JP6934296B2 - 粘着剤付き偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Description
偏光板10としては、偏光子11の片面のみに透明保護フィルム15が貼り合わせられたものが用いられる(以下、偏光子の片面のみに透明保護フィルムが設けられた偏光板10を「片保護偏光板」と記載する場合がある)。画像表示セルの視認側に配置される偏光板として片保護偏光板を用いることにより、画像表示装置を薄型化できる。
偏光子11は、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムである。偏光子に適用されるポリビニルアルコール系フィルムの材料としては、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等が挙げられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものが挙げられる。ポリビニルアルコールは、重合度が1000〜10000程度、ケン化度が80〜100モル%程度のものが一般に用いられる。
偏光子11の一方の面(第一主面)には、偏光子11を保護するための透明保護フィルム15が設けられる。透明保護フィルム15は、視野角拡大等を目的とする光学補償フィルムや、偏光子11とともに円偏光板を構成するための1/4波長板等の機能を有していてもよい。
本発明の粘着剤付き偏光板は、片保護偏光板10の透明保護フィルム15が設けられていない側の面に、前面側粘着シート20を備える。前面側粘着シート20は、片保護偏光板10の視認側への前面透明部材70の貼り合わせに用いられる。前面側粘着シート20は、少なくとも2層の粘着剤層を備える積層粘着シートである。第一粘着剤層21は偏光子11に接して設けられており、第一粘着剤層21上に第二粘着剤層22が設けられている。前面側粘着シート20が第一粘着剤層21と第二粘着剤層22の2層からなる場合、粘着剤付き偏光板1は、片保護偏光板10上に、第一粘着剤層21および第二粘着剤層22をこの順に備える。
偏光子11に接して配置される第一粘着剤層21は、透湿度が150g/m2・24h以下であることが好ましい。偏光子11に接して低透湿度の粘着剤層を設けることにより、画像表示装置が高湿環度境に晒された場合でも偏光子11の劣化を抑制できる。第一粘着剤層21の透湿度は、120g/m2・24h以下がより好ましく、100g/m2・24h以下がさらに好ましく、60g/m2・24h以下が特に好ましく、40g/m2・24h以下が最も好ましい。透湿度は、JIS Z0208の透湿度試験(カップ法)に準じて測定される値であり、40℃、92%の相対湿度で、面積1m2の試料を24時間で透過する水蒸気の重量である。
第一粘着剤層21を構成する粘着剤は、上記の透湿度を満たすものであればその組成は特に限定されず、アクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、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、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素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。前面側粘着シートは、画像表示装置の前面に配置されるため、第一粘着剤層21および第二粘着剤層22は、光学的透明性に優れるものが好ましい。具体的には、第一粘着剤層21および第二粘着剤層22は、それぞれ、ヘイズが1.0%以下であり、全光線透過率が90%以上であることが好ましい。
偏光子11から離れて配置される第二粘着剤層22は、前面側粘着シート20に段差吸収性を付与する作用を有する。段差吸収性を持たせるために、第二粘着剤層22は、80℃における貯蔵弾性率G’80が1.5×105Pa以下であることが好ましく、1×105Pa以下であることがより好ましく、7×104Pa以下であることがさらに好ましい。第二粘着剤層22の高温における貯蔵弾性率が低い場合、真空加熱やオートクレーブによる加熱貼り合わせの際の流動性が高く、粘着剤が段差付近に入り込みやすいため、段差付近での気泡の混入を抑制できる。
第二粘着剤層22を構成する粘着剤は、上記の特性を満たすものであればその組成は特に限定されず、アクリル系ポリマー、ゴム系ポリマー、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、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素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。前述のように、第二粘着剤層は、光学的透明性に優れるものが好ましい。
プレポリマー組成物の重合率(%)=乾燥後の重量/乾燥前の重量×100
