JP7283537B2 - 偏光板および液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、偏光板および液晶表示装置に関する。
液晶表示装置などの表示装置に用いられる偏光板は、偏光子と、その両面に配置された保護フィルムとを含む。保護フィルムとしては、優れた透明性や寸法安定性、低吸湿性を有することから、ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル系樹脂を主成分として含むフィルムが用いられている。
そのような偏光板としては、偏光子と、その両面に配置された2つの保護フィルムとを含み、当該2つの保護フィルムが、いずれもフェニルマレイミドに由来する構造単位を有する(メタ)アクリル系樹脂と、シリカ粒子とを含む(メタ)アクリル系樹脂フィルムである偏光板が知られている(例えば特許文献1)。そして、当該偏光板を、IPS方式の液晶表示装置に適用することで、高温高湿環境で長時間放置したときの表示ムラを抑制できるとされている。
また、(メタ)アクリル系樹脂フィルムの脆さを解消するために、ゴム粒子などがさらに添加されることも知られている。
韓国公開特許第2018-0079490号公報
しかしながら、例えばIPS方式などの液晶表示装置において、液晶セル側に配置される保護フィルムが上記のようなフェニルマレイミドに由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子とを含む保護フィルムであると、コントラストが低下しやすいという問題があった。特に、高温保存または高温高湿保存後の液晶表示装置において、コントラストが低下しやすいという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子とを含む保護フィルムを用いた偏光板であって、高温保存または高温高湿保存後においても、液晶表示装置のコントラストの低下を抑制しうる偏光板およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記課題は、以下の構成によって解決することができる。
本発明の偏光板は、偏光子と、前記偏光子の一方の面に配置された、透湿度が100g/m・24hr以下の保護フィルムAと、前記偏光子の他方の面に配置された保護フィルムBと、前記保護フィルムBの前記偏光子とは反対側の面に配置された粘着剤層とを含む偏光板であって、前記保護フィルムBは、重量平均分子量が50万以上の(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子とを含み、前記(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル酸メチルに由来する構造単位と、フェニルマレイミドに由来する構造単位とを含む共重合体であり、前記ゴム粒子の含有量は、前記保護フィルムBに対して5~25質量%であり、前記保護フィルムBは、下記式(1)で表される凝集抑制剤をさらに含む。
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、前記液晶セルの一方の面に配置された第一偏光板と、前記液晶セルの他方の面に配置された第二偏光板と、を有し、前記第一偏光板と前記第二偏光板の少なくとも一方は、本発明の偏光板であり、前記偏光板の前記粘着剤層は、前記液晶セルと接着されている。
本発明によれば、(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子とを含む保護フィルムを用いた偏光板であって、高温保存または高温高湿保存後においても、液晶表示装置のコントラストの低下を抑制しうる偏光板およびそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。
図1は、本発明の一実施の形態に係る偏光板を示す断面図である。 図2は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
前述の通り、液晶表示装置において、偏光板を構成する2つの保護フィルムのうち、液晶セル側に配置される保護フィルムB(後述の図2ではF2またはF3)を、上記のようにフェニルマレイミドに由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子とを含む保護フィルムとしたときに、コントラストが低下するメカニズム(特に高温保存または高温高湿保存後の液晶表示装置においてコントラストが低下するメカニズム)は、明らかではないが、以下のように推察される。
第一に、(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子とを含む保護フィルムは、溶液流延法で製造される。溶液流延法では、(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子とを有機溶媒に添加したドープを、支持体上に流延した後、溶媒を揮発除去させて、膜状物を得る工程を経て、保護フィルムを得る。しかしながら、流延するドープ中では、ゴム粒子同士が凝集しやすく、見かけ粒子径が増大しやすい。具体的には、フェニルマレイミドに由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系樹脂は、フェニルマレイミドに由来する構造単位同士の相互作用が強いため、分子内または分子間で自己凝集しやすい。その結果、(メタ)アクリル系樹脂中にゴム粒子が分散しにくくなり、ゴム粒子同士も凝集しやすくなる。それにより、得られる保護フィルムの光散乱が生じやすく(内部ヘイズが増大しやすく)、コントラストが低下しやすいと考えられる(第一の現象)。
第二に、フェニルマレイミドに由来する構造単位を含む(メタ)アクリル系樹脂を含む保護フィルムBと隣接して配置される粘着剤層において、粘着剤組成物のベースポリマーが局所的に析出しやすく、コントラストが低下しやすいと考えられる(第二の現象)。
具体的には、保護フィルムBには、(メタ)アクリル系樹脂に由来するフェニルマレイミドなどの残留モノマーが含まれることがある。フェニルマレイミドなどの残留モノマーは、保護フィルムB中だけでなく、隣接する粘着剤層中にも拡散しやすい。粘着剤層は、所望の粘弾性に調整するために、強固な三次元架橋ではなく、比較的低い重合度のベースポリマー(以下、「オリゴマー」ともいう)が比較的低い架橋度で架橋された、ゲル状のネットワークを形成している。そのため、架橋されていないオリゴマーが比較的多く含まれている。そのような粘着剤層にフェニルマレイミドが拡散すると、フェニルマレイミドは極性が比較的高いことから、極性が低いオリゴマーは、フェニルマレイミドに対する斥力が働くため、凝集しやすく、析出しやすいと考えられる。
粘着剤層におけるベースポリマーの析出は、液晶表示装置において、偏光板を構成する2つの保護フィルムのうち、液晶セルとは反対側に配置される保護フィルムA(後述の図2ではF1またはF4)を低透湿度の保護フィルムとした場合に、特に生じやすい。すなわち、保護フィルムA(F1、F4)の透湿度を低くすると、偏光子や保護フィルムB(F2、F3)に元来含まれる水分が系外に逃げにくく、閉じ込められやすい。そのため、液晶表示装置を高温下または高温・高湿下で保存すると、偏光板の内部は蒸し焼き状態となり、水分や残留モノマーであるフェニルマレイミドなどの極性成分が残留しやすく、かつ粘着剤層中に拡散しやすいと考えられる。
これに対して、本発明者らは、偏光板を構成する2つの保護フィルムのうち、液晶セル側に配置される保護フィルムB(後述の図2ではF2またはF3)に、特定の凝集抑制剤を含有させることで、上記のような現象(保護フィルムBにおけるゴム粒子の凝集、粘着剤層におけるオリゴマーの析出)を抑制できることを見出した。
特定の凝集抑制剤は、下記式(1)で表される化合物である。
Figure 0007283537000001
(式(1)中、
およびXの両方がt-ブチル基もしくはt-ペンチル基であるか、
または
およびXの一方がt-ブチル基もしくはt-ペンチル基であり、かつ他方が水素原子もしくはメチル基であり、
およびRは、それぞれ水素原子または置換もしくは無置換のアルキル基であり、
mは、1~4の整数であり、
は、炭素原子数4~25の置換もしくは無置換の炭化水素基である)
第一の現象について:
(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子は、いずれも疎水性ではあるが、(メタ)アクリル系樹脂は極性が相対的に高く、ゴム粒子は極性が相対的に低くなっており、極性差が生じている。凝集抑制剤は、式(1)で表されるようなフェノール部位を有し;当該フェノール部位の水酸基は、嵩高い基(t-ブチル基やt-ペンチル基など)により極性が適度に弱められている。また、凝集抑制剤は、式(1)で表されるように、水酸基とは反対側のRに特定のアルキル基を有する。すなわち、凝集抑制剤は、当該アルキル基を疎水性基、フェノール部位を適度な親水性基とする界面活性剤のような機能を発現し、(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子との混ざりをよくしうると考えられる。
また、凝集抑制剤のフェノール部位は、(メタ)アクリル系樹脂のフェニルマレイミド部位とπ-π相互作用しやすい。凝集抑制剤の当該アルキル基は、疎水性を示すため、ゴム粒子と親和しやすい。そのため、凝集抑制剤は、フェノール構造が(メタ)アクリル系樹脂のフェニルマレイミド部位側、アルキル基がゴム粒子側となるように配向しやすい。このように、ゴム粒子同士および(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子との間に凝集抑制剤が介在することで、(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子との混ざりを良くすることができる。また、凝集抑制剤は、アルキル基がゴム粒子側となるように配向しやすいため、フェノール部位の水酸基は、他のゴム粒子近傍にある他の凝集抑制剤のフェノール部位の水酸基と反発し合うことで、ゴム粒子同士の凝集も抑制しうる。これらにより、保護フィルムBにおける内部ヘイズの増大を抑制しうると考えられる。
第二の現象について:
このように、ゴム粒子と相互作用または付着した凝集抑制剤は、そのフェノール部位が、保護フィルムB中を拡散する残留モノマーであるフェニルマレイミドとπ―π相互作用しやすいため、フェニルマレイミドを補足することができる。それにより、残留モノマーであるフェニルマレイミドが、粘着剤層中に拡散するのを抑制することができる。それにより、粘着剤層に含まれるベースポリマーの析出を抑制できると考えられる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
1.偏光板
図1は、本実施の形態に係る偏光板100を示す断面図である。
図1に示されるように、本実施の形態に係る偏光板100は、偏光子110(偏光子)と、その一方の面に配置された保護フィルム120A(保護フィルムA)と、他方の面に配置された保護フィルム120B(保護フィルムB)と、保護フィルム120Aと偏光子110との間に配置された接着剤層130A(接着剤層A)と、保護フィルム120Bと偏光子110との間に配置された接着剤層130B(接着剤層B)とを有する。
