JPWO2019003679A1 - 偏光板 - Google Patents

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Abstract

高温高湿環境下において吸収軸方向の色抜けが顕著に抑制された偏光板が提供される。本発明の偏光板は、偏光膜と保護フィルムと粘着剤層とを有する。偏光膜は、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、および、その厚みが8μm以下である。粘着剤層は偏光膜に隣接して配置されており、その透湿度は300g/m/24hr以下である。本発明の偏光板は、85℃および85%RH環境下で120時間保持した後の偏光膜の吸収軸方向の色抜け量が100μm以下である。

Description

本発明は、偏光板に関する。
代表的な画像表示装置である液晶表示装置には、その画像形成方式に起因して、液晶セルの両側に偏光膜が配置されている。偏光膜の製造方法としては、例えば、樹脂基材とポリビニルアルコール(PVA)系樹脂層とを有する積層体を延伸し、次に染色処理を施して、樹脂基材上に偏光膜を得る方法が提案されている(例えば、特許文献1)。このような方法によれば、厚みの薄い偏光膜が得られるため、近年の画像表示装置の薄型化に寄与し得るとして注目されている。しかし、偏光膜(結果として、偏光板)においては、高温高湿環境下で光学特性が低下するという耐久性の問題がある。より具体的には、偏光膜は、高温高湿環境下において端部の偏光性能が消失し、いわゆる色抜けという現象が生じる場合がある。
特開2000−338329号公報
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、高温高湿環境下において吸収軸方向の色抜けが顕著に抑制された偏光板を提供することにある。
本発明の偏光板は、偏光膜と保護フィルムと粘着剤層とを有する。該偏光膜は、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、および、その厚みが8μm以下である。該粘着剤層は該偏光膜に隣接して配置されており、その透湿度は300g/m/24hr以下である。当該偏光板は、85℃および85%RH環境下で120時間保持した後の該偏光膜の吸収軸方向の色抜け量が100μm以下である。
1つの実施形態においては、上記偏光膜の吸収軸方向の色抜け量は、該吸収軸方向に直交する方向の色抜け量よりも100μm以上小さい。
1つの実施形態においては、上記偏光膜の吸収軸方向の色抜け量の該吸収軸方向に直交する方向の色抜け量に対する比は、0.5以下である。
1つの実施形態においては、上記粘着剤層は、ポリイソブチレンを含む活性エネルギー線架橋型ゴム系粘着剤組成物で構成されている。
本発明の別の偏光板は、偏光膜と保護フィルムと粘着剤層とを有する。該偏光膜は、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、および、その厚みが8μm以下である。該粘着剤層は該偏光膜に隣接して配置されており、その透湿度は300g/m/24hr以下である。当該偏光板は、高温高湿環境下において、変形した該粘着剤層が、吸収軸方向に収縮した該偏光膜の該吸収軸方向の端面を覆うバリア層として機能する。
本発明によれば、所定の透湿度を有する粘着剤層を厚みが8μm以下である偏光膜に隣接して配置することにより、高温高湿環境下において吸収軸方向の色抜けが顕著に抑制された偏光板を得ることができる。
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る。 色抜け量の算出を説明するための模式図である。 本発明の実施形態による偏光板が高温高湿環境下において吸収軸方向の色抜けが抑制され得るメカニズムを説明するための概略断面図である。 本発明の実施形態による偏光板の使用形態の一例を説明するための概略図である。 実施例1の偏光板の加熱加湿試験後の色抜け量を示す画像である。 比較例1の偏光板の加熱加湿試験後の色抜け量を示す画像である。
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
A.偏光板の全体構成
図1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る。図示例の偏光板100は、偏光膜10と、偏光膜10の少なくとも片側に配置された保護フィルム20と、偏光膜10の保護フィルム20と反対側に配置された粘着剤層30と、を有する。図示例のように偏光膜と粘着剤層とが隣接して(他の層やフィルムを介在させることなく)配置されることにより、高温高湿環境において変形した粘着剤層のバリア機能が良好に発揮され得る。なお、粘着剤層のバリア機能については後述する。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、その厚みは8μm以下である。さらに、本発明の実施形態においては、粘着剤層の透湿度は300g/m/24hr以下である。すなわち、粘着剤層はバリア機能を有する。本明細書において「バリア機能を有する」とは、偏光膜に侵入する酸素および/または水蒸気の透過量を制御して偏光膜をこれらから実質的に遮断することを意味する。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、高温高湿環境におけるヨウ素の安定性が低下しやすくなるところ、上記のような特定の透湿度を有する粘着剤層を用い、および、偏光膜に隣接して配置することにより、高温高湿環境下においても優れた光学特性を維持し得る偏光板を得ることができる。より具体的には、吸収軸方向の色抜けが顕著に抑制された偏光板を得ることができる。
