JPH11149014A - 偏光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡等のない表示品位に優れた偏光板を提供
すること。 【解決手段】 偏光フィルムの少なくとも片面に、触媒
として第３級アミンの有機カルボン酸塩を含有したウレ
タンプレポリマーからなるウレタン樹脂層を形成させて
なる偏光板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示品位に優れた
偏光板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、卓上電子計算機、電子時計、ワー
プロ、自動車や機械類の計器類等に液晶表示装置が用い
られ、これらに伴い偏光板の需要も増大している。特
に、計器類においては苛酷な条件下で使用される場合が
多いので、耐熱性等の耐久性に優れた高偏光度の偏光板
が要請され、更にはその加工性（偏光板裁断時の周辺の
クラックの発生等）の向上も要求されてきているのであ
る。かかる耐久性の向上を目指して、偏光フィルムの表
面にウレタン樹脂等の樹脂層を積層することが提案され
ている。

【０００３】例えば、特開昭５３−８２４３３号公報に
は、ウレタン樹脂層を設けて更に感圧接着層を設けた偏
光板が、又、特開昭５６−８０００１号公報には、特定
のウレタンプレポリマーを塗布後に活性エネルギー線を
照射させてウレタン樹脂層を形成させた偏光板がそれぞ
れ記載され、本出願人も特定の含水率を有する偏光フィ
ルムに特定のウレタンプレポリマーを塗布してウレタン
樹脂層を形成させた偏光板を提案した（特開平７−９２
３２４号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
いずれのウレタン樹脂層も偏光板の耐久性を向上させる
という意味では、強靭なウレタン樹脂層が形成されて良
好ではあるが、耐熱性が不十分であったり、活性エネル
ギー線の照射装置が必要になったりする等の問題点があ
り、特に偏光板として重要な表示品位という点について
はまだまだ改善の余地が残るものである。本発明では、
このような背景下において、塗膜層の発泡等を生じな
い、表示品位に優れた偏光板を提供することを目的とす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等が上
記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、偏光フィル
ムの少なくとも片面に、触媒として第３級アミンの有機
カルボン酸塩を含有したウレタンプレポリマーからなる
ウレタン樹脂層を形成させてなる偏光板が、上記目的に
合致することを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００６】本発明では、特に第３級アミンの有機カル
ボン酸塩が１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５
−ノネンの２−エチルヘキサン酸塩であることが好まし
く、又、ウレタンプレポリマーが分子内に２個以上のイ
ソシアネート基を有する化合物（Ａ）と１分子中にイソ
シアネート基と反応する活性水素を有する化合物（Ｂ）
とを反応させてなるウレタンプレポリマー（Ｃ）を用い
ることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明に用いる偏光フィルムは、特に限定され
ないが、ポリビニルアルコール系フィルムの一軸延伸フ
ィルムが好ましく、該ポリビニルアルコールは通常、酢
酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをケン化して製造さ
れるが、本発明では必ずしもこれに限定されるものでは
なく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミ
ド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテ
ル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニルと共重合可能
な成分を含有していても良い。ポリビニルアルコールに
おける平均ケン化度は８５〜１００モル％、好ましくは
９８〜１００モル％が実用的である。又、本発明のポリ
ビニルアルコールの平均重合度としては任意のものが使
用可能である。

【０００８】該偏光フィルムの製造法としては、ポリビ
ニルアルコールを水又は有機溶媒に溶解した原液を流延
製膜して、該フィルムを延伸してヨウ素あるいは二色性
染料の溶液に浸漬し染色するか、延伸と染色を同時に行
うか、ヨウ素あるいは二色性染料により染色して延伸す
るかした後、ホウ素化合物処理する方法が挙げられる。
又、染色した後ホウ素化合物の溶液中で延伸する方法等
もあり、適宜選択して用いることができる。

【０００９】原液調製に際して使用される溶媒として
は、例えば、水はもちろん、ジメチルスルホキシド（Ｄ
ＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン、グリセリン、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリ
コール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール、
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類
及びこれらの混合物が用いられる。

【００１０】上記有機溶媒中には少量、例えば５〜３０
重量％の水を含有させても差し支えない。原液中のポリ
ビニルアルコールの濃度は、５〜２０重量％が実用的で
ある。 該溶剤を用いて得られたポリビニルアルコール
製膜原液は、キャスト法、押出法等任意の方法で製膜さ
れ、製膜方法としては乾・湿式製膜法にて、即ち、該溶
液を口金スリットから一旦空気中、又は窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等の不活性雰囲気中に吐出し、次いで凝固
浴中に導いて未延伸フィルムを形成せしめる。又は口金
から吐出された製膜溶液は一旦ローラー、あるいはベル
トコンベアー等の上で溶剤を一部乾燥した後で凝固浴中
に導入しても差し支えない。