第一粘着剤層21を形成するための粘着剤組成物および第二粘着剤層22を形成するための粘着剤組成物は、ベースポリマーの他に各種の添加剤を含んでいてもよい。例えば、接着力の調整を目的として、粘着剤組成物中に、シランカップリング剤を添加してもよい。シランカップリング剤は、1種を単独で、あるいは2種以上を併用して用いることができる。特に、第二粘着剤層がアクリル系ポリマーを主成分とする場合、第二粘着剤層を形成するための粘着剤組成物はシランカップリング剤を含んでいることが好ましい。シランカップリング剤の添加量は、アクリル系ポリマー100重量部に対し通常0.01〜5重量部程度であり、0.03〜2重量部程度が好ましい。
粘着剤層の形成方法としては、各種方法が用いられる。具体的には、例えば、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーター等による押出しコート法等の方法が挙げられる。これらの中でも、ダイコーターを使用することが好ましく、特にファウンテンダイ、スロットダイを用いるダイコーターを使用することがより好ましい。
片保護偏光板10の偏光子11に接して配置される第一粘着剤層21は低透湿度の粘着剤で構成され、偏光子11から離れて配置される第二粘着剤層22は高温での貯蔵弾性率が小さく柔らかい粘着剤で構成されている。偏光子11に接して低透湿の第一粘着剤層21を設けることにより、第二粘着剤層22の透湿度が高い場合でも、第一粘着剤層21により偏光子11への水分の移行がブロックされるため、前面側粘着シート20の側面からの水分の移行に起因する偏光子の劣化を抑制できる。
片保護偏光板10上に前面側粘着シート20を付設する方法は特に限定されない。第一粘着剤層21と第二粘着剤層とが積層された積層粘着シートを予め形成しておき、積層粘着シートの第一粘着剤層21を偏光子11上に貼り合わせてもよく、偏光子11上に、第一粘着剤層21および第二粘着剤層22を順次貼り合わせてもよい。偏光子11上に、第一粘着剤層形成用組成物を塗布して第一粘着剤層21を形成し、その上に塗布あるいは転写により第二粘着剤層22を形成してもよい。また、偏光子11上に、第一粘着剤層形成用組成物と第二粘着剤層形成用組成物との共押出により積層粘着シートを形成して、粘着剤付き偏光板を得ることもできる。
片保護偏光板10の偏光子11と接するように前面側粘着シート20を設け、透明保護フィルム15の付設面に他の粘着シート(セル側粘着シート)30を設けることにより、図3に示すような両面粘着剤付き偏光板が得られる。図3に示す形態では、両面粘着剤付き偏光板2の前面側粘着シート20上に保護シート41が剥離可能に貼着されており、セル側粘着シート30上に保護シート42が剥離可能に貼着されている。
セル側粘着シート30の厚みは、3μm〜30μmが好ましく、5μm〜27μmがより好ましく、10μm〜25μmがさらに好ましい。セル側粘着シートとしては、偏光板と画像表示セルとの貼り合わせに用いられる各種の粘着剤を用いることができる。セル側粘着シートを構成する粘着剤としては、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
図2は、画像表示装置の一形態を示す模式的断面図である。本発明の粘着剤付き偏光板は、片保護偏光板10の偏光子11側の主面(視認側)にタッチパネルや前面透明板等の前面透明部材70を備え、透明保護フィルム15側の主面に液晶セルや有機ELセル等の画像表示セル60を備える画像表示装置100の形成に好適に用いられる。この画像表示装置100において、前面側粘着シート20は、片保護偏光板10の偏光子11と前面透明部材70との貼り合わせに用いられる。
<貯蔵弾性率>
複数の粘着シートを積層して厚さ約1.5mmとしたものを測定用試料とした。なお、積層粘着シートの貯蔵弾性率の測定には、第一粘着剤層と第二粘着剤層とを交互に積層して厚さ約1.5mmとしたものを測定用試料として用いた。光硬化型の粘着シートM1については、硬化前後のそれぞれの粘着シートを測定用試料とした。Rheometric Scientific製「Advanced Rheometric Expansion System(ARES)」を用いて、以下の条件により、動的粘弾性測定を行い、測定結果から、25℃および80℃における貯蔵弾性率(G’25,G’80)を読み取った。
(測定条件)
変形モード:ねじり
測定周波数:1Hz
昇温速度:5℃/分
測定温度:−50〜150℃の範囲
形状:パラレルプレート 8.0mmφ
粘着シートの一方の面のセパレータを剥離して、露出面に厚み25μmのトリアセチルセルロースフィルム(透湿度:1070g/m2・24h)に貼り合せた後、他方の面のセパレータを剥離し、JIS Z0208の透湿度試験(カップ法)に準拠して、温度40℃、相対湿度92%の恒温恒湿槽中で24時間の透湿試験を行い、透湿度を算出した。光硬化型の粘着シートM1、および粘着シートM1を用いた実施例3の積層粘着シートについては、粘着シートをトリアセチルセルロースフィルムに貼り合わせ、UV硬化を行った後に、透湿試験を実施した。本測定により求めた透湿度は、トリアセチルセルロースフィルムと粘着シートとの積層体の透湿度であるが、トリアセチルセルロースフィルムの透湿度が粘着シートの透湿度よりも十分に大きいため、積層体の透湿度=粘着シートの透湿度とみなした。
