される。この実施形態においては、貼り合わせられた保護フィルムが図1Aの保護フィルム21となる。いずれの実施形態においても、図3(a)に示すように、偏光膜10/保護フィルム21の積層体の保護フィルム21が、粘着剤層40を介して表示セル300に貼り合わせられる。さらに、図3(a)に示すように、積層体のサイズは、代表的には表示セル300のサイズより小さい。
次いで、表示セル300に配置された積層体(実質的には、偏光膜10)の周囲端面を、保護フィルム22により覆う。1つの実施形態においては、図3(b)に示すように、偏光膜10より大きいサイズを有する保護フィルム22を偏光膜の外周から延出するようにして配置する。好ましくは、偏光膜の外周を構成する4辺すべてから延出するようにして配置する。保護フィルム22の延出部の長さは、好ましくは、最終的に偏光膜の周囲端面全面を覆い得るように設定され得る。延出部の長さは、例えば、1mm以上であり、10mm以下である。保護フィルムの延出部は、保護フィルムの柔らかさ(例えば、弾性率)を調整することにより、自重により垂れ下がって偏光膜の周囲端面を覆うことができる。あるいは、保護フィルムの延出部を任意の適切な操作により折り曲げて偏光膜の周囲端面を覆ってもよい。このような構成を採用することにより、図3(c)に示すように、偏光膜10の表示セル300の反対側の面全面および周囲端面全面が保護フィルム22により覆われる。なお、実質的には、保護フィルム22の偏光膜10側表面には、粘着剤層(図示せず)が形成されており、保護フィルムは当該粘着剤層を介して偏光膜の表示セルと反対側に貼り合わせられる。
デジタルマイクロメーター(アンリツ社製KC−351C)を用いて測定した。
(2)透湿度
実施例および比較例で用いた保護フィルムを10cmΦの円状に切り出し、測定用サンプルとした。この測定用サンプルについて、透湿度試験方法(カップ法、JIS Z 0208に準じる)により、透湿度(水蒸気透過率)を測定した。なお、測定条件は下記のとおりであった。また、測定の際には恒温恒湿槽を使用した。
測定温度:40℃
相対湿度:92%
測定時間:24時間
(3)色抜け量
実施例および比較例で用いた偏光板から、延伸方向に直交する方向および延伸方向をそれぞれ対向する二辺とする試験片(50mm×50mm)を切り出し、粘着剤で試験片を無アルカリガラス板に貼り合わせた。ここに、それぞれの実施例および比較例の液晶表示装置の作製における手順と同様にして保護フィルムで偏光膜の周囲端面を覆い(封止し)、液晶表示装置代替品を作製した。これを85℃および85%RHのオーブン内で120時間放置して加湿し、標準偏光板とクロスニコルの状態に配置した時の、加湿後の偏光膜の端部の色抜け状態を顕微鏡により調べた。具体的には、偏光膜端部からの色抜けの大きさ(色抜け量:μm)を測定した。顕微鏡としてOlympus社製、MX61Lを用い、倍率10倍で撮影した画像から色抜け量を測定した。図2に示すように、延伸方向の端部からの色抜け量aおよび延伸方向と直交する方向の端部からの色抜け量bのうち、大きい方を色抜け量とした。
樹脂基材として、厚み100μm、Tg75℃のイソフタル酸ユニットを7モル%有するアモルファスのポリエチレンテレフタレート(IPA共重合PET)フィルムを用意した。このフィルムの表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。
アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名:ゴーセファイマー(登録商標)Z−200、平均重合度:1200、ケン化度:98.5モル%以上、アセトアセチル化度:5%)と、PVA(平均重合度:4200、ケン化度:99.2モル%)とを1:9の割合で含むPVA系樹脂を用意し、該PVA系樹脂100重量部に対してヨウ化カリウム13重量部を添加してPVA系樹脂水溶液を調製した(PVA系樹脂濃度:5.5重量%)。この水溶液を乾燥後の膜厚が13μmになるように樹脂基材のコロナ処理面に塗布し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、樹脂基材上に厚み9μmのPVA系樹脂層を形成した。このようにして、積層体を作製した。
得られた積層体を空気中140℃で2.4倍に延伸した(空中補助延伸)。
次いで、積層体を液温30℃のホウ酸水溶液に30秒間浸漬してPVA系樹脂層を不溶化させた。本工程のホウ酸水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とした。
次いで、積層体を液温30℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、得られる偏光膜の単体透過率が42〜45%程度になるように任意の時間、浸漬し染色した。染色液は、水を溶媒とし、ヨウ素濃度を0.1〜0.4重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.7〜2.8重量%の範囲内とし、ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1:7とした。
次いで、積層体を30℃のホウ酸水溶液に60秒間浸漬して、ヨウ素を吸着させたPVA樹脂層に架橋処理を施した。本工程のホウ酸水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して3重量部とした。
さらに、積層体をホウ酸水溶液中で延伸温度70℃として、先の空中補助延伸と同様の方向に2.3倍に延伸した(最終的な延伸倍率5.50倍)。本工程のホウ酸水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3.5重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5重量部とした。
次に、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して4重量部とした水溶液で積層体を洗浄し、60℃の温風により乾燥し、樹脂基材上に厚み5μmの偏光膜を得た。
液晶セルの背面側にも、上記と同様の偏光板を、アクリル系粘着剤層(厚み:20μm)を介して貼り合わせた。このようにして、液晶パネルを得た。得られた液晶パネルを元の液晶表示装置に組み込み、本実施例の液晶表示装置を得た。