【００１１】又、凝固浴に用いる溶媒には前記ポリビニ
ルアルコールの溶剤と混和性を有するもので、例えばメ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
アルコール類、アセトン、ベンゼン、トルエン等が挙げ
られる。ポリビニルアルコール系フィルムを得る方法と
しては、その他ポリビニルアルコールの溶液を凝固浴中
に導入してフィルム化するいわゆるゲル製膜法等も実施
可能である。

【００１２】原反フィルムの膜厚としては、３０〜１０
０μｍが好ましく、更には４０〜９０μｍで、３０μｍ
以下では延伸が難しく、１００μｍ以上では膜厚精度が
低下して好ましくない。前記の如くして得られるポリビ
ニルアルコール未延伸フィルムは次に延伸及び染色、ホ
ウ素化合物処理が施される。延伸と染色更にホウ素化合
物処理は別々に行っても同時に行っても良いが、本発明
では染色工程、ホウ素化合物処理工程の少なくとも一方
の工程中に一軸延伸を実施することが望ましい。

【００１３】延伸は一軸方向に３〜１０倍、好ましくは
３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、前記と
直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度
あるいはそれ以上の延伸）を行っても差し支えない。延
伸時の温度条件は４０〜１７０℃から選ぶのが望まし
い。更に、かかる延伸倍率は最終的に上記の範囲に設定
されれば良く、延伸操作は一段階段のみならず、製造工
程の任意の範囲の段階に実施すれば良い。

【００１４】フィルムへの染色はフィルムにヨウ素或い
は二色性染料を含有する液体を接触させることによって
行われる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリの水溶液が用い
られ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／ｌ、ヨウ化カリの
濃度は１０〜５０ｇ／ｌ、ヨウ素／ヨウ化カリの重量比
は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜５００
秒程度が実用的である。処理浴の温度は５〜５０℃が好
ましい。水溶媒以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量
含有させても差し支えない。接触手段としては浸漬、塗
布、噴霧等の任意の手段が適用できる。

【００１５】染色処理されたフィルムは次いでホウ素化
合物によって処理される。ホウ素化合物としてはホウ
酸、ホウ砂が実用的である。ホウ素化合物は水溶液又は
水−有機溶媒混合液の形で濃度０．５〜２モル／ｌ程度
で用いられ、液中には少量のヨウ化カリを共存させるの
が実用上望ましい。処理法は浸漬法が望ましいが勿論塗
布法、噴霧法も実施可能である。処理時の温度は５０〜
７０℃程度、処理時間は５〜２０分程度が好ましく、又
必要に応じて処理中に延伸操作を行っても良い。

【００１６】次いで、得られた偏光フィルムの少なくと
も片面に、ウレタンプレポリマーが塗布されるわけであ
るが、本発明に用いるウレタンプレポリマーは、特に限
定されないが、分子内に２個以上のイソシアネート基を
有する化合物（Ａ）と１分子中にイソシアネート基と反
応する活性水素を有する化合物（Ｂ）とを反応させてな
るウレタンプレポリマー（Ｃ）が好ましく、かかる分子
内に２個以上のイソシアネート基を有する化合物（Ａ）
としては、エチレンジイソシアネート、１，４−ブタン
ジイソシアネート、１，６−ヘキサンジイソシアネート
等の脂肪族系ジイソシアネート；ジシクロヘキシルメタ
ンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネー
ト、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族
系ジイソシアネート；２，４及び２，６−トリレンジイ
ソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、
ジフェニルメタン−４，４ジイソシアネート、ｍ−キシ
リレンジイソシアネート等の芳香族系ジイソシアネー
ト；トリフェニルメタントリイソシアネート等の芳香族
系トリイソシアネート等を挙げることができる。

【００１７】又、１分子中にイソシアネート基と反応す
る活性水素を有する化合物（Ｂ）としては、モノ・ジ又
はトリ−エチレン−もしくは−プロピレン−グリコー
ル、１，４−ブタンジオール、２，２−ビス−（４−ヒ
ドロキシルヘキシル）プロパン等のジオール系、あるい
はグリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプ
ロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールベンゼ
ン等のトリオール系のポリオール；アジピン酸、コハク
酸、フタル酸、テレフタル酸あるいはアクリル酸、マレ
イン酸の共重合物等のポリカルボン酸と前記ポリオール
との縮合生成物であるポリエステルポリオール；ヒマシ
油又は他の水酸化脂肪酸のグリセライドエステル；ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコールの如き
ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。