また、偏光板100は、保護フィルム120Bの偏光子110とは反対側の面に配置された粘着剤層140をさらに有する。粘着剤層140は、偏光板100を、液晶セルなどの表示素子(不図示)に貼り付けるための層である。粘着剤層140の表面は、通常、剥離フィルム(不図示)で保護されている。
1-1.偏光子
偏光子は、一定方向の偏波面の光だけを通す素子である。偏光子は、通常、ポリビニルアルコール系偏光フィルムでありうる。ポリビニルアルコール系偏光フィルムの例には、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたものや、二色性染料を染色させたものが含まれる。
ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムを一軸延伸した後、ヨウ素または二色性染料で染色したフィルム(好ましくはさらにホウ素化合物で耐久性処理を施したフィルム)であってもよいし;ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素または二色性染料で染色した後、一軸延伸したフィルム(好ましくは、さらにホウ素化合物で耐久性処理を施したフィルム)であってもよい。偏光子110の吸収軸は、通常、最大延伸方向と平行である。
ポリビニルアルコール系偏光フィルムとしては、例えば、特開2003-248123号公報、特開2003-342322号公報等に記載のエチレン単位の含有量1~4モル%、重合度2000~4000、けん化度99.0~99.99モル%のエチレン変性ポリビニルアルコールが用いられる。
偏光子の厚みは、5~30μmであることが好ましく、偏光板を薄型化する観点などから、5~20μmであることがより好ましい。
1-2.保護フィルムA
保護フィルムAは、透明性を有する樹脂フィルムであればよく、特に制限されないが、湿熱耐久性を高める観点では、透湿度が低い樹脂フィルムであることが好ましい。
具体的には、保護フィルムAの透湿度は、100g/m・24hr以下であることが好ましい。保護フィルムAの透湿度が一定以下であると、環境中の水分が偏光板の内部に浸入しにくく、当該水分による偏光子の劣化を抑制しやすい。保護フィルムAの透湿度は、上記観点から、80g/m・24hr以下であることがより好ましい。
保護フィルムの透湿度は、JIS Z 0208に記載の方法により、40℃90%RH条件下で測定し、1mあたり24時間の透湿量の値(g/m・day)として測定することができる。
保護フィルムAを構成する樹脂は、透湿度が上記範囲内となるものであればよく、例えば、(メタ)アクリル系樹脂やポリエステル樹脂でありうる。
((メタ)アクリル系樹脂)
保護フィルムAに含まれる(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル酸メチルに由来する構造単位を含む単独重合体であってもよいし、メタクリル酸メチルに由来する構造単位と、それと共重合可能なメタクリル酸メチル以外の共重合モノマーに由来する構造単位とを含む共重合体であってもよい。
共重合モノマーは、特に制限されず、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、六員環ラクトン(メタ)アクリル酸エステルなどの、メタクリル酸メチル以外のアルキル基の炭素数が1~18の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸などのα,β-不飽和酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和基含有二価カルボン酸;スチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのα,β-不飽和ニトリル類;マレイミド、N-置換マレイミドなどのマレイミド類;無水マレイン酸、グルタル酸無水物が含まれる。共重合モノマーは、1種類で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
中でも、フィルムの透湿度を上記範囲に調整しやすい観点などから、メタクリル酸メチルに由来する構造単位を含む単独重合体(ポリメチルメタクリレート)、またはメタクリル酸メチルに由来する構造単位と、グルタルイミド構造単位(例えば(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位を、アミンなどのイミド化剤と反応させたものなど)、グルタル酸無水物に由来する構造単位、または六員環ラクトン(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(ラクトン環構造単位)とを含む共重合体であることが好ましく、メタクリル酸メチルに由来する構造単位を含む単独重合体(ポリメチルメタクリレート)がより好ましい。
メタクリル酸メチルに由来する構造単位の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂を構成する全構造単位に対して80~100質量%であることが好ましく、90~100質量%であることがより好ましい。(メタ)アクリル系樹脂のモノマーの種類や組成は、H-NMRにより特定することができる。
(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、90℃以上であることが好ましく、100~150℃であることがより好ましい。(メタ)アクリル系樹脂のTgが90℃以上である保護フィルムAは、良好な耐熱性を有しうる。
(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS K 7121-2012またはASTM D 3418-82に準拠して測定することができる。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に制限されず、製膜法に応じて、適宜設定されうる。例えば、保護フィルムAが溶融流延方式(メルト)で製膜されたものである場合、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、10万~30万であることが好ましい。保護フィルムAが溶液流延方式(キャスト法)で製膜されたものである場合、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、40万~300万であることが好ましく、50万~200万であることがより好ましい。(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が上記範囲であると、製膜性を損なうことなく、フィルムに十分な機械的強度(靱性)を付与しうる。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算にて測定することができる。具体的には、東ソー社製 HLC8220GPC)、カラム(東ソー社製 TSK-GEL G6000HXL-G5000HXL-G5000HXL-G4000HXL-G3000HXL 直列)を用いて測定することができる。測定条件は、後述する実施例と同様としうる。
(メタ)アクリル系樹脂の含有量は、保護フィルムAに対して60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。
(ポリエステル樹脂)
ポリエステル樹脂の例には、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが含まれる。中でも、ポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましい。
中でも、保護フィルムAは、(メタ)アクリル系樹脂を含むことが好ましい。
(他の成分)
保護フィルムAは、必要に応じて上記以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分の例には、ゴム粒子およびマット剤が含まれる。特に、(メタ)アクリル系樹脂を含むフィルムは脆いため、ゴム粒子をさらに含みうる。ゴム粒子の例には、後述するゴム粒子として使用可能なものと同様のものが含まれる。
マット剤は、フィルムに滑り性を付与する観点で、添加されうる。マット剤の例には、シリカ粒子などの無機微粒子、ガラス転移温度が80℃以上の有機微粒子などが含まれる。
(内部ヘイズ)
保護フィルムAは、透明性が高いことが好ましい。保護フィルムAの内部ヘイズは、1.0%以下であることが好ましい。
保護フィルムAの内部ヘイズは、以下の手順で測定することができる。
1)まず、ブランクヘイズを測定する。具体的には、洗浄したスライドガラス上にグリセリンを一滴(0.05ml)滴下した後、カバーガラスを乗せたものをヘイズメーター(型式NDH 2000、日本電色(株)製)にセットし、ブランクヘイズ1を測定する。
2)次に、保護フィルムを含むヘイズ2を測定する。具体的には、洗浄したスライドガラス上にグリセリン(0.05ml)を滴下し、その上に上記調湿した保護フィルムAを気泡が入らないように乗せ、その上にグリセリン(0.05ml)をさらに滴下した後、カバーガラスを載せる。得られた積層物を、前述のヘイズメーターにセットし、ヘイズ2を測定する。
3)前記1)および2)で測定した値を下記式に当てはめて、保護フィルムAの内部ヘイズを算出する。
保護フィルムの内部ヘイズ=(ヘイズ2)-(ヘイズ1)
なお、ヘイズの測定において、ガラスおよびグリセリンは、後述する実施例と同様のものを使用することができる。
(厚み)
保護フィルムAの厚みは、特に限定されないが、透湿度を低くしやすい観点などから、保護フィルムBの厚みよりも厚いことが好ましい。具体的には、保護フィルムAの厚みは、40~100μmであることが好ましく、50~80μmであることがより好ましい。
1-3.保護フィルムB
保護フィルムBは、表示装置にしたときに、偏光子と、液晶セルなどの表示素子との間に配置され、位相差を調整するための位相差フィルムとして機能しうる。保護フィルムBは、(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子とを含む。
1-3-1.(メタ)アクリル系樹脂
保護フィルムBに含まれる(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、50万以上である。(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が50万以上であると、溶液流延に用いるドープの粘度が低くなりすぎないため、ゴム粒子の凝集を抑制できるだけでなく、保護フィルムBの表面の平坦性が低下することも抑制しうる。さらに、(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量が50万以上であると、保護フィルムBに十分な機械的強度(靱性)を付与しうる。(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、上記観点から、50万~300万であることがより好ましく、60万~200万であることがさらに好ましい。重量平均分子量は、前述と同様の方法で測定することができる。
(メタ)アクリル系樹脂は、保護フィルムBの耐熱性を高めて、高温保存後でも良好な表示性能を得やすくする観点から、メタクリル酸メチルに由来する構造単位(U1)と、フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)とを含むことが好ましい。