可視紫外分光光度計により粘着シートの透過率スペクトルを測定し、波長380nmにおける透過率を読み取った。
<粘着シートA1〜A5の作製>
ポリイソブチレン(PIB;BASF製「OPPANOL B80」、重量平均分子量:約75万、ガラス転移温度:−63℃):100重量部、およびベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤(BASF製「TINUVIN 384−2」):7.8重量部を、300重量部のトルエンと混合して、粘着剤組成物Aを調製した。セパレータ(片面がシリコーンで剥離処理されたポリエステルフィルム)の剥離処理面に、上記の粘着剤組成物Aを、表1に示す乾燥後厚みとなるように塗布した後、130℃で2分間加熱して溶媒を除去して粘着シートを作製した。
紫外線吸収剤を添加しない粘着剤組成物Bを用い、上記と同様にして粘着シートB1を作製した。
ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)−ポリスチレンブロック共重合体(クラレ製「セプトン2063」、スチレン含有量:13%;SEPS):100重量部、およびトリアジン系の紫外線吸収剤(BASF製「TINOSORB S」):8.9重量部を、300重量部のトルエンと混合して、粘着剤組成物Cを調製した。セパレータの剥離処理面に、上記の粘着剤組成物Cを、表1に示す乾燥後厚みとなるように塗布した後、130℃で2分間加熱して溶媒を除去して粘着シートを作製した。
<粘着シートK1〜K3の作製>
(粘着剤組成物の調製)
反応容器内に、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA):40重量部、イソステアリルアクリレート(ISA):40重量部、N−ビニルピロリドン(NVP):19重量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA):1重量部、および光重合開始剤として1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(BASF製「イルガキュア184」):0.1重量部を投入し、窒素雰囲気下で紫外線を照射して、重合率10%のプレポリマー組成物を得た。このプレポリマー組成物100重量部に、光重合開始剤として2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(BASF製「イルガキュア651」;IRG651)、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、連鎖移動剤としてα−チオグリセロール(TGR)、およびシランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学製「KBM403」)を、表2に示す配合量で添加した後、これらを均一に混合して、粘着剤組成物Kを調製した。
セパレータの剥離処理面に、上記の粘着剤組成物Kを、表2に示す厚みとなるように塗布して塗布層を形成し、塗布層上に別のセパレータの剥離処理面を貼り合わせた。その後、ランプ直下の照射面における照射強度が5mW/cm2になるように位置調節したブラックライトにより、積算光量が3000mJ/cm2となるまでUV照射を行って、重合を進行させ、アクリル系粘着シートを作製した。
粘着剤組成物Kに、プレポリマー組成物100重量部に対して0.7重量部のトリアジン系の紫外線吸収剤(BASF製「TINOSORB S」)を添加して、粘着剤組成物Lを調製した。この粘着剤組成物Lを用いて、上記と同様に塗布およびUV重合を行い、厚み100μmの粘着シートL1および厚み125μmの粘着シートL2を作製した。
反応容器内に、2EHA:72重量部、NVP:13重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA):14重量部、熱重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN):0.2重量部、および連鎖移動剤としてTGR:0.12重量部を、酢酸エチル150重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、65℃で7時間反応させ、重量平均分子量(Mw)が25万のアクリルベースポリマーの溶液を得た。このアクリルベースポリマー溶液に、イソシアネート系架橋剤としてキシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物(三井化学製「タケネートD110N」)、光重合性多官能モノマーとしてポリプロピレングリコールジアクリレート(新中村工業化学製「NKエステルAPG400」)、光重合開始剤としてイルガキュア651、およびシランカップリング剤としてKBM403を、表2に示す配合量で添加した後、均一に混合して粘着剤組成物溶液を調製した。セパレータの剥離処理面に、上記の粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが100μmとなるように塗布し、100℃で6分間加熱して、溶媒を乾燥除去するとともにイソシアネート架橋剤を熱架橋させて、光硬化型の粘着シートM1を得た。