【００１８】ウレタンプレポリマー（Ｃ）は、上記化合
物（Ａ）と化合物（Ｂ）とを反応させれば得られるわけ
であるが、イソシアネート基と活性水素（水酸基）のモ
ル比は１．５／１以上が好ましく、更には２／１以上が
好ましく、最終的に該ウレタンプレポリマー（Ｃ）中の
遊離イソシアネート基含有量は３重量％以上が好まし
く、更には７〜３０重量％にコントロールすることが好
ましい。この遊離のイソシアネート基が偏光フィルム中
の水分あるいは空気中の水分或いは温水を介して架橋反
応を起こして強固な保護膜が形成されるのである。遊離
イソシアネート基の量が過少ではウレタン樹脂層と偏光
フィルムとの接着性が低下する傾向にあり好ましくな
い。

【００１９】本発明においては、ウレタンプレポリマー
に触媒として第３級アミンの有機カルボン酸塩を含有さ
せることが最大の特徴であり、該第３級アミンの有機カ
ルボン酸塩を含有することにより、得られる偏光板は表
示品位に優れたものとなるのである。逆に、本発明以外
のアミン、例えばトリエチルアミンやトリエチレンジア
ミンでは塗膜層の発泡等を生じたり、又ウレタンポリマ
ーの硬化に精密な条件設定が必要になったりするのであ
る。

【００２０】該第３級アミンの有機カルボン酸塩として
は特に限定されないが、１，５−ジアザビシクロ［４，
３，０］−５−ノネンの２−エチルヘキサン酸塩、１，
８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセンの
２−エチルヘキサン酸塩等が挙げられるが、好適には
１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５−ノネンの
２−エチルヘキサン酸塩が用いられる。

【００２１】かかる第３級アミンの有機カルボン酸塩の
添加量はウレタンプレポリマー１００部に対して０．０
１〜１０重量部が好ましく、更には０．１〜５重量部が
好ましい。該添加量の０．０１重量部未満では硬化促進
効果に乏しく、１０重量部を越えるとウレタンプレポリ
マーへの分散性が悪くなり好ましくない。

【００２２】上記の如き本発明のウレタンプレポリマー
を偏光フィルムの表面に塗布するに当たっては、偏光フ
ィルムの偏光性を阻害しない溶剤、例えば酢酸エチル、
酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、メチルグリコールアセテ
ート、エチレングリコールアセテート、メトキシブチル
アセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、シクロヘキサノン、メチレンクロライド、トルエ
ン、キシレン、ミネラルスピリット、クレゾール、キシ
レノール、フラフラール、ナフサ等にて所望の粘度に希
釈し、ウレタンプレポリマー塗布液（Ｄ）を作製し、偏
光フィルムの少なくとも片面に塗布するのである。

【００２３】上記の如くウレタンプレポリマー塗布液
（Ｄ）が偏光フィルムの表面に塗布された後、硬化処理
が施されて、ウレタン樹脂層が形成されるのである。硬
化処理としては特に制限されないが、例えば、４０〜
９０℃、好ましくは５０〜８５℃、更に好ましくは５５
〜８０℃の温度で、かつ５０％ＲＨ以上の条件下で硬化
処理を行ったり、４０〜９０℃、好ましくは５０〜８
０℃の温水に、１〜１２０分間、好ましくは３〜６０分
間浸漬することにより行ったりする方法等がある。

【００２４】上記の方法の場合、９０℃の温度を越え
ると偏光フィルムが熱による影響を受けて光学性能が低
下することとなり、又５０％ＲＨ未満の湿度では硬化に
時間がかかったり充分な硬化が得られなかったりするた
め好ましくない。上記の方法の場合、温度が４０℃未
満では硬化促進効果が乏しく、又９０℃を越えると偏光
フィルムが熱による影響を受けて光学性能が低下するこ
ととなり好ましくない。又、かかる硬化処理時間はでき
るだけ短い方が生産性の点で好ましく、該時間が長すぎ
ると生産性が低下して好ましくない。かかる硬化処理
は、恒温恒湿器や加湿器等の装置を用いればよい。

【００２５】本発明においては、かかるウレタンポリマ
ー塗布液（Ｄ）を塗布後、かかる硬化処理を行う前に、
ウレタンポリマー塗布層中の溶剤を揮発させる目的で、
乾燥処理を行ってもよい。このときの乾燥温度は該溶剤
の種類にもよるが、４０〜９０℃、好ましくは５０〜７
０℃で、該温度が４０℃未満では乾燥に時間を要し、９
０℃を越えると偏光フィルムが変形等を起こして好まし
くない。