本発明の実施形態による偏光板は、85℃および85%RH環境下で120時間保持した後の偏光膜の吸収軸方向の色抜け量が好ましくは100μm以下であり、より好ましくは50μm以下であり、さらに好ましくは30μm以下であり、特に好ましくは25μm以下である。色抜け量の下限は好ましくはゼロであり、1つの実施形態においては5μmである。色抜け量は、以下のようにして算出され得る:偏光板から、吸収軸方向および吸収軸に直交する方向をそれぞれ対向する二辺とする所定サイズの試験片を切り出す。なお、吸収軸方向は、代表的には偏光膜の製造における延伸方向に対応する。延伸方向は、例えば偏光板の長尺方向(搬送方向(MD方向))に対応し得る。次いで、試験片の粘着剤層を介して試験片をガラス板に貼り合わせ、これを85℃および85%RHのオーブン内で120時間放置して加熱加湿する。加熱加湿後の試験片を標準偏光板とクロスニコルの状態に配置した時の、加熱加湿後の試験片の端部の色抜け状態を顕微鏡により調べる。具体的には、試験片(偏光板または偏光膜)端部からの色抜けの大きさ(色抜け量:μm)を測定する。図2に示すように、吸収軸方向に沿って色抜けした領域の吸収軸方向における長さを色抜け量a、吸収軸に垂直な方向に沿って色抜けした領域の当該方向における長さを色抜け量bとしたとき、色抜け量aを吸収軸方向の色抜け量とする。なお、色抜けした領域は偏光特性が著しく低く、偏光板としての機能を実質的に果たさない。したがって、色抜け量は小さければ小さいほど好ましい。
上記偏光膜の吸収軸方向の色抜け量は、該吸収軸方向に直交する方向の色抜け量よりも、好ましくは100μm以上、より好ましくは120μm以上、さらに好ましくは150μm以上小さい。一方、吸収軸方向の色抜け量と吸収軸方向に直交する方向の色抜け量との差は、例えば250μm以下である。また、上記偏光膜の吸収軸方向の色抜け量aの吸収軸方向に直交する方向の色抜け量bに対する比(a/b)は、好ましくは0.5以下であり、より好ましくは0.3以下であり、さらに好ましくは0.2以下である。比(a/b)の下限は、1つの実施形態においては0(ゼロ)であり、別の実施形態においては0.03である。
本発明の実施形態による偏光板は、上記のとおり、高温高湿環境下において吸収軸方向の色抜け量が顕著に小さい。このような色抜けの異方性について、図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施形態による偏光板が表示セル200に貼り合わせられて高温高湿環境下に置かれた場合の状態を示す概略断面図である。偏光膜は、所定の加熱環境下において配向を緩和する方向に収縮する。より詳細には、偏光膜はPVAの延伸状態を緩和する方向に、すなわち主として吸収軸方向に収縮する。図3に示すように、偏光膜の収縮に伴い粘着剤層(粘着剤)も変形する。当該変形は、偏光膜の収縮への追随と単純な熱変形とに相乗的に起因すると推定される。当該変形により、粘着剤層が偏光膜の端面を覆うようになる。ここで、本発明の実施形態による偏光板における偏光膜の厚みが8μm以下であることにより、および、粘着剤層が偏光膜に隣接して配置されていることにより、変形した粘着剤層が偏光膜端面を実質的に全体にわたって覆うこととなる。その結果、粘着剤層がバリア層として機能し、偏光膜に侵入する酸素および/または水蒸気の透過量を制御して偏光膜をこれらから実質的に遮断する。したがって、色抜けが顕著に抑制される。したがって、偏光膜が所定値以下の厚みを有すること(偏光膜が薄いこと)が臨界的意義を有し、このような薄い偏光膜を用いることにより、バリア層を別途設けることなく粘着剤層により偏光膜の端面を酸素および/または水蒸気から保護することができる。また、粘着剤層の構成材料および/または特性を調整することにより、偏光膜の端面をさらに良好に覆うようにすることができる。なお、上記のとおり、偏光膜は主として吸収軸方向に収縮するので、上記のような粘着剤層の変形によるバリア機能は、実質的に吸収軸方向のみに発現する。したがって、本発明の実施形態の偏光板によれば、吸収軸方向の色抜け量が他の方向(例えば、吸収軸方向に直交する方向)の色抜け量に比べて顕著に小さくなる。
本発明の実施形態による偏光板は、表示パネルの視認側に配置されてもよく、視認側と反対側に配置されてもよく、一対の本発明の実施形態による偏光板が両側に配置されてもよい。
B.偏光膜
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。偏光膜は、単層のPVA系樹脂フィルムから形成されてもよく、PVA系樹脂フィルムまたはPVA系樹脂層を含む積層体から形成されてもよい。