メタクリル酸メチルに由来する構造単位(U1)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂を構成する全構造単位に対して50~95質量%であることが好ましく、70~90質量%であることがより好ましい。
フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)は、剛直な構造を有するため、樹脂のガラス転移温度を高めやすく、耐熱性を高めやすい。
フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂を構成する全構造単位に対して1~25質量%であることが好ましい。フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)の含有量が1質量%以上であると、樹脂のガラス転移温度を高めやすい。フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)の含有量が25質量%以下であると、保護フィルムBの脆性が損なわれにくい。フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)の含有量は、上記観点から、7~15質量%であることがより好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂は、必要に応じて、上記以外の他のモノマーに由来する構造単位をさらに含んでもよい。例えば、(メタ)アクリル系樹脂は、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)をさらに含んでもよい。アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)は、シェル部を構成する重合体(b)がアクリル酸ブチルに由来する構造単位を含むゴム粒子と良好な親和性を有するため、ゴム粒子の分散性を高めやすい。
アクリル酸アルキルエステルは、アルキル部分の炭素原子数が1~7、好ましくは1~5のアクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。アクリル酸アルキルエステルの例には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシルなどが含まれる。
アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂を構成する全構造単位に対して1~25質量%であることが好ましい。アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)の含有量が1質量%以上であると、(メタ)アクリル樹脂に適度な柔軟性を付与しうるため、フィルムが脆くなりすぎず、破断しにくい。アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)の含有量が25質量%以下であると、(メタ)アクリル樹脂のTgが低下しすぎないため、保護フィルムBの耐熱性が損なわれにくいだけでなく、機械的強度も損なわれにくい。アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位の含有量は、上記観点から、5~15質量%であることがより好ましい。
フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)の、フェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)とアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)の合計量に対する比率は、20~70質量%であることが好ましい。当該比率が20質量%以上であると、保護フィルムBの耐熱性を高めやすく、70質量%以下であると、保護フィルムBが脆くなりすぎない。
(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、110℃以上であることが好ましく、120~150℃であることがより好ましい。(メタ)アクリル系樹脂のTgが上記範囲内にあると、保護フィルムBの耐熱性を高めやすい。(メタ)アクリル系樹脂のTgを調整するためには、例えばフェニルマレイミドに由来する構造単位(U2)やアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(U3)の含有量を調整することが好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂の含有量は、保護フィルムBに対して60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。
1-3-2.ゴム粒子
保護フィルムBに含まれるゴム粒子は、保護フィルムBに靱性や柔軟性を付与しうる。
ゴム粒子は、ゴム状重合体(架橋重合体)を含む粒子である。ゴム状重合体の例には、ブタジエン系架橋重合体、(メタ)アクリル系架橋重合体、およびオルガノシロキサン系架橋重合体が含まれる。中でも、メタクリル系樹脂との屈折率差が小さく、保護フィルムBの透明性が損なわれにくい観点では、(メタ)アクリル系架橋重合体が好ましく、アクリル系架橋重合体(アクリル系ゴム状重合体)がより好ましい。
すなわち、ゴム粒子は、アクリル系ゴム状重合体(a)を含む粒子であることが好ましい。
(アクリル系ゴム状重合体(a))
アクリル系ゴム状重合体(a)は、アクリル酸エステルを主成分とする架橋重合体である。すなわち、アクリル系ゴム状重合体(a)は、アクリル酸エステルに由来する構造単位と、それと共重合可能なモノマーに由来する構造単位と、1分子中に2以上のラジカル重合性基(非共役な反応性二重結合)を有する多官能性モノマーに由来する構造単位とを含む架橋重合体であることが好ましい。
アクリル酸エステルは、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチルなどのアルキル基の炭素数1~12のアクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。アクリル酸エステルは、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。ゴム粒子のガラス転移温度を-15℃以下にする観点では、アクリル酸エステルは、少なくとも、炭素数4~10のアクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましい。
アクリル酸エステルに由来する構造単位の含有量は、アクリル系ゴム状重合体(a)を構成する全構造単位に対して40~80質量%であることが好ましく、45~65質量%であることがより好ましい。アクリル酸エステルの含有量が上記範囲内であると、フィルムに十分な靱性を付与しやすい。
共重合可能なモノマーは、アクリル酸エステルと共重合可能なモノマーのうち、多官能性モノマー以外のものである。すなわち、共重合可能なモノマーは、2以上のラジカル重合性基を有しない。共重合可能なモノマーの例には、メタクリル酸メチルなどのメタクリル酸エステル;スチレン、メチルスチレンなどのスチレン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル類などが含まれる。中でも、共重合可能なモノマーは、スチレン類を含むことが好ましい。
スチレン類に由来する構造単位の含有量は、アクリル系ゴム状重合体(a)を構成する全構造単位に対して5~55質量%であることが好ましく、30~50質量%であることがより好ましい。
多官能性モノマーの例には、アリル(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジビニルアジペート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトロメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートが含まれる。
多官能性モノマーに由来する構造単位の含有量は、アクリル系ゴム状重合体(a)を構成する全構造単位に対して0.05~10質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましい。多官能性モノマーの含有量が0.05質量%以上であると、得られるアクリル系ゴム状重合体(a)の架橋度を高めやすいため、得られるフィルムの硬度、剛性が損なわれすぎず、10質量%以下であると、フィルムの靱性が損なわれにくい。
アクリル系ゴム状重合体(a)を構成するモノマー組成は、例えば熱分解GC-MSにより検出されるピーク面積比により測定することができる。
アクリル系ゴム状重合体(a)を含む粒子は、アクリル系ゴム状重合体(a)からなる粒子であってもよいし;アクリル系ゴム状重合体(a)の存在下で、メタクリル酸エステルなどのモノマー混合物を少なくとも1段以上重合して得られるアクリル系グラフト共重合体からなる粒子であってもよい。アクリル系グラフト共重合体からなる粒子は、アクリル系ゴム状重合体(a)を含むコア部と、それを覆うシェル部とを有するコアシェル型の粒子であってもよい。
すなわち、コアシェル型の粒子のコア部は、アクリル系ゴム状重合体(a)を含み;シェル部は、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を含む重合体(b)を含む。
重合体(b)を構成するメタクリル酸エステルは、メタクリル酸メチルなどのアルキル基の炭素数1~12のメタクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。メタクリル酸エステルは、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
メタクリル酸エステルの含有量は、重合体(b)を構成する全構造単位に対して50質量%以上であることが好ましい。メタクリル酸エステルの含有量が50質量%以上であると、得られるフィルムの硬度、剛性を低下させにくくしうる。また、メチレンクロライドなどの溶媒との親和性を高める観点では、メタクリル酸エステルの含有量は、重合体を構成する全構造単位に対して70質量%以上であることがより好ましい。
重合体(b)は、共重合可能な他のモノマーに由来する構造単位をさらに含んでもよい。他のモノマーの例には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチルなどのアクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチルなどの脂環式構造、複素環式構造または芳香族基を有する(メタ)アクリル系モノマー類(環構造含有(メタ)アクリル系モノマー)が含まれる。
ゴム粒子におけるグラフト成分の重量比率(グラフト率)は、10~250%であることが好ましく、25~200%であることがより好ましく、40~200%であることがより好ましく、60~150%であることがさらに好ましい。上記質量比が10%以上であると、シェル部の割合が少なくなりすぎないため、フィルムの硬度や剛性が損なわれにくい。上記質量比が250%以下であると、コア部の割合が少なくなりすぎないため、フィルムの靱性や脆性改善効果が損なわれにくい。
グラフト率は、以下の方法で測定される。