【００２６】かくして、本発明の偏光板が得られるわけ
であるが、形成されるウレタン樹脂層は乾燥後の厚み
で、０．５〜１００μｍが好ましく、更には５〜８０μ
ｍが好ましく、特に１０〜６０μｍが好ましい。かかる
ウレタン樹脂層の形成は、偏光フィルムの片面でもよい
が、両面に形成せしめても良い。従来の三酢酸セルロー
ス系の保護膜を有する偏光板に比べて、薄型で高度の耐
久性、偏光性を有し、表示品位に優れた偏光板が得られ
るのである。

【００２７】又、本発明の偏光板は、その一方の表面に
必要に応じて、透明な感圧性接着剤層が通常知られてい
る方法で形成されて、実用に供される場合もある。該粘
着剤層としてはアクリル酸エステル、例えばアクリル酸
ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸２−エチルヘキシル等とα−モノオレフィンカルボ
ン酸、例えばアクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メ
タクリル酸、クロトン酸等との共重合物（アクリルニト
リル、酢酸ビニル、スチロールの如きビニル単量体を添
加したものも含む。）を主体とするものが、偏光フィル
ムの偏光特性を阻害することがないので特に好ましい
が、これに限定されることなく、透明性を有する粘着剤
であれば使用可能で、例えばポリビニルエーテル系、ゴ
ム系等でもよい。

【００２８】又、更に偏光板の片面（上記粘着剤が設け
られていない面）に各種機能層を設けることも可能であ
り、機能層としては、例えばアンチグレア層、ハードコ
ート層、アンチリフレクション層、ハーフリフレクショ
ン層、反射層、蓄光層、エレクトロルミネッセンス層等
が挙げられ、更に、各種２種以上の組み合わせをするこ
とも可能で、例えばアンチグレア層とアンチリフレクシ
ョン層、蓄光層と反射層、蓄光層とハーフリフレクショ
ン層、蓄光層と光拡散層、蓄光層とエレクトロルミネッ
センス層、ハーフリフレクション層とエレクトロルミネ
ッセンス層等の組み合わせが挙げられる。但し、これら
に限定されることはない。

【００２９】本発明の偏光板に上記の各種機能層を設け
ること、又、各種機能層を種々組み合わせて該偏光板に
設けることで、更に各種機能に優れた光学積層体を得る
こともできるのである。

【００３０】本発明は、触媒として第３級アミンの有機
カルボン酸塩を含有したウレタンプレポリマーを塗布し
てウレタン樹脂層を形成しているため、良好な生産性が
得られ、得られた偏光板は表示品位に優れたものとな
る。又、各種の機能層を積層することもできて、各種機
能層の機能を充分に発揮し、電子卓上計算機、電子時
計、ワープロ、自動車や機械類の計器類等の液晶表示装
置、サングラス、防目メガネ、立体メガネ、表示素子
（ＣＲＴ、ＬＣＤ等）用反射低減層、医療機器、建築材
料、玩具等に用いられ、特に自動車や機械類の計器類等
の液晶表示装置に有用である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明について実施例を挙げて具体的
に説明する。尚、例中「部」、「％」とあるのは特に断
りのない限り重量基準である。 実施例１ 平均重合度１７００、ケン化度９９．５モル％、厚さ８
０μｍのポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素
０．２ｇ／ｌ、ヨウ化カリ６０ｇ／ｌよりなる水溶液中
に３０℃にて２４０秒浸漬し、次いでホウ酸６０ｇ／
ｌ、ヨウ化カリ３０ｇ／ｌの組成の水溶液（５５℃）に
浸漬すると共に、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間に
わたってホウ酸処理を行った後、３０℃で２４時間乾燥
して、偏光フィルム（単体透過率４２．７％、偏光度９
９．８％）を得た。

【００３２】別途、２，４−トリレンジイソシアネート
（８０％）と２，６−トリレンジイソシアネート（２０
％）の混合物（（Ａ）成分）とトリメチロールプロパン
（（Ｂ）成分）よりなるウレタンプレポリマー（Ｃ）の
７５％酢酸エチル溶液（日本ポリウレタン工業社製『コ
ロネートＬ』、イソシアネート基／水酸基≒３（モル
比）、遊離イソシアネート基含有量：１３％）１００部
に、触媒として１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］
−５−ノネンの２−エチルヘキサン酸塩を１．５部加え
て、更にメチルエチルケトン２５部で希釈してウレタン
プレポリマー塗布液（Ｄ）を得た。