プレポリマーの仕込みモノマー組成、ならびに多官能モノマーおよび紫外線吸収剤の添加量を表2に示すように変更したこと以外は、上記粘着剤組成物Kと同様にして、粘着剤組成物NおよびOを調製した。これらの粘着剤組成物を用い、上記と同様にして、厚み125μmの粘着シートN1およびO1を作製した。
(粘着剤組成物の調製)
反応容器内に、モノマー成分として、ブチルアクリレート:97重量部、およびアクリル酸:3重量部、ならびに熱重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN):0.2重量部を、酢酸エチル233重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、60℃で5時間反応させ、重量平均分子量(Mw)が110万のアクリルベースポリマーの溶液を得た。このアクリルベースポリマー溶液に、イソシアネート系架橋剤としてトリメチロールプロパントリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業製「コロネートL」):0.8重量部、およびシランカップリング剤(信越化学製「KBM403」):0.1重量部を添加した後、均一に混合して粘着剤組成物溶液を調製した。
セパレータの剥離処理面に、上記の粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥させて溶媒を除去して、粘着シートを得た。その後、50℃で48時間加熱して、架橋処理を行い、セル側粘着シートを得た。
ヨウ素が含浸された厚み25μmの延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光子の一方の面(セル側の面)に、接着剤を介してポリシクロオレフィン保護フィルムを貼り合わせて片保護偏光板を作製した。
片保護偏光板の偏光子の露出面に、ロールラミネータを用いて上記の粘着シートA1を貼り合わせた。さらに、粘着シートA1上に、上記の粘着シートK1を、ロールラミネータを用いて貼り合わせた。その後、片保護偏光板のポリシクロオレフィン保護フィルム上に、上記のセル側粘着シートを、ロールラミネータを用いて貼り合わせた。このようにして、片保護偏光板の偏光子露出面側に粘着シートA1と粘着シートK1との積層粘着シートからなる前面側粘着シートを備え、片保護偏光板の透明保護フィルム付設面にセル側粘着シートを備える両面粘着剤付き偏光板を得た。
片保護偏光板の偏光子露出面に貼り合わせる前面側粘着シートの構成を表3に示すように変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、両面粘着剤付き偏光板を得た。
片保護偏光板の視認側の面に貼り合わせる粘着シートを、それぞれ、粘着シートA5,L2の単層からなる厚み125μmの粘着シートに変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして両面粘着剤付き偏光板を得た。
<表示ムラ>
任天堂3DSの交換用上部液晶パネルから、バックライト部分を取り外し、液晶パネルのバックライトと反対側の偏光板を取り外した後、エタノールを染みこませた清浄な布を用いて、液晶セル表面の粘着剤を除去した。両面粘着剤付き偏光板を50mm×80mmのサイズにカットした後、セル側の面のセパレータを剥離し、液晶セル表面の中央部にセル側粘着シート面を重ね合わせ、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。
両面粘着剤付き偏光板を45mm×75mmのサイズにカットした後、セル側の面のセパレータを剥離し、0.2mm厚×50mm×100mmのガラス板の中央部へ、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。その後、上記の表示ムラ評価用パネルの作製と同様に、両面粘着剤付き偏光板の視認側の面に、黒色インクが周縁部に枠状に印刷されたガラス板を貼り合わせ、オートクレーブ処理を行い、評価用パネルを得た。実施例3については、表示ムラ評価用パネルと同様に、オートクレーブ処理後に粘着剤のUV硬化を行ったものを評価用パネルとした。
両面粘着剤付き偏光板を50mm×50mmのサイズにカットした後、両面の粘着剤層上のそれぞれに無アルカリガラス板を重ね合わせ、ハンドローラーを用いて貼り合わせた。さらに、実施例3については、第一粘着剤層側に貼り合わせられたガラス板を介して紫外線を照射して、粘着剤のUV硬化を行った。この試験片を60℃、相対湿度95%の恒温恒湿槽に投入し、300時間静置した後に取り出した。試験片の偏光板と標準偏光板とをクロスニコルに配置して、試験片の偏光板のコーナー付近を光学顕微鏡(Olympus製「MX61L」、倍率10倍)で観察し、色抜けが生じている領域の幅(偏光板の端部からの距離)を測定した。実施例1および比較例5の顕微鏡観察像を図4に示す。