単層のPVA系樹脂フィルムから形成される偏光膜の具体例としては、PVA系樹脂フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理および延伸処理が施されたもの、PVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。好ましくは、光学特性に優れることから、PVA系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光膜が用いられる。上記ヨウ素による染色は、例えば、PVA系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは3〜7倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、PVA系フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。例えば、染色の前にPVA系フィルムを水に浸漬して水洗することで、PVA系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、PVA系フィルムを膨潤させて染色ムラなどを防止することができる。
積層体を用いて得られる偏光膜の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたPVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光膜が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光膜は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光膜とすること;により作製され得る。本実施形態においては、延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。得られた樹脂基材/偏光膜の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を偏光膜の保護フィルムとしてもよく)、樹脂基材/偏光子の積層体から樹脂基材を剥離し、当該剥離面に目的に応じた任意の適切な保護フィルムを積層して用いてもよい。このような偏光膜の製造方法の詳細は、例えば特開2012−73580号公報に記載されている。当該公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
上記PVA系樹脂フィルムを形成するPVA系樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン−ビニルアルコール共重合体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。PVA系樹脂のケン化度は、通常85モル%〜100モル%であり、好ましくは95.0モル%〜99.95モル%、さらに好ましくは99.0モル%〜99.93モル%である。ケン化度は、JIS K 6726−1994に準じて求めることができる。このようなケン化度のPVA系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光膜が得られ得る。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。
PVA系樹脂の平均重合度は、目的に応じて適切に選択され得る。平均重合度は、通常1000〜10000であり、好ましくは1200〜5000、さらに好ましくは1500〜4500である。なお、平均重合度は、JIS K 6726−1994に準じて求めることができる。
上記のとおり、偏光膜はヨウ素を含む。偏光膜は、実質的には、ヨウ素が吸着配向されたPVA系樹脂フィルムである。PVA系樹脂フィルム中のヨウ素濃度は、例えば5.0重量%〜12.0重量%である。また、PVA系樹脂フィルム中のホウ酸濃度は、例えば12重量%〜25重量%である。
PVA系樹脂フィルム(偏光膜)の厚みは上記のとおり8μm以下であり、好ましくは7μm以下であり、より好ましくは6μm以下である。一方、PVA系樹脂フィルムの厚みは、好ましくは1.0μm以上であり、より好ましくは2.0μm以上である。偏光膜の厚みが8μm以下であることにより、偏光膜の熱収縮および粘着剤層の変形による粘着剤層のバリア効果を実現することができ、吸収軸方向の色抜けを顕著に抑制することができる。
上記偏光膜は、好ましくは、波長380nm〜780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光膜の単体透過率は、好ましくは40.0%〜46.0%であり、より好ましくは41.0%〜45.0%である。偏光膜の偏光度は、好ましくは99.9%以上であり、より好ましくは99.95%以上であり、さらに好ましくは99.98%以上である。偏光板が反射型液晶表示装置または有機EL表示装置に適用される場合には、偏光膜の偏光度は、好ましくは90%以上であり、より好ましくは93%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。本発明によれば、このような優れた光学特性(単体透過率および偏光度のバランスに優れること)と優れた耐久性(高温高湿環境下においてもこのような優れた光学特性を維持し得ること)とを両立することができる。