1)コアシェル型の粒子2gを、メチルエチルケトン50mlに溶解させ、遠心分離機(日立工機(株)製、CP60E)を用い、回転数30000rpm、温度12℃にて1時間遠心し、不溶分と可溶分とに分離する(遠心分離作業を合計3回セット)。
2)得られた不溶分の重量を下記式に当てはめて、グラフト率を算出する。
グラフト率(%)=[{(メチルエチルケトン不溶分の重量)-(アクリル系ゴム状重合体(a)の重量)}/(アクリル系ゴム状重合体(a)の重量)]×100
(物性について)
ゴム粒子のガラス転移温度(Tg)は、室温(25℃)以下であることが好ましい。ゴム粒子のガラス転移温度(Tg)が25℃以下であると、フィルムに適度な靱性を付与しうる。フィルムに十分な靱性を付与しやすくする観点では、ゴム粒子のガラス転移温度(Tg)は、-10℃以下であってもよい。ゴム粒子のガラス転移温度(Tg)は、前述と同様の方法で測定される。
ゴム粒子のガラス転移温度(Tg)は、例えばコア部やシェル部を構成する重合体の組成やグラフト率によって調整することができる。ゴム粒子のガラス転移温度(Tg)を低くするためには、後述するように、例えばコア部のアクリル系ゴム状重合体(a)中の、アルキル基の炭素原子数が4以上のアクリル酸エステル/共重合可能なモノマーの質量比を多くする(例えば3以上、好ましくは4以上10以下とする)ことが好ましい。
ゴム粒子の形状は、フィルムの厚み方向に沿った断面において、異形であってもよい。ゴム粒子の平均長径は、100~500nmであることが好ましい。ゴム粒子の平均長径が100nm以上であると、保護フィルムBに十分な靭性または柔軟性を付与しやすく、500nm以下であると、保護フィルムBのヘイズの増大を抑制しやすい。ゴム粒子の平均長径は、200~400nmであることがより好ましい。ゴム粒子の平均長径は、ゴム粒子の長径の平均値である。
ゴム粒子の平均アスペクト比および平均長径は、以下の方法で算出することができる。
1)保護フィルムBの断面をTEM観察する。観察領域は、保護フィルムBの厚みに相当する領域としてもよいし、5μm×5μmの領域としてもよい。保護フィルムBの厚みに相当する領域を観察領域とする場合、測定箇所は1箇所としうる。5μm×5μmの領域を観察領域とする場合、測定箇所は4箇所としうる。
2)得られたTEM画像における各ゴム粒子の長径、短径を測定し、アスペクト比をそれぞれ算出する。複数のゴム粒子から得られたアスペクト比の平均値を「平均アスペクト比」とし、複数のゴム粒子から得られた長径の平均値を「平均長径」とする。
ゴム粒子の含有量は、特に限定されないが、保護フィルムBに対して5~25質量%であることが好ましく、5~15質量%であることがより好ましい。
1-3-3.凝集抑制剤
凝集抑制剤は、下記式(1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0007283537000002
式(1)中、XおよびXの両方が、t-ブチル基もしくはt-ペンチル基であるか;またはXおよびXの一方がt-ブチル基もしくはt-ペンチル基であり、かつ他方が水素原子もしくはメチル基である。中でも、水酸基の極性を適度な大きさに調整しやすく、(メタ)アクリル系樹脂へのゴム粒子の分散性を高めやすくする観点から、XおよびXの両方がt-ブチル基もしくはt-ペンチル基であることが好ましい。
およびRは、それぞれ水素原子または置換もしくは無置換のアルキル基である。置換もしくは無置換のアルキル基の炭素原子数は、特に制限されないが、例えば1~4でありうる。
mは、1~4の整数であり、好ましくは1である。
は、炭素原子数4~25の置換もしくは無置換の炭化水素基である。置換もしくは無置換の炭化水素基の炭素原子数は、10~21であることがより好ましい。それにより、Rで表される基の疎水性を高めやすくし、ゴム粒子との親和性をより高めうる。
mが1の場合、Rを構成する炭化水素基は、例えばアルキル基でありうる。mが2の場合、Rを構成する炭化水素基は、例えばアルキレン基でありうる。mが3(または4)の場合、Rを構成する炭化水素基は、例えば3つ(または4つ)のアルキレン基を有する連結基でありうる。アルキル基やアルキレン基は、それぞれ直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。
当該炭化水素基が有しうる置換基の例には、アルコキシカルボニル基、アルキルアミド基などが含まれる。また、当該置換基は、部分構造として、アルキレンエーテル鎖、アルキレンチオエーテル鎖などをさらに含んでもよい。
すなわち、Rの具体例には、アルコキシカルボニルアルキル基、アルキルアミドアルキル基、アルキレンオキシ基含有カルボニルアルキル基、アルキレンオキシ基含有アルキルアミドアルキル基、チオエーテル含有アルコキシカルボニルアルキル基、チオエーテル含有アルキルアミドアルキル基などが含まれる。
中でも、mは、1であることが好ましい。すなわち、凝集抑制剤は、下記式(1’)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure 0007283537000003
式(1’)のX、X、R~Rは、式(1)のX、X、R~Rとそれぞれ同義である。ただし、Rは、炭素原子数4~25、好ましくは炭素原子数10~21の置換もしくは無置換のアルキル基である。
式(1’)において、RおよびRは、水素原子であり、かつRは、炭素原子数4~25の置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましく;RおよびRは、水素原子であり、かつRは、炭素原子数10~21の置換もしくは無置換のアルキル基であることがより好ましい。
なお、R~Rの全てが置換もしくは無置換のアルキル基である場合、隣接する2つの置換もしくは無置換のアルキル基は、互いに結合して環を形成してもよい。
式(1)で表される凝集抑制剤の例には、以下のものが挙げられる。
Figure 0007283537000004
凝集抑制剤の分子量は、特に制限されないが、例えば250~2000であることが好ましい。凝集抑制剤の分子量が250以上であると、保護フィルムBの製膜過程で揮発しにくく、2000以下であると、(メタ)アクリル系樹脂へのゴム粒子の分散性を高める効果が損なわれにくい。凝集抑制剤の分子量は、同様の観点から、350~1200であることがより好ましい。分子量は、化学構造式から式量として求めることができる。
前述の通り、式(1)で表される凝集抑制剤のフェノール部位は、(メタ)アクリル系樹脂のフェニルマレイミド部分とπ-π相互作用しやすい。また、式(1)のRとしての特定のアルキル基は疎水性を示すため、ゴム粒子と親和しやすい。そのため、凝集抑制剤は、フェノール部位が(メタ)アクリル系樹脂のフェニルマレイミド部分側、当該アルキル基がゴム粒子側となるように配向しやすい。このように、(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子との間に凝集抑制剤が介在することで、(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子との混ざりを良くすることができる。
また、式(1)で表される凝集抑制剤は、上記アルキル基がゴム粒子側となるように配向する一方で;凝集抑制剤のフェノール部位の水酸基は、他のゴム粒子近傍の他の凝集抑制剤のフェノール部位の水酸基と反発し合うことで、ゴム粒子同士の凝集を抑制しうる。つまり、ゴム粒子同士の間にも凝集抑制剤が介在することで、ゴム粒子同士の凝集を抑制しうる。これらにより、保護フィルムBにおける内部ヘイズの増大(前述の第一の現象)を抑制しうると考えられる。
さらに、式(1)で表される凝集抑制剤は、フェノール部位が、保護フィルムB中を拡散する残留モノマーであるフェニルマレイミドとπ―π相互作用しやすいため、フェニルマレイミドを補足することができる。それにより、残留モノマーであるフェニルマレイミドが、粘着剤層中に拡散するのを抑制することができ、粘着剤層に含まれるオリゴマーの析出(前述の第二の現象)を抑制できると考えられる。
凝集抑制剤の含有量は、保護フィルムBに対して0.02~3.0質量%であることが好ましい。凝集抑制剤の含有量が0.02質量%以上であると、上記作用が得られやすいため、ゴム粒子同士の凝集を抑制しやすいだけでなく、(メタ)アクリル系樹脂へのゴム粒子の分散性も高めやすい。凝集抑制剤の含有量が3.0質量%以下であると、凝集抑制剤自体に起因する保護フィルムBのヘイズの増大を抑制しやすい。凝集抑制剤の含有量は、保護フィルムBに対して0.10~3.0質量%であることがより好ましい。
1-3-4.他の成分
保護フィルムBは、必要に応じて上記以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分は、保護フィルムAにおける他の成分と同様のものを使用できる。
1-3-5.物性
(内部ヘイズ)
保護フィルムBの内部ヘイズは、前述と同様に、1.0%以下であることが好ましく、0.1%以下であることがより好ましく、0.05%以下であることがさらに好ましい。保護フィルムBの内部ヘイズは、前述と同様の方法で測定することができる。
保護フィルムBの内部ヘイズは、ゴム粒子の含有量や、凝集抑制剤の種類および含有量などによって調整されうる。保護フィルムBの内部ヘイズを低くするためには、ゴム粒子の含有量は少なくすることが好ましく、凝集抑制剤の含有量は適度に多くすることが好ましく、凝集抑制剤として、式(1)のRを置換または無置換のアルキル基(好ましくは炭素原子数が8以上の置換または無置換のアルキル基)とすることが好ましい。
(位相差RoおよびRt)
保護フィルムBは、例えばIPSモード用の位相差フィルムとして用いる観点では、測定波長550nm、23℃55%RHの環境下で測定される面内方向の位相差Roは、0~10nmであることが好ましく、0~5nmであることがより好ましい。保護フィルムBの厚み方向の位相差Rtは、-20~20nmであることが好ましく、-10~10nmであることがより好ましい。
RoおよびRtは、それぞれ下記式で定義される。
式(2a):Ro=(nx-ny)×d
式(2b):Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
(式中、
nxは、フィルムの面内遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)の屈折率を表し、
nyは、フィルムの面内遅相軸に直交する方向の屈折率を表し、
nzは、フィルムの厚み方向の屈折率を表し、
dは、フィルムの厚み(nm)を表す。)
保護フィルムBの面内遅相軸は、自動複屈折率計アクソスキャン(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス社製)により確認することができる。
RoおよびRtは、以下の方法で測定することができる。
1)保護フィルムを23℃55%RHの環境下で24時間調湿する。このフィルムの平均屈折率をアッベ屈折計で測定し、厚みdを市販のマイクロメーターを用いて測定する。
2)調湿後のフィルムの、測定波長550nmにおけるリターデーションRoおよびRtを、それぞれ自動複屈折率計アクソスキャン(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス社製)を用いて、23℃55%RHの環境下で測定する。