上記各実施例および比較例の両面粘着剤付き偏光板における前面側粘着シートの積層構成、積層粘着シートの物性(ただし、比較例4,5は単層の粘着シートの特性)、および評価結果を表3に示す。実施例3に関しては、貯蔵弾性率はUV硬化前の値、透湿度はUV硬化後の数値を示している。
20 前面側粘着シート
21,22 粘着剤層
30 セル側粘着シート
41,42 保護シート
1,2 粘着剤付き偏光板
60 画像表示セル
70 前面透明部材
71 板状透明部材
76 印刷部
100 画像表示装置
Claims (14)
- 画像表示セルと、前記画像表示セルの視認側に位置する前面透明板またはタッチパネルとの間に配置して用いられる粘着剤付き偏光板であって、
ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光子と、前記偏光子の第一主面に貼り合わせられた透明保護フィルムと、前記偏光子の第二主面に接して設けられた前面側粘着シートと、前記前面側粘着シート上に剥離可能に貼着された保護シートとを備え、
前記前面側粘着シートは、前面透明板またはタッチパネルに貼り合わせられるものであり、
前記前面側粘着シートは、少なくとも2層の粘着剤層が積層された積層粘着シートであり、前記偏光子に接して配置された第一粘着剤層と、前記偏光子から離れて配置され前記保護シートに接する第二粘着剤層とを備え、
前記前面側粘着シートの80℃における貯蔵弾性率G’80が1×105Pa以下であり、
前記第一粘着剤層の透湿度が150g/m2・24h以下である、粘着剤付き偏光板。 - 前記第一粘着剤層の厚みが50μm以下である、請求項1に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第二粘着剤層の厚みが50μm以上である、請求項1または2に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第二粘着剤層の厚みが前記第一粘着剤層の厚みよりも大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記前面側粘着シートの厚みが250μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第一粘着剤層が、ゴム系ポリマーを主成分として含有する粘着剤層である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第二粘着剤層が、アクリル系ポリマーを主成分として含有する粘着剤層である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第二粘着剤層は、25℃における貯蔵弾性率G’25が1×104 Pa以上であり、80℃における貯蔵弾性率G’80が1×105Pa以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第二粘着剤層は、80℃における貯蔵弾性率G’80と25℃における貯蔵弾性率G’25の比G’25/G’80が3.5以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記第一粘着剤層は、80℃における貯蔵弾性率G’80と25℃における貯蔵弾性率G’25の比G’25/G’80が3以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記前面側粘着シートは、80℃における貯蔵弾性率G’80と25℃における貯蔵弾性率G’25の比G’25/G’80が2〜100である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記前面側粘着シートは、波長380nmの光透過率が15%以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記透明保護フィルム上に、さらにセル側粘着シートを備える、請求項1〜12のいずれか1項に記載の粘着剤付き偏光板。
- 画像表示セルの視認側表面に偏光板を備え、前記偏光板の視認側に前面透明板またはタッチパネルを備え、前記偏光板と前記前面透明板またはタッチパネルとが、前面側粘着シートにより貼り合わせられている、画像表示装置であって、
前記偏光板は、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光子と、前記偏光子の第一主面に貼り合わせられた透明保護フィルムとを備え、
前記偏光子の第二主面に前記前面側粘着シートが接しており、
前記前面側粘着シートは、前記偏光子に接して配置された第一粘着剤層、および前記前面透明板またはタッチパネルに接して配置された第二粘着剤層を含む少なくとも2層の粘着剤層が積層された積層粘着シートであり、
前記前面側粘着シートの80℃における貯蔵弾性率G’80が1×105Pa以下であり、
前記第一粘着剤層の透湿度が150g/m2・24h以下である、画像表示装置。
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