偏光膜の吸収軸方向の熱収縮率と吸収軸方向に直交する方向の熱収縮率との比は、好ましくは1.5以上であり、より好ましくは1.8以上であり、さらに好ましくは2.3以上である。一方、当該比は、好ましくは20以下であり、より好ましくは15以下である。さらに、偏光膜の吸収軸方向に直交する方向の熱収縮率は、好ましくは0.10%未満であり、より好ましくは0.06%以下であり、さらに好ましくは0.03%以下である。
C.保護フィルム
保護フィルム20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。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
本発明の実施形態においては、偏光板の製造において用いられる樹脂基材をそのまま保護フィルムとして用いてもよい。
図示例のように偏光板が表示パネルの視認側に配置されかつ保護フィルムが偏光膜の視認側に配置される場合には、保護フィルムには、必要に応じて、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、アンチグレア処理等の表面処理が施されていてもよい。
保護フィルムの厚みは、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切な厚みが採用され得る。保護フィルムの厚みは、例えば20μm〜40μmであり、好ましくは25μm〜35μmである。なお、表面処理が施されている場合、保護フィルムの厚みは、表面処理層の厚みを含めた厚みである。
D.粘着剤層
D−1.粘着剤層の特性
粘着剤層の40℃、90%RH条件下での水蒸気透過率(透湿度)は、例えば300g/m/24hr以下であり、好ましくは100g/m/24hr以下であり、より好ましくは50g/m/24hr以下であり、さらに好ましくは25g/m/24hr以下である。透湿度の下限は、例えば0.01g/m/24hrであり、好ましくは検出限界未満である。粘着剤層の透湿度がこのような範囲であれば、粘着剤層を好ましくは偏光膜に隣接して配置することにより、偏光膜を空気中の水分および酸素から良好に保護し得る。その結果、高温高湿環境下においても偏光板の光学特性を維持し、偏光板の耐久性を向上させることができる。より具体的には、高温高湿環境下において吸収軸方向の色抜けが顕著に抑制された偏光板を得ることができる。なお、透湿度は、JIS Z0208に準じて測定され得る。
粘着剤層のゲル分率は、好ましくは10%〜98%であり、より好ましくは25%〜98%であり、さらに好ましくは45%〜90%であり、特に好ましくは60%〜85%である。ゲル分率がこのような範囲であれば、耐久性と粘着力を両立することができる。さらに、偏光板の端面を覆うような適切な変形特性を実現することができる。
粘着剤層の厚みは、例えば10μm〜100μmであり、好ましくは15μm〜70μmであり、より好ましくは20μm〜55μmであり、さらに好ましくは25μm〜50μmである。このような厚みであれば、所望の透湿度を実現することができる。
D−2.粘着剤層の構成材料
粘着剤層は、上記のような特性を満足し得る限りにおいて、任意の適切な材料で構成され得る。構成材料は、代表的にはゴム系粘着剤組成物であり、より具体的にはポリイソブチレンを含む活性エネルギー線架橋型ゴム系粘着剤組成物であり得る。以下、ゴム系粘着剤組成物の構成成分を説明する。
D−2−1.ポリイソブチレンおよび他のポリマー成分
ポリイソブチレンは、イソブチレンの単独重合体であり、例えば、BASF社製のOPPANOL等の市販品を用いることができる。本発明の実施形態においては、主鎖中に二重結合を含まないポリイソブチレンを用いるので、耐候性に優れた粘着剤層を形成することができる。
ポリイソブチレンの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10万以上であり、より好ましくは30万以上であり、さらに好ましくは60万以上であり、特に好ましくは70万以上である。一方、重量平均分子量は、好ましくは500万以下であり、より好ましくは300万以下であり、さらに好ましくは200万以下である。ポリイソブチレンの重量平均分子量を10万以上とすることにより、高温保管時の耐久性がより優れるゴム系粘着剤組成物とすることができる。
ゴム系粘着剤組成物におけるポリイソブチレンの含有量は、ゴム系粘着剤組成物の全固形分中、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは60重量%以上であり、さらに好ましくは70重量%以上であり、特に好ましくは80重量%以上であり、とりわけ好ましくは85重量%以上であり、最も好ましくは90重量%以上である。一方、ポリイソブチレンの含有量は、好ましくは99重量%以下であり、より好ましくは98重量%以下である。ポリイソブチレンの含有量がこのような範囲であれば、所望の透湿度を有する粘着剤層を形成することができる。