保護フィルムBの位相差RoおよびRtは、例えば(メタ)アクリル系樹脂のモノマー組成や延伸条件によって調整することができる。
(残留溶媒量)
保護フィルムBは、好ましくはキャスト法で製膜されることから、残留溶媒をさらに含みうる。残留溶媒量は、保護フィルムBに対して700ppm以下であることが好ましく、30~700ppmであることがより好ましい。残留溶媒の含有量は、保護フィルムの製造工程における、支持体上に流延させたドープの乾燥条件によって調整されうる。
保護フィルムBの残留溶媒量は、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより測定することができる。ヘッドスペースガスクロマトグラフィー法では、試料を容器に封入し、加熱し、容器中に揮発成分が充満した状態で速やかに容器中のガスをガスクロマトグラフに注入し、質量分析を行って化合物の同定を行いながら揮発成分を定量するものである。ヘッドスペース法では、ガスクロマトグラフにより、揮発成分の全ピークを観測することを可能にするとともに、電磁気的相互作用を利用した分析法を用いることによって、高精度で揮発性物質やモノマーなどの定量も併せて行うことができる。
(厚み)
保護フィルムBの厚みは、特に制限されないが、10~60μmであることが好ましく、10~40μmであることがより好ましい。
1-3-6.保護フィルムAおよびBの製造方法
保護フィルムAおよびBは、任意の方法で製造されてよく、溶融流延方式(メルト)で製造されてもよいし、溶液流延方式(キャスト法)で製造されてもよい。
保護フィルムAは、例えば溶融流延方式(メルト)で製造されうる。溶融流延方式(メルト)では、溶融押出された樹脂組成物を冷却固化した後、必要に応じて延伸して、保護フィルムを得ることができる。保護フィルムAを製造する際の延伸倍率は、特に制限されないが、保護フィルムBの製造時の延伸倍率よりも低い、例えば10%以下であることが好ましく、未延伸であることがより好ましい。
保護フィルムBは、高分子量の(メタ)アクリル系樹脂を用いる観点から、溶液流延方式(キャスト法)で製造されることが好ましい。すなわち、保護フィルムBは、少なくとも、1)前述の(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子と、溶媒とを含むドープを得る工程と、2)得られたドープを支持体上に流延した後、乾燥および剥離して、膜状物を得る工程と、3)得られた膜状物を、必要に応じて延伸しながら乾燥させる工程とを経て製造されうる。
1)の工程について
(メタ)アクリル系樹脂とゴム粒子とを、溶媒に溶解または分散させて、ドープを調製する。
ドープに用いられる溶媒は、少なくとも(メタ)アクリル系樹脂を溶解させうる有機溶媒(良溶媒)を含む。良溶媒の例には、メチレンクロライドなどの塩素系有機溶媒や;酢酸メチル、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフランなどの非塩素系有機溶媒が含まれる。中でも、メチレンクロライドが好ましい。
ドープに用いられる溶媒は、貧溶媒をさらに含んでいてもよい。貧溶媒の例には、炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールが含まれる。ドープ中のアルコールの比率が高くなると、膜状物がゲル化しやすく、金属支持体からの剥離が容易になりやすい。炭素原子数1~4の直鎖または分岐鎖状の脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノールを挙げることができる。これらのうちドープの安定性、沸点も比較的低く、乾燥性もよいことなどからエタノールが好ましい。
2)の工程について
得られたドープを、支持体上に流延する。ドープの流延は、流延ダイから吐出させて行うことができる。
次いで、支持体上に流延されたドープ中の溶媒を蒸発させ、乾燥させる。乾燥されたドープを支持体から剥離して、膜状物を得る。
支持体から剥離する際のドープの残留溶媒量(剥離時の膜状物の残留溶媒量)は、例えば25質量%以上であることが好ましく、30~37質量%であることがより好ましい。剥離時の残留溶媒量が37質量%以下であると、剥離による膜状物が伸びすぎるのを抑制しやすい。
剥離時のドープの残留溶媒量は、下記式で定義される。以下においても同様である。
ドープの残留溶媒量(質量%)=(ドープの加熱処理前質量-ドープの加熱処理後質量)/ドープの加熱処理後質量×100
尚、残留溶媒量を測定する際の加熱処理とは、140℃30分の加熱処理をいう。
剥離時の残留溶媒量は、支持体上でのドープの乾燥温度や乾燥時間、支持体の温度などによって調整することができる。
3)の工程について
得られた膜状物を乾燥させる。乾燥は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。また、乾燥は、必要に応じて延伸しながら行ってもよい。
例えば、膜状物の乾燥工程は、膜状物を予備乾燥させる工程(予備乾燥工程)と、膜状物を延伸する工程(延伸工程)と、延伸後の膜状物を乾燥させる工程(本乾燥工程)とを含んでもよい。
(予備乾燥工程)
予備乾燥温度(延伸前の乾燥温度)は、延伸温度よりも高い温度でありうる。具体的には、(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度をTgとしたとき(Tg-50)~(Tg+50)℃であることが好ましい。予備乾燥温度が(Tg-50)℃以上であると、溶媒を適度に揮発させやすいため、搬送性(ハンドリング性)を高めやすく、(Tg+50)℃以下であると、溶媒が揮発しすぎないため、この後の延伸工程における延伸性が損なわれにくい。初期乾燥温度は、(a)テンター延伸機やローラーで搬送しながら非接触加熱型で乾燥させる場合は、延伸機内温度または熱風温度などの雰囲気温度として測定されうる。
(延伸工程)
延伸は、求められる光学特性に応じて行えばよく、少なくとも一方の方向に延伸することが好ましく、互いに直交する二方向に延伸(例えば、膜状物の幅方向(TD方向)と、それと直交する搬送方向(MD方向)の二軸延伸)してもよい。
保護フィルムBを製造する際の延伸倍率は、5~100%であることが好ましく、20~100%であることがより好ましい。二軸延伸する場合は、各方向にける延伸倍率が、それぞれ上記範囲内であることが好ましい。
延伸倍率(%)は、(延伸後のフィルムの延伸方向大きさ-延伸前のフィルムの延伸方向大きさ)/(延伸前のフィルムの延伸方向大きさ)×100として定義される。なお、二軸延伸を行う場合は、TD方向とMD方向のそれぞれについて、上記延伸倍率とすることが好ましい。
延伸温度(延伸時の乾燥温度)は、前述と同様に、(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度をTgとしたとき、Tg(℃)以上であることが好ましく、(Tg+10)~(Tg+50)℃であることがより好ましい。延伸温度がTg(℃)以上、好ましくは(Tg+10)℃以上であると、溶媒を適度に揮発させやすいため、延伸張力を適切な範囲に調整しやすく、(Tg+50)℃以下であると、溶媒が揮発しすぎないため、延伸性が損なわれにくい。保護フィルムBの製造時における延伸温度は、例えば115℃以上としうる。延伸温度は、前述と同様に、(a)延伸機内温度などの雰囲気温度を測定することが好ましい。
延伸開始時の膜状物中の残留溶媒量は、剥離時の膜状物中の残留溶媒量と同程度であることが好ましく、例えば20~30質量%であることが好ましく、25~30質量%であることがより好ましい。
膜状物のTD方向(幅方向)の延伸は、例えば膜状物の両端をクリップやピンで固定し、クリップやピンの間隔を進行方向に広げる方法(テンター法)で行うことができる。膜状物のMD方向の延伸は、例えば複数のロールに周速差をつけ、その間でロール周速差を利用する方法(ロール法)で行うことができる。
(本乾燥工程)
残留溶媒量をより低減させる観点から、延伸後に得られた膜状物をさらに乾燥させることが好ましい。例えば、延伸後に得られた膜状物を、ロールなどで搬送しながらさらに乾燥させることが好ましい。
本乾燥温度(未延伸の場合は乾燥温度)は、(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度をTgとしたとき、(Tg-50)~(Tg-30)℃であることが好ましく、(Tg-40)~(Tg-30)℃であることがより好ましい。後乾燥温度が(Tg-50)℃以上であると、延伸後の膜状物から溶媒を十分に揮発除去しやすく、(Tg-30)℃以下であると、膜状物の変形などを高度に抑制しうる。本乾燥温度は、前述と同様に、(a)熱風温度などの雰囲気温度を測定することが好ましい。
1-4.接着剤層AおよびB
接着剤層Aは、保護フィルムAと偏光子との間に配置され、それらを接着させる。同様に、接着剤層Bは、保護フィルムBと偏光子との間に配置され、それらを接着させる。
接着剤層AおよびBは、完全ケン化型ポリビニルアルコール水溶液(水糊)から得られる層であってもよいし、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層であってもよい。(メタ)アクリル系樹脂を含む保護フィルムAおよびBとの親和性が高く、良好に接着させやすい観点では、接着剤層AおよびBは、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層であることが好ましい。
活性エネルギー線硬化性接着剤は、光ラジカル重合性組成物であってもよいし、光カチオン重合性組成物であってもよい。中でも、光カチオン重合性組成物が好ましい。
光カチオン重合性組成物は、エポキシ系化合物と、光カチオン重合開始剤とを含む。
エポキシ系化合物とは、分子内に1以上、好ましくは2以上のエポキシ基を有する化合物である。エポキシ系化合物の例には、脂環式ポリオールに、エピクロロヒドリンを反応させて得られる水素化エポキシ系化合物(脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテル);脂肪族多価アルコールまたはそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテルなどの脂肪族エポキシ系化合物;脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に1以上有する脂環式エポキシ系化合物が含まれる。エポキシ系化合物は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
光カチオン重合開始剤は、例えば芳香族ジアゾニウム塩;芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩などのオニウム塩;鉄-アレーン錯体などでありうる。
光カチオン重合開始剤は、必要に応じてオキセタン、ポリオールなどのカチオン重合促進剤、光増感剤、イオントラップ剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤、帯電防止剤、レベリング剤、溶剤などの添加剤をさらに含んでもよい。
接着剤層AおよびBの厚みは、特に限定されないが、例えば0.01~10μmであり、好ましくは0.01~5μm程度でありうる。
1-5.粘着剤層
粘着剤層は、偏光板の保護フィルムBの、偏光子とは反対側の面に配置されている。粘着剤層は、本発明の偏光板を、液晶セルなどの表示素子と貼り合わせるための層である。