【００３３】上記の偏光フィルムの両面にウレタンプレ
ポリマー塗布液（Ｄ）を塗布し、７０℃で３分間乾燥し
た後、６０℃の温水に１０分間浸漬して硬化処理を施
し、偏光フィルムの両面にそれぞれ３０μｍ厚のウレタ
ン樹脂（塗膜）層を形成させて偏光板を得た。得られた
偏光板について、以下の評価を行った。

【００３４】（表示品位）得られた偏光板を１５０ｍｍ
×２００ｍｍサイズに光線吸収軸が４５度方向となるよ
うに打ち抜いたものを、１５０ｍｍ×２００ｍｍサイズ
の光学ガラス板（厚み１．２ｍｍ）上に感圧性接着剤
（アクリル系粘着剤）を介して貼合した積層体サンプル
を２枚作製し、これらを液晶表示素子（１０．４インチ
サイズ、ＴＦＴタイプ、画素数ＶＧＡ）の両面に、互い
の光線吸収軸が直交するように流動パラフィンを介して
貼着し、液晶表示装置を作製した。該液晶表示装置を上
下左右方向から見た時の液晶表示素子の視認性を１０人
のモニターにより評価した。視認性良好と判断した人が
７人以上の場合を○、７人未満の場合を×とした。

【００３５】（発泡性）得られた偏光板のウレタン樹脂
層の発泡の有無を目視観察し、下記の基準にて評価し
た。 ○・・・発泡は認められなかった。 △・・・多少発泡が認められた。 ×・・・一面に発泡が認められた。

【００３６】実施例２ 実施例１において、ウレタンプレポリマー塗布液（Ｄ）
の塗布後、６０℃、９０％ＲＨで３０分間硬化処理を施
した以外は同様に行って、偏光板を得て、同様に評価を
行った。

【００３７】実施例３ 実施例１において、１，５−ジアザビシクロ［４，３，
０］−５−ノネンの２−エチルヘキサン酸塩の添加量を
ウレタンプレポリマー１００部に対して３．０部にした
以外は同様に行って、偏光板を得て、同様に評価を行っ
た。

【００３８】比較例１ 実施例１において、触媒として１，５−ジアザビシクロ
［４，３，０］−５−ノネンの２−エチルヘキサン酸塩
の代わりにトリエチルアミンを用いた以外は同様に行っ
て、偏光板を得て、同様に評価を行った。

【００３９】比較例２ 実施例１において、触媒として１，５−ジアザビシクロ
［４，３，０］−５−ノネンの２−エチルヘキサン酸塩
の代わりにトリエチレンジアミンを用いた以外は同様に
行って、偏光板を得て、同様に評価を行った。実施例、
比較例の評価結果をまとめて表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明は、偏光フィルムの表面に、触媒
として第３級アミンの有機カルボン酸塩を含有したレタ
ンプレポリマーを塗布してウレタン樹脂層を形成してい
るため、良好な生産性が得られ、得られた偏光板は発泡
等がなく、表示品位に優れたものとなる。又、各種の機
能層を積層することもできて、各種機能層の機能を充分
に発揮し、電子卓上計算機、電子時計、ワープロ、自動
車や機械類の計器類等の液晶表示装置、サングラス、防
目メガネ、立体メガネ、表示素子（ＣＲＴ、ＬＣＤ等）
用反射低減層、医療機器、建築材料、玩具等に用いら
れ、特に自動車や機械類の計器類等の液晶表示装置に有
用である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光フィルムの少なくとも片面に、触媒
   として第３級アミンの有機カルボン酸塩を含有したウレ
   タンプレポリマーからなるウレタン樹脂層を形成させて
   なることを特徴とする偏光板。
2. 【請求項２】 第３級アミンの有機カルボン酸塩が１，
   ５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５−ノネンの２−
   エチルヘキサン酸塩であることを特徴とする請求項１記
   載の偏光板。
3. 【請求項３】 ウレタンプレポリマーが分子内に２個以
   上のイソシアネート基を有する化合物（Ａ）と１分子中
   にイソシアネート基と反応する活性水素を有する化合物
   （Ｂ）とを反応させてなるウレタンプレポリマー（Ｃ）
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の偏光板。
4. 【請求項４】 第３級アミンの有機カルボン酸塩の添加
   量がウレタンプレポリマー１００重量部に対して０．０
   １〜１０重量部であることを特徴とする請求項１、２又
   は３記載の偏光板。