シクロオレフィン系フィルムの代わりにグルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂フィルム(透湿度:70g/m2/24hr、厚み:40μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
シクロオレフィン系フィルムの代わりにグルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂フィルム(透湿度:120g/m2/24hr、厚み:20μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
4つの延出部分の長さをそれぞれ3mmとしたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
4つの延出部分の長さをそれぞれ1mmとしたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
PVA系樹脂フィルム(クラレ社製、商品名「PE−6000」、厚み:60μm、平均重合度:2,400、ケン化度:99.9モル%)を30℃水浴中に1分間浸漬させつつ搬送方向に1.2倍に延伸した後、ヨウ素濃度0.04重量%、カリウム濃度0.3重量%の30℃水溶液中に浸漬して染色しながら、全く延伸していないフィルム(元長)を基準として2倍に延伸した。次いで、この延伸フィルムを、ホウ酸濃度3重量%、ヨウ化カリウム濃度3重量%の30℃の水溶液中に浸漬しながら、元長基準で3倍までさらに延伸し、続いて、ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%の60℃水溶液中に浸漬しながら、元長基準で6倍までさらに延伸し、70℃で2分間乾燥することにより、厚み23μmの偏光膜を得た。次いで、偏光膜の両面に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z−200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布し、シクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン社製、Zeonor ZF14、厚さ:13μm)およびトリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタ社製、KC4UY)をそれぞれ貼り合わせ、60℃に維持したオーブンで5分間加熱して、偏光板を得た。以降の手順は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
シクロオレフィン系フィルムの代わりにトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(透湿度:400g/m2/24hr、厚み:80μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。さらに、色抜けの状態を図5に示す。
偏光板と同一サイズのシクロオレフィン系フィルムを用いて偏光板の液晶セルと反対側の面のみに当該フィルムを配置したこと(すなわち、偏光板の周囲端面を覆わなかったこと)以外は実施例1と同様にして液晶表示装置および代替品を作製した。上記(3)の液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
実施例1で得られた偏光板の偏光膜表面に、実施例1と同様の硬化型接着剤を介してシクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン社製、ZF−12、 13μm)を貼り合わせ、シクロオレフィン系フィルム(保護フィルム)/偏光膜/シクロオレフィン系フィルム(保護フィルム)の構成を有する偏光板を得た。この偏光板を無アルカリガラスに貼り合わせただけのもの(すなわち、偏光板の周囲端面を覆わなかったもの)を液晶表示装置代替品とした。この液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
実施例6で得られた偏光板を無アルカリガラスに貼り合わせただけのもの(すなわち、偏光板の周囲端面を覆わなかったもの)を液晶表示装置代替品とした。この液晶表示装置代替品を実施例1と同様に色抜け量の評価に供した。結果を表1に示す。
21 保護フィルム
22 保護フィルム
40 粘着剤層
100 偏光板
300 表示セル
Claims (5)
- 表示セルの一方の側に偏光膜を配置すること、
該偏光膜よりサイズが大きい保護フィルムを、該偏光膜の外周を構成する4辺すべてから延出するようにして、該偏光膜の該表示セルと反対側の面に配置すること、および
該延出した部分により該偏光膜の周囲端面を覆うこと、
を含み、
該偏光膜が、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成され、
該保護フィルムの透湿度が300g/m2/24hr以下であり、
該保護フィルムに粘着剤層が形成されており、該保護フィルムおよび該粘着剤層の延出した部分が、自重により垂れ下がって該表示セルに直接密着し、該偏光膜の周囲端面を覆う、
画像表示装置の製造方法。 - 前記保護フィルムの延出した部分の長さが1mm以上である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記偏光膜よりサイズが大きい保護フィルムを、前記偏光膜の前記表示セルと反対側の面のみに配置する、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記保護フィルムが、前記粘着剤層を介して前記偏光膜の前記表示セルと反対側に貼り合わせられる、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記偏光膜の厚みが8μm以下であり、および、前記保護フィルムの厚みが20μm〜40μmである、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。
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