粘着剤層は、ベースポリマー、プレポリマーおよび/または架橋性モノマー、架橋剤ならびに溶媒を含む粘着剤組成物を、乾燥および部分架橋させたものであることが好ましい。すなわち、粘着剤組成物の少なくとも一部が架橋したものでありうる。
粘着剤組成物の例には、(メタ)アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤組成物、シリコーン系ポリマーをベースポリマーとするシリコーン系粘着剤組成物、ゴムをベースポリマーとするゴム系粘着剤組成物が含まれる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性、加工性の観点では、アクリル系粘着剤組成物が好ましい。
アクリル系粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、架橋剤と架橋可能な官能基含有モノマーとの共重合体でありうる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アルキル基の炭素数2~14のアクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。
架橋剤と架橋可能な官能基含有モノマーの例には、アミド基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー(アクリル酸など)、ヒドロキシル基含有モノマー(アクリル酸ヒドロキシエチルなど)が含まれる。架橋剤と架橋可能な官能基含有モノマーが、カルボキシル基含有モノマーを実質的に含まない場合、(メタ)アクリル系ポリマーの極性は低くなりやすい。そのような場合に、(保護フィルムBに含まれうる残留モノマーである)極性の高いフェニルマレイミドが粘着剤層中に拡散すると、極性の低い(メタ)アクリル系ポリマーの凝集および析出が生じやすいため、凝集抑制剤の添加が特に有効となる。なお、実質的に含まないとは、具体的には、カルボキシル基含有モノマーの含有量が、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全構造単位に対して1質量%以下、好ましくは0.1質量%以下、より好ましくは0質量%であることをいう。
アクリル系粘着剤組成物に含まれる架橋剤としては、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤などが挙げられる。粘着剤組成物における架橋剤の含有量は、通常、ベースポリマー(固形分)100質量部に対して、例えば0.01~10質量部でありうる。
粘着剤組成物は、必要に応じて粘着付与剤、可塑剤、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の充填剤、顔料、着色剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤などの各種の添加剤をさらに含んでもよい。
粘着剤層の厚みは、通常、3~100μm程度であり、好ましくは5~50μmである。
粘着剤層の表面は、離型処理が施された剥離フィルムで保護されている。剥離フィルムの例には、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエステルフィルム、フッ素樹脂フィルムなどのプラスチックフィルムが含まれる。
2.偏光板の製造方法
本発明の偏光板は、1)偏光子の一方の面に、接着剤を介して保護フィルムAを積層し、貼り合わせる工程と、2)偏光子の他方の面に、接着剤を介して保護フィルムBを積層し、貼り合わせる工程と、3)貼り合わせた積層物の保護フィルムB上に、粘着剤層および剥離フィルムを貼り付けて、偏光板を得る工程とを経て得られる。以下、接着剤として活性エネルギー線硬化性接着剤を用いる例で説明する。
1)の工程について
保護フィルムAの表面に、必要に応じてコロナ処理などの表面処理を施す。次いで、偏光子の一方の面に、活性エネルギー線硬化性接着剤の層を介して、保護フィルムAを(表面処理されている場合は、保護フィルムAの表面処理面が偏光子側となるように)積層した後、活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性接着剤を硬化させる。それにより、偏光子と保護フィルムAとを、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層を介して接着させて、貼り合わせる。
2)の工程について
同様に、保護フィルムBの表面に、必要に応じてコロナ処理などの表面処理を施す。次いで、偏光子の他方の面に、活性エネルギー線硬化性接着剤の層を介して、保護フィルムBを(表面処理されている場合は、保護フィルムBの表面処理面が偏光子側となるように)積層した後、活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性接着剤を硬化させる。それにより、偏光子と保護フィルムBとを、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層を介して接着させて、貼り合わせる。
1)の工程と2)の工程は、同時に行ってもよいし、逐次的に行ってもよい。製造効率を高める観点では、1)の工程と2)の工程とは同時に行うことが好ましい。
1)の工程と2)の工程とは同時に行う場合、保護フィルムA、偏光子、および保護フィルムBの積層は、ロールツーロール方式で行うことが好ましい。そして、得られた積層物に活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性接着剤を硬化させればよい。
3)の工程について
次いで、得られた偏光板の保護フィルムB上に、粘着剤層およびその剥離フィルムを、さらに貼り付ける。具体的には、保護フィルムB上に、粘着剤層を設けた剥離フィルムを転写するなどの方法により、粘着剤層を形成することができる。
3.液晶表示装置
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと、液晶セルの一方の面に配置された第一偏光板と、液晶セルの他方の面に配置された第二偏光板とを含む。そして、第一偏光板と第二偏光板の少なくとも一方は、本発明の偏光板である。
図2は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図2に示されるように、本発明の液晶表示装置200は、液晶セル210と、それを挟持する第一偏光板220および第二偏光板230と、バックライト240とを含む。
液晶セル210の表示モードは、例えばSTN(Super-Twisted Nematic)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensated Bend)、HAN(Hybridaligned Nematic)、VA(Vertical Alignment、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)、PVA(Patterned Vertical Alignment))、IPS(In-Plane-Switching)などでありうる。例えば、携帯機器用途の液晶表示装置では、IPSモードが好ましい。
第一偏光板220は、液晶セル210の視認側の面に、粘着剤層224を介して配置されている。第一偏光板220は、第一偏光子221と、第一偏光子221の視認側の面に配置された保護フィルム222(F1)と、第一偏光子221の液晶セル側の面に配置された保護フィルム223(F2)と、第一偏光子221と保護フィルム222(F1)との間および第一偏光子221と保護フィルム223(F2)との間に配置された2つの接着剤層225とを含む。
第二偏光板230は、液晶セル210のバックライト240側の面に、粘着剤層234を介して配置されている。第二偏光板230は、第二偏光子231と、第二偏光子231の液晶セル210側の面に配置された保護フィルム232(F3)と、第二偏光子231のバックライト240側の面に配置された保護フィルム233(F4)と、第二偏光子231と保護フィルム232(F3)との間および第二偏光子231と保護フィルム233(F4)との間に配置された2つの接着剤層235とを含む。
第一偏光子221の吸収軸と第二偏光子231の吸収軸とは直交している(クロスニコルとなっている)ことが好ましい。なお、液晶セル210、第一偏光板220および第二偏光板230で構成されたユニットは、液晶表示パネル250ともいう。
そして、第一偏光板220および第二偏光板230の少なくとも一方が、本発明の偏光板である。すなわち、第一偏光板220が本発明の偏光板である場合、保護フィルム222(F1)は、保護フィルムA(図1では保護フィルム120A)であり、保護フィルム223(F2)は、保護フィルムB(図1では保護フィルム120B)であり、粘着剤層224は、粘着剤層(図1では粘着剤層140A)である。同様に、第二偏光板230が本発明の偏光板である場合、保護フィルム233(F4)は、保護フィルムA(図1では保護フィルム120A)であり、保護フィルム232(F3)は、保護フィルムB(図1では保護フィルム120B)であり、粘着剤層234は、粘着剤層(図1では粘着剤層140A)である。
このように、第一偏光板220および第二偏光板230の少なくとも一方が、本発明の偏光板である。具体的には、当該偏光板を構成する2つの保護フィルムのうち、液晶セル側に配置される保護フィルムB(後述の図2ではF2またはF3)に、特定の凝集抑制剤を含有させることで、保護フィルムBにおけるゴム粒子の凝集や、粘着剤層におけるベースポリマーの析出を抑制できる。それにより、液晶表示装置のコントラストの低下、特に高温下または高温・高湿下で保存後における液晶表示装置のコントラストの低下を抑制することができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.保護フィルムの材料
(1)樹脂
表1に示される樹脂1~5を準備した。
Figure 0007283537000005
樹脂1~5のガラス転移温度および重量平均分子量は、以下の方法で測定した。
(ガラス転移温度)
樹脂のガラス転移温度(Tg)は、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS K 7121-2012に準拠して測定した。
(重量平均分子量)
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(東ソー社製 HLC8220GPC)、カラム(東ソー社製 TSK-GEL G6000HXL-G5000HXL-G5000HXL-G4000HXL-G3000HXL 直列)を用いて測定した。試料20mg±0.5mgをテトラヒドロフラン10mlに溶解し、0.45mmのフィルターで濾過した。この溶液をカラム(温度40℃)に100ml注入し、検出器RI温度40℃で測定し、スチレン換算した値を用いた。
(2)ゴム粒子
<ゴム粒子の調製>
撹拌機付き8L重合装置に、以下の化合物を仕込んだ。
脱イオン水:175質量部
ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸:0.104質量部
ホウ酸:0.4725質量部
炭酸ナトリウム:0.04725質量部