ゴム系粘着剤組成物は、目的や所望の特性に応じて、ポリイソブチレン以外のポリマー成分(代表的には、ポリマー、エラストマー)を含んでいてもよい。具体例としては、イソブチレンとノルマルブチレンとの共重合体、イソブチレンとイソプレンとの共重合体(例えば、レギュラーブチルゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、部分架橋ブチルゴム等のブチルゴム類)、これらの加硫物や変性物(例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基等の官能基で変性したもの)等のイソブチレン系ポリマー;スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS、SISの水添物)、スチレン−エチレン−プロピレンブロック共重合体(SEP、スチレン−イソプレンブロック共重合体の水添物)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等のスチレン系ブロックコポリマー等のスチレン系熱可塑性エラストマー;ブチルゴム(IIR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、EPR(二元系エチレン−プロピレンゴム)、EPT(三元系エチレン−プロピレンゴム)、アクリルゴム、ウレタンゴム、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー;ポリエステル系熱可塑性エラストマー;ポリプロピレンとEPT(三元系エチレン−プロピレンゴム)とのポリマーブレンド等のブレンド系熱可塑性エラストマーが挙げられる。このようなポリマー成分の含有量は、ポリイソブチレン100重量部に対して好ましくは10重量部以下である。
D−2−2.水素引抜型光重合開始剤
水素引抜型光重合開始剤は、活性エネルギー線を照射することにより、開始剤自身は開裂することなくポリイソブチレンより水素を引き抜いて反応点を生成し、当該反応点により、ポリイソブチレンの架橋反応を開始させるものである。
水素引抜型光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル−4−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジクロルベンゾフェノン、4,4’−ジメチルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系化合物;4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系化合物;10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアンスラキノン、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン等;アセトナフトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等の芳香族ケトン化合物;テレフタルアルデヒド等の芳香族アルデヒド、メチルアントラキノン等のキノン系芳香族化合物が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの中でも、反応性の観点から、ベンゾフェノン系化合物が好ましく、ベンゾフェノンがより好ましい。
水素引抜型光重合開始剤の含有量は、ポリイソブチレン100重量部に対して、好ましくは0.001〜10重量部であり、より好ましくは0.005〜10重量部であり、さらに好ましくは0.01〜10重量部である。水素引抜型光重合開始剤の含有量がこのような範囲であれば、架橋反応を目的の密度まで進行させることができる。
D−2−3.多官能ラジカル重合性化合物
ゴム系粘着剤組成物は、多官能ラジカル重合性化合物をさらに含んでいてもよい。多官能ラジカル重合性化合物は、ポリイソブチレンの架橋剤として機能し得る。
多官能ラジカル重合性化合物は、(メタ)アクリロイル基またはビニル基等の不飽和二重結合を有するラジカル重合性の官能基を少なくも2つ有する化合物である。多官能ラジカル重合性化合物の具体的としては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオぺンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、EO変性ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル化物、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリイソブチレンに対する相溶性の観点から、(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル化物が好ましく、(メタ)アクリロイル基を2つ有する2官能(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイル基を3つ以上有する3官能(メタ)アクリレートがより好ましく、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