重合機内を窒素ガスで充分に置換した後、内温を80℃にし、モノマー混合物(a1)27質量部(メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、スチレンの混合物)およびメタクリル酸アリル0.135質量部からなる混合物の26質量%を重合機に一括で追加し、その後、ソディウムホルムアルデヒドスルフォキシレート0.0645質量部、エチレンジアミン四酢酸-2-ナトリウム0.0056質量部、硫酸第一鉄0.0014質量部、t-ブチルハイドロパーオキサイド0.0207質量部を追加し、その15分後にt-ブチルハイドロパーオキサイド0.0345質量部を追加し、さらに15分重合を継続させた。
次に、水酸化ナトリウム0.0098質量部を2質量%水溶液の形態で、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸0.0852質量部をそのまま追加し、上記混合物の残り74質量%を60分かけて連続的に添加した。添加終了30分後に、t-ブチルハイドロパーオキサイド0.069質量部を追加し、さらに30分重合を継続することにより、重合物を得た。
その後、水酸化ナトリウム0.0267質量部を2質量%水溶液の形態で、過硫酸カリウム0.08質量部を2質量%水溶液の形態で添加し、次いで、モノマー混合物(a2)(アクリル酸ブチルとスチレン)50質量部およびメタクリル酸アリル0.75質量部からなる混合物を150分かけて連続的に添加した。添加終了後、過硫酸カリウム0.015質量部を2質量%水溶液の形態で添加し、120分重合を継続し、アクリル系ゴム状重合体(a)を得た。得られたアクリル系ゴム状重合体(a)を構成する全構造単位に対するスチレンに由来する構造単位の含有量は、46質量%であった。
その後、過硫酸カリウム0.023質量部を2質量%水溶液の形態で添加し、モノマー混合物(b1)15質量部(メタクリル酸メチル95質量%、アクリル酸ブチル5質量%)を45分かけて連続的に添加し、さらに30分重合を継続した。
その後、モノマー混合物(b2)8質量部(メタクリル酸メチル52質量%、アクリル酸ブチル48質量%)を25分かけて連続的に添加し、さらに60分重合を継続することにより、グラフト共重合体ラテックスを得た。
得られたラテックスを塩化マグネシウムで塩析、凝固し、水洗、乾燥を行い、白色粉末状のグラフト共重合体(ゴム粒子)を得た。ゴム粒子のグラフト率は24.2%であり、ガラス転移温度(Tg)は12℃、平均粒子径は200nmであった。
ゴム粒子の平均粒子径は、以下の方法で測定した。
(平均粒子径)
得られた分散液中のゴム粒子の分散粒径を、ゼータ電位・粒径測定システム(大塚電子株式会社製 ELSZ-2000ZS)で測定した。
(3)添加剤
<凝集抑制剤>
化合物S-1~S-4を用いた。
Figure 0007283537000006
Figure 0007283537000007
Figure 0007283537000008
Figure 0007283537000009
Figure 0007283537000010
2.保護フィルムの準備
2-1.保護フィルムA
<保護フィルム101の作製>
樹脂1のペレットとゴム粒子とを、乾燥機にて80℃で4時間乾燥させた後、φ65mm単軸押出機に供給した。押出機出口で樹脂温度が270℃となるように加熱溶融し、Tダイから溶融樹脂を押し出した。Tダイ出口における吐出直後の樹脂温度は270℃であった。吐出された溶融樹脂を、70℃に調整したキャストロールと70℃に調整したタッチロールとで挟み込み、冷却固化した。その後、得られたフィルムの両端を連続的にスリットした後、引き取りロールで引き取りながら巻き取り、厚み60μmの保護フィルム101を得た。
<保護フィルム102>
透湿度500g/m・24hrのTACフィルム(トリアセチルセルロースフィルム、厚み60μm)を用いた。
<評価>
得られた保護フィルム101および102の透湿度を、以下の方法で測定した。
(透湿度)
保護フィルムの透湿度は、JIS Z 0208に記載の方法により、40℃90%RH条件下で測定し、1mあたり24時間の透湿量の値(g/m・24hr)として求めた。
2-2.保護フィルムBの作製
<保護フィルム201の作製>
(ゴム粒子分散液の調製)
10質量部のゴム粒子と、190質量部のメチレンクロライドとを、ディゾルバーで50分間撹拌混合した後、マイルダー分散機マイルダー分散機(大平洋機工株式会社製)を用いて1500rpm条件下で分散し、ゴム粒子分散液を得た。
(ドープの調製)
次いで、下記組成のドープを調製した。まず、加圧溶解タンクにメチレンクロライド、およびエタノールを添加した。次いで、加圧溶解タンクに、樹脂2を撹拌しながら投入した。次いで、上記調製したゴム粒子分散液を投入して、これを撹拌しながら、完全に溶解させた。これを、(株)ロキテクノ製のSHP150を使用して濾過し、ドープを得た。
樹脂2((メタ)アクリル系樹脂):88.5質量部
化合物S-1(凝集抑制剤):1.5質量部
メチレンクロライド:200質量部
エタノール:40質量部
ゴム粒子分散液:200質量部
なお、本発明の効果(内部ヘイズの低減、コントラストの向上)を確認しやすくするため、得られたドープを30℃常圧下で48時間さらに保存した。
(製膜)
次いで、上記保存後のドープを用いて製膜を行った。具体的には、無端ベルト流延装置を用い、ドープを温度30℃、1800mm幅でステンレスベルト支持体上に均一に流延した。ステンレスベルトの温度は28℃に制御した。
ステンレスベルト支持体上で、流延(キャスト)したドープ中の残留溶媒量が30質量%になるまで溶媒を蒸発させた。次いで、剥離張力128N/mで、ステンレスベルト支持体から剥離し、膜状物を得た。剥離時の膜状物の残留溶媒量は30質量%であった。
次いで、剥離したフィルムを多数のローラーで搬送させながら、得られた膜状物を、テンターにて140℃(Tg+20℃)の条件下で幅方向(TD方向)に20%延伸した。その後、ロールで搬送しながら、100℃(Tg-20℃)でさらに乾燥させ、テンタークリップで挟んだ端部をスリットして巻き取り、膜厚40μmの保護フィルム201を得た。
<保護フィルム202~203の作製>
凝集抑制剤の含有量を、表2に示されるように変更した以外は保護フィルム201と同様にして保護フィルム202~203を得た。
<保護フィルム204~208の作製>
凝集抑制剤の種類を、表2に示されるように変更した以外は保護フィルム201と同様にして保護フィルム204~208を得た。
<保護フィルム209の作製>
樹脂の種類を表2に示されるように変更し、かつ凝集抑制剤を含有させなかった以外は保護フィルム201と同様にして保護フィルム209を得た。
<保護フィルム210~211の作製>
樹脂の種類を、表2に示されるように変更した以外は保護フィルム201と同様にして保護フィルム210~211を得た。
<保護フィルム212~215の作製>
ゴム粒子の含有量を、表2に示されるように変更した以外は保護フィルム201と同様にして保護フィルム212~215を得た。ただし、保護フィルム213は、堅脆く、延伸後に破断したため、次の工程に進められなかった。
<評価>
得られた保護フィルム201~212、214および215の内部ヘイズを、以下の方法で測定した。
(内部ヘイズ)
得られた保護フィルムの内部ヘイズを、以下の手順で測定した。
1)まず、ブランクヘイズを測定した。すなわち、洗浄したスライドガラス上にグリセリンを一滴(0.05ml)滴下した後、カバーガラスを乗せたものをヘイズメーター(型式NDH 2000、日本電色(株)製)にセットし、ブランクヘイズ1を測定した。
2)次に、保護フィルムを含むヘイズ2を測定した。すなわち、洗浄したスライドガラス上にグリセリン(0.05ml)を滴下し、その上に上記調湿した保護フィルムを気泡が入らないように乗せ、その上にグリセリン(0.05ml)をさらに滴下した後、カバーガラスを載せた。得られた積層物を、前述のヘイズメーターにセットし、ヘイズ2を測定した。
3)前記1)及び2)で測定した値を下記式に当てはめて、保護フィルムの内部ヘイズを算出した。
保護フィルムの内部ヘイズ=(ヘイズ2)-(ヘイズ1)
なお、ヘイズの測定において、ガラスおよびグリセリンは、後述する実施例と同様のものを使用した。
ガラス:MICRO SLIDE GLASS S9213 MATSUNAMI
グリセリン:関東化学製 鹿特級(純度>99.0%) 屈折率1.47
そして、以下の基準で評価した。
◎:内部ヘイズが0.05%以下
〇:内部ヘイズが0.05%超0.10%以下
△:内部ヘイズが0.10%超1.0%以下
×:内部ヘイズが1.0%超5.0%以下
××:内部ヘイズが5.0%超
△以上が実用上許容されるレベルである。
保護フィルム201~212、214および215の評価結果を、表2に示す。
Figure 0007283537000011
3.粘着剤層付きPETフィルムの作製
<粘着剤層付きPETフィルム1の作製>
(粘着剤組成物1の調製)
酸成分(カルボキシル基含有モノマー)に由来する構造単位を有しない(メタ)アクリル系ポリマー溶液の固形分100質量部に対して、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学(株)製)0.1質量部、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂(株)製)0.4質量部とを添加し、撹拌して、粘着剤組成物1(アクリル系粘着剤組成物)を得た。
(粘着剤層1の形成)
得られた粘着剤組成物1を、シリコーン系剥離剤で処理された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材)からなる離型フィルムの表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、厚み20μmの粘着剤層1を形成した。それにより、粘着剤層付きPETフィルム1を得た。
<粘着剤層付きPETフィルム2の作製>
(粘着剤組成物2の調製)
酸成分(カルボキシル基含有モノマー)に由来する構造単位を有しない(メタ)アクリル系ポリマーに代えて、酸成分に由来する構造単位を有する(メタ)アクリル系ポリマーを用いた以外は粘着剤組成物1と同様にして、粘着剤組成物2(アクリル系粘着剤組成物)を得た。
(粘着剤層2の形成)
得られた粘着剤組成物を用いた以外は粘着剤層1の形成方法と同様にして粘着剤層2を形成し、粘着剤層付きPETフィルム2を得た。
4.偏光板の作製と評価
<偏光板301の作製>
(偏光子の作製)
厚さ25μmのポリビニルアルコール系フィルムを、35℃の水で膨潤させた。得られたフィルムを、ヨウ素0.075g、ヨウ化カリウム5gおよび水100gからなる水溶液に60秒間浸漬し、さらにヨウ化カリウム3g、ホウ酸7.5gおよび水100gからなる45℃の水溶液に浸漬した。得られたフィルムを、延伸温度55℃、延伸倍率5倍の条件で一軸延伸した。この一軸延伸フィルムを、水洗した後、乾燥させて、厚み12μmの偏光子を得た。
(紫外線硬化性接着剤組成物の調製)
下記成分を混合した後、脱泡して、紫外線硬化性接着剤組成物を調製した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート:45質量部
エポリードGT-301(ダイセル社製の脂環式エポキシ樹脂):40質量部
1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル:15質量部
トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート:2.3質量部(固形分)
9,10-ジブトキシアントラセン:0.1質量部
1,4-ジエトキシナフタレン:2.0質量部
なお、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェートは、50%プロピレンカーボネート溶液として配合した。
(偏光板の作製)
上記作製した保護フィルム101の表面に、コロナ出力強度2.0kW、ライン速度18m/分でコロナ放電処理を施した。次いで、保護フィルム101のコロナ放電処理面に、上記調製した紫外線硬化性接着剤組成物を、硬化後の膜厚が約3μmとなるようにバーコーターで塗布して、紫外線硬化性接着剤層を形成した。
同様に、上記作製した保護フィルム201の表面にコロナ放電処理を施した後、上記調製した紫外線硬化性接着剤組成物を、硬化後の膜厚が3μmとなるように塗布して、紫外線硬化性接着剤層を形成した。
次いで、上記作製した偏光子の一方の面に、紫外線硬化性接着剤層を介して保護フィルム101を配置し、他方の面に、紫外線硬化性接着剤層を介して保護フィルム201を配置して、積層物を得た。積層は、偏光子の吸収軸と、保護フィルムの遅相軸とが直交するように行った。
次いで、得られた積層物に、ベルトコンベヤー付き紫外線照射装置(ランプは、フュージョンUVシステムズ社製のDバルブを使用)を用いて、積算光量が750mJ/cmとなるように紫外線を照射し、紫外線硬化性接着剤層を硬化させた。
そして、得られた積層物の保護フィルム201上に、上記作製した粘着剤層付きPETフィルム1を貼り合わせて、保護フィルム101(保護フィルムA)/接着剤層/偏光子/接着剤層/保護フィルム201(保護フィルムB)/粘着剤層1/PETフィルムの積層構造を有する偏光板301を得た。
<偏光板302~309、311~314の作製>
保護フィルムBを、表3に示されるように変更した以外は偏光板301と同様にして偏光板302~309、311~314を得た。ただし、保護フィルム211(保護フィルムB)については、低粘度ドープを流延したことによるフィルム平面性に劣っており、良好な偏光板を作成することが困難であったため、以降の評価を行わなかった。
<偏光板310の作製>
保護フィルムAを、表3に示されるものに変更した以外は偏光板301と同様にして偏光板310を得た。
<偏光板315の作製>
粘着剤層付きPETフィルム1を、粘着剤層付きPETフィルム2に変更した以外は偏光板301と同様にして偏光板315を得た。
<評価>
得られた偏光板の寸法安定性、および偏光板を用いた液晶表示装置のコントラストを、以下の方法で測定した。
(偏光板の寸法安定性)
1)得られた偏光板を、23℃、55%RHの環境下で、24時間調湿した。次いで、同環境下で、偏光板の表面に、フィルムの長手方向と幅手方向とに100mm間隔で2個の十文字の印を付け、その寸法を測定し、その距離をaとした。
2)次いで、100℃で250時間の処理を行った後、再度、23℃、55%RHの環境下で24時間調湿して、2個の印の間の距離を株式会社ミツトヨ製測定顕微鏡MF-A1720で測定し、その値をbとした。
3)上記1)と2)で得られた値を、下記式に当てはめて、偏光板の寸法安定性(寸法変化率)を算出した。
寸法変化率(%)=〔(b-a)/a〕×100
そして、寸法安定性を、以下の基準に基づいて評価した。
○:寸法変化率が0.5%以下
△:寸法変化率が0.5%超1.0%以下
×:寸法変化率が1.0%超3.0%以下
××:寸法変化率が3.0%超
○以上が実用上許容されるレベルである。
(液晶表示装置のコントラスト)
(1)タッチパネル部材を有する液晶表示装置の作製
タッチパネル部材を有する液晶表示装置であるSONY社製21.5インチVAIOTap21(SVT21219DJB)から、予め貼り合わされていた2枚の偏光板を剥がして、上記作製した偏光板をそれぞれ貼り合わせて、タッチパネル部材を有する液晶表示装置を得た。
(2)コントラストの測定
(直後)
得られた液晶表示装置を、23℃55%RHの環境下でバックライトを24時間連続点灯させた後、正面コントラストの測定を行った。正面コントラストの測定は、コニカミノルタセンシング社製の装置「CS-2000」を用い、液晶表示装置の白表示状態、黒表示状態での輝度をそれぞれ液晶表示装置の表示画面の法線方向から測定した。そして、得られた値を下記式に当てはめて、正面コントラスト(CR)を算出した。
正面コントラスト(CR)=(白表示状態での輝度)÷(黒表示状態での輝度)
正面コントラスト(CR)が2000以上であれば実用上許容されるレベルである。
(ドライ耐久試験後)
得られた液晶表示装置を、50℃・dry環境下に24時間置いた。その後、23℃・55%RH環境下で、バックライトを24時間連続点灯させた後、前述と同様にしてコントラストを測定し、前述と同様の基準で評価した。
(湿熱耐久試験後)
得られた液晶表示装置を、40℃・95%RHの環境下にて300時間置いた。次いで、40℃・dry環境下に2時間置き、その後、バックライトを23℃・55%RH環境下で24時間連続点灯させた後に、前述と同様にしてコントラストを測定し、前述と同様の基準で評価した。
得られた偏光板301~315の構成と評価結果を、表3に示す。ただし、偏光板310を用いた液晶表示装置は、湿熱耐久試験後に液晶表示パネルのベンドに起因するコントラストの低下が発生したため、評価対象外とした。
Figure 0007283537000012
表3に示されるように、偏光板301~306、311~313(本発明)は、いずれも液晶表示装置のコントラストが良好であることがわかる。
特に、式(1)のXおよびXの両方をt-ブチル基とすることで、一方のみをt-ブチル基とするよりも、保護フィルムBの内部ヘイズをより低くすることができ、かつ湿熱耐久試験後のコンラストの低下もより少なくしうることがわかる(偏光板304と305の対比)。
また、式(1)のRが、炭素原子数が8以上の置換または未置換のアルキル基とすることで、保護フィルムBの内部ヘイズをより低くすることができ、かつ液晶表示装置のコントラスト(特にドライ耐久試験後および湿熱耐久試験後も含む)の低下をより少なくしうることがわかる(偏光板301、304および306の対比)。
また、凝集抑制剤の含有量を適度に多くすることで、保護フィルムBの内部ヘイズをより低くすることができ、かつ液晶表示装置のコントラスト(特にドライ耐久試験後および湿熱耐久試験後も含む)の低下をより少なくしうることがわかる(偏光板301~303の対比)。
これに対して、偏光板307~310および314(比較例)は、少なくとも湿熱耐久試験後の液晶表示装置のコントラストが低いことがわかる。偏光板307では、保護フィルムBが凝集抑制剤を含まないため、コントラストが低いことがわかる。偏光板309は、初期のコントラストは問題ないものの、湿熱耐久試験後のコントラストの低下が大きいことがわかる。これは、保護フィルムBを構成する(メタ)アクリル系樹脂が、フェニルマレイミド由来の構造単位を有しないため、ゴム粒子の凝集を生じ難い分、初期のコントラストの低下は少ないものの、耐熱性を有しないため、高温下または高温高湿下でのコントラストは低下しやすいと考えられる。
偏光板315は、粘着剤層を構成するベースポリマーが酸成分に由来する構造単位を含むため、偏光板307と比べて粘着剤層におけるベースポリマーの析出は少なく、直後のコントラストは良好であるものの、高温下または高温・高湿下では、液晶セルを構成する透明基板の、上記粘着剤層と接する面に設けられたITO導電層に腐食が生じたため、コントラストの評価は行わなかった。
本発明によれば、高温保存または高温高湿保存後においても、液晶表示装置のコントラストの低下を抑制しうる偏光板およびそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。
100 偏光板
110 偏光子
120A、222、232 保護フィルム(保護フィルムA)
120B、223、233 保護フィルム(保護フィルムB)
130A、130B、225、235 接着剤層
140、224、234 粘着剤層
200 液晶表示装置
210 液晶セル
220 第一偏光板
221 第一偏光子
230 第二偏光板
231 第二偏光子
240 バックライト
250 液晶表示パネル

Claims (9)

  1. 偏光子と、前記偏光子の一方の面に配置された、透湿度が100g/m・24hr以下の保護フィルムAと、前記偏光子の他方の面に配置された保護フィルムBと、前記保護フィルムBの前記偏光子とは反対側の面に配置された粘着剤層とを含む偏光板であって、
    前記保護フィルムBは、重量平均分子量が50万以上の(メタ)アクリル系樹脂と、ゴム粒子とを含み、
    前記(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル酸メチルに由来する構造単位と、フェニルマレイミドに由来する構造単位とを含む共重合体であり、
    前記ゴム粒子の含有量は、前記保護フィルムBに対して5~25質量%であり、
    前記保護フィルムBは、下記式(1)で表される凝集抑制剤をさらに含む、
    偏光板。
    Figure 0007283537000013
    (式(1)中、
    およびXの両方がt-ブチル基もしくはt-ペンチル基であるか、
    または
    およびXの一方がt-ブチル基もしくはt-ペンチル基であり、かつ他方が水素原子もしくはメチル基であり、
    およびRは、それぞれ水素原子または置換もしくは無置換のアルキル基であり、
    mは、1~4の整数であり、
    は、炭素原子数4~25の置換もしくは無置換の炭化水素基である)
  2. およびXの両方が、t-ブチル基もしくはt-ペンチル基である、
    請求項1に記載の偏光板。
  3. は、炭素原子数10~21の置換または無置換の炭化水素基である、
    請求項1または2に記載の偏光板。
  4. mは、1であり、かつ
    は、炭素原子数10~21の置換もしくは無置換のアルキル基である、
    請求項3に記載の偏光板。
  5. 前記凝集抑制剤の含有量は、前記保護フィルムBに対して0.10~3.0質量%である、
    請求項1~4のいずれか一項に記載の偏光板。
  6. 前記フェニルマレイミドに由来する構造単位の含有量は、前記(メタ)アクリル系樹脂を構成する全構造単位に対して1~25質量%である、
    請求項1~5のいずれか一項に記載の偏光板。
  7. 前記粘着剤層は、(メタ)アクリル系ポリマーと、架橋剤とを含むアクリル系粘着剤組成物の少なくとも一部が架橋したものであり、
    前記(メタ)アクリル系ポリマーは、カルボキシル基含有モノマーに由来する構造単位を実質的に含まない、
    請求項1~6のいずれか一項に記載の偏光板。
  8. 液晶セルと、
    前記液晶セルの一方の面に配置された第一偏光板と、
    前記液晶セルの他方の面に配置された第二偏光板と、
    を有し、
    前記第一偏光板と前記第二偏光板の少なくとも一方は、請求項1~7のいずれか一項に記載の偏光板であり、
    前記偏光板の前記粘着剤層は、前記液晶セルと接着されている、
    液晶表示装置。
  9. 前記液晶セルは、IPS方式の液晶セルである、
    請求項8に記載の液晶表示装置。
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