多官能ラジカル重合性化合物の含有量は、ポリイソブチレン100重量部に対して、好ましくは20重量部以下であり、より好ましくは15重量部以下であり、さらに好ましくは10重量部以下である。一方、多官能ラジカル重合性化合物の含有量は、ポリイソブチレン100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上であり、より好ましくは0.5重量部以上であり、さらに好ましくは1重量部以上である。多官能ラジカル重合性化合物の含有量がこのような範囲であれば、耐久性に優れた粘着剤層を形成することができる。
多官能ラジカル重合性化合物の分子量は、例えば1000以下であり、好ましくは500以下である。
D−2−4.粘着付与剤
ゴム系粘着剤組成物は、粘着付与剤をさらに含んでいてもよい。粘着付与剤を含むことにより、被着体(例えば、偏光膜または保護フィルム)に対して高い接着性を有し、かつ、高温環境下においても高い耐久性を有する粘着剤層を形成することができる。粘着付与剤の具体例としては、テルペン骨格を含む粘着付与剤、ロジン骨格を含む粘着付与剤、およびこれらの水添物が挙げられる。
テルペン骨格を含む粘着付与剤としては、例えば、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジペンテン重合体等のテルペン重合体や、前記テルペン重合体を変性(フェノール変性、スチレン変性、芳香族変性、水素添加変性、炭化水素変性等)した変性テルペン樹脂等が挙げられる。上記変性テルペン樹脂の例には、テルペンフェノール樹脂、スチレン変性テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水素添加テルペン樹脂(水素化テルペン樹脂)が挙げられる。ここで、水素添加テルペン樹脂は、テルペン重合体の水素化物および他の変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂の水素添加物を包含する。これらの中でも、ゴム系粘着剤組成物への相溶性や粘着特性の観点から、テルペンフェノール樹脂の水素添加物が好ましい。
ロジン骨格を含む粘着付与剤としては、例えば、ロジン樹脂、重合ロジン樹脂、水添ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、ロジンフェノール樹脂が挙げられる。具体的には、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の未変性ロジン(生ロジン)、これらを水添化、不均化、重合、その他の化学的に修飾した変性ロジン、ならびに、これらの誘導体を使用することができる。
粘着付与剤が水素添加物である場合、部分的に水素添加されている部分水素添加物であってもよく、化合物中の全ての二重結合に水素添加がされている完全水素添加物であってもよい。粘着特性、耐候性、および色相の観点から、完全水素添加物が好ましい。
粘着付与剤は、粘着特性の観点から、シクロヘキサノール骨格を含むことが好ましい。詳細な原理は不明であるが、フェノール骨格よりシクロヘキサノール骨格の方が、ベースポリマーであるポリイソブチレンとの相溶性のバランスがとれるためと考えられる。シクロヘキサノール骨格を含む粘着付与剤としては、例えば、テルペンフェノール樹脂、ロジンフェノール樹脂等の水添物が好ましく、テルペンフェノール樹脂、ロジンフェノール樹脂等の完全水素添加物がより好ましい。
粘着付与剤の軟化点(軟化温度)は、好ましくは80℃以上であり、より好ましくは100℃以上である。一方、粘着付与剤の軟化点は、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは180℃以下である。粘着付与剤の軟化点がこのような範囲であれば、高温においても粘着特性を維持し得、かつ、白化等の不具合を生じない粘着剤組成物を得ることができる。なお、粘着付与剤の軟化点は、JIS K5902およびJIS K2207のいずれかに規定する軟化点試験方法(環球法)によって測定された値として定義される。
粘着付与剤の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5万以下であり、より好ましくは3万以下であり、さらに好ましくは1万以下であり、特に好ましくは8000以下であり、とりわけ好ましくは5000以下である。一方、粘着付与剤の重量平均分子量は、好ましくは500以上であり、より好ましくは1000以上であり、さらに好ましくは2000以上である。粘着付与剤の重量平均分子量がこのような範囲であれば、ポリイソブチレンとの相溶性が良く、白化等の不具合を抑制することができる。
粘着付与剤の添加量は、ポリイソブチレン100重量部に対して、好ましくは40重量部以下であり、より好ましくは30重量部以下であり、さらに好ましくは20重量部以下である。一方、粘着付与剤の添加量は、好ましくは0.1重量部以上であり、より好ましくは1重量部以上であり、さらに好ましくは5重量部以上である。粘着付与剤の含有量がこのような範囲であれば、所望の粘着特性を実現することができる。
ゴム系粘着剤組成物は、上記の粘着付与剤以外の粘着付与剤を含んでいてもよい。当該粘着付与剤としては、石油樹脂系粘着付与剤が挙げられる。石油系粘着付与剤としては、例えば、芳香族系石油樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂(脂肪族環状石油樹脂)、脂肪族・芳香族系石油樹脂、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加石油樹脂、クマロン系樹脂、クマロンインデン系樹脂が挙げられる。石油樹脂系粘着付与剤は、ポリイソブチレン100重量部に対して、例えば30重量部以下の割合で用いることができる。
D−2−5.その他の添加剤
ゴム系粘着剤組成物は、上記以外の任意の適切な添加剤を含んでいてもよい。添加剤の具体例としては、希釈剤(例えば、トルエン、キシレン、n−ヘプタン、ジメチルエーテル等の有機溶媒)、軟化剤、架橋剤(例えば、ポリイソシアネート、エポキシ化合物、アルキルエーテル化メラミン化合物)、充填剤、老化防止剤、紫外線吸収剤が挙げられる。ゴム系粘着剤組成物に添加される添加剤の種類、組み合わせ、添加量等は、目的に応じて適切に設定され得る。ゴム系粘着剤組成物における添加剤の含有量(総量)は、好ましくは30重量%以下であり、より好ましくは20重量%以下であり、さらに好ましくは10重量%以下である。
D−3.粘着剤層の形成
粘着剤層は、ゴム系粘着剤組成物に活性エネルギー線を照射してポリイソブチレンを架橋させることにより形成され得る。具体的な手順は以下のとおりである。
1つの実施形態においては、粘着剤層は、偏光膜または保護フィルム表面に直接形成され得る。この場合には、まず、保護フィルム20/偏光膜10の積層体の偏光膜表面、あるいは、保護フィルム20/偏光膜10/保護フィルム(図示せず)の図示しない保護フィルム表面に、ゴム系粘着剤組成物を塗布する。塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、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コート法が挙げられる。
次に、必要に応じて塗布層を乾燥する。乾燥により、塗布層中の揮発成分(例えば、希釈剤)を除去することができる。乾燥温度は、目的および乾燥時間等に応じて適切に設定され得る。乾燥温度は、例えば30℃〜90℃であり、好ましくは60℃〜80℃である。乾燥時間は、目的および乾燥温度等に応じて適切に設定され得る。乾燥時間は、例えば5秒〜20分であり、好ましくは30秒〜10分であり、より好ましくは1分〜8分である。
次に、必要に応じて乾燥した塗布層に活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線としては、例えば、可視光線、紫外線、電子線が挙げられる。紫外線が好ましい。紫外線の照射条件は、ゴム系粘着剤組成物の組成および粘着剤層の所望の特性等に応じて、任意の適切な条件に設定することができる。例えば、紫外線の照射積算光量は、好ましくは100mJ/cm〜2000mJ/cmである。
別の実施形態においては、粘着剤層は、任意の適切な支持体に形成した後、偏光膜または保護フィルム表面に転写されてもよい。支持体としては、代表的にはセパレーターが挙げられる。支持体上に粘着剤を形成する手順は上記のとおりである。
以上のようにして、粘着剤層が形成され得る。
E.偏光板の用途
本発明の実施形態による偏光板は、画像表示装置に好適に用いられる。画像表示装置としては、例えば、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。
特に、本発明の実施形態による偏光板は、折り曲げ可能な画像表示装置に好適に用いられ得る。図4は、本発明の実施形態による偏光板の使用形態の一例を説明するための概略図である。図4に示すように、折り曲げ可能な画像表示装置における折り曲げ部分は、ベゼルがなく偏光板がむき出しとなる場合がある。この場合、折り曲げ方向(折れ線が延びる方向)と偏光膜の吸収軸方向とを実質的に平行とすれば、本発明の偏光板は吸収軸方向の色抜けが顕著に抑制されるので、ベゼルがない部分の色抜けを目立たなくすることができる。吸収軸と直交する方向の色抜けは、図示例のようにベゼルで隠蔽されるのでそれほど問題とはならない。したがって、吸収軸の方向と折り曲げ方向とを実質的に平行とすることにより、本発明の実施形態による偏光板は、折り曲げ可能な画像表示装置に好適に用いられ得る。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各特性の測定方法は以下の通りである。また、特に明記しない限り、「部」および「%」は重量基準である。
(1)厚み
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調製した粘着剤組成物を用いて、実施例に記載の方法に準じて、厚みが50μmである粘着シートを形成した。粘着シートの一方の剥離ライナーを剥がして粘着面を露出させ、該粘着面を介して、粘着シートをトリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム、厚み:25μm、コニカミノルタ(株)製)に貼り合わせ、10cmΦの円状に切り出した。最後に、もう一方の剥離ライナーを剥がして、測定用サンプルを得た。得られた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得られた偏光板から、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)を切り出した。試験片の粘着剤層を介して試験片をガラス板に貼り合わせ、これを85℃および85%RHのオーブン内で120時間放置して加熱加湿し、標準偏光板とクロスニコルの状態に配置した時の、加熱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、吸収軸方向の端部からの色抜け量aおよび吸収軸方向と直交する方向の端部からの色抜け量bの両方を測定した。
(4)収縮率
実施例および比較例で得られた偏光板から、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(100mm×100mm)を切り出した。試験片の粘着剤層を介して試験片をガラス板に貼り合わせ、これを85℃および85%RHのオーブン内で120時間放置して加熱加湿した時の、両端部からの長さの変化から収縮率を求めた。
[実施例1]
樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.60%、Tg80℃、弾性率2.5GPaの非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用いた。
樹脂基材の片面に、コロナ処理(処理条件:55W・min/m)を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)90重量部、アセトアセチル変性PVA(重合度1200、アセトアセチル変性度約5%、ケン化度99.0モル%以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)10重量部、およびヨウ化カリウム13重量部を含む水溶液を常温で塗布し、60℃環境下で乾燥して、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、140℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸)。
次いで、積層体を、液温30℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素を0.4重量部配合し、ヨウ化カリウムを3.0重量部配合して得られたヨウ素水溶液)に60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温30℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度3.0重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸)。
その後、積層体を液温30℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光膜を形成した。
さらに、得られた偏光膜の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、保護基材として、シクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン社製、Zeonor ZF−12、23μm)を紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが1.0μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をシクロオレフィン系フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離してシクロオレフィン系フィルム(保護基材)/偏光膜の構成を有する偏光板を得た。
ポリイソブチレン(商品名:OPPANOL B80、Mw:約75万、BASF社製)100重量部と、多官能ラジカル重合性化合物としてのトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(商品名:NKエステルA−DCP、2官能アクリレート、分子量:304、新中村化学工業(株)製)5重量部、水素引抜型光重合開始剤であるベンゾフェノン(和光純薬工業(株)製)1重量部を配合したトルエン溶液(粘着剤溶液)を固形分が15重量%になるように調整し、ゴム系粘着剤組成物(溶液)を調製した。得られたゴム系粘着剤組成物(溶液)を、セパレーター(片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム、商品名「ダイアホイルMRF」、三菱樹脂(株)製)の剥離処理面に塗布して塗布層を形成した。次いで、塗布層を、80℃で3分乾燥させて、厚みが25μmのゴム系粘着剤層を形成した。次いで、粘着剤層側から、室温で紫外線を照射し、ポリイソブチレンを架橋した。紫外線照射は、UVA領域にて光量1000mJ/cmであった。このようにして、セパレーター/粘着剤層(厚み25μm)の粘着シートを得た。粘着剤層の透湿度は24g/m/24hrであった。
保護基材(シクロオレフィン系フィルム)と偏光膜との積層体(偏光板)の偏光膜表面に、粘着シートから粘着剤層を転写し、本実施例の偏光板を得た。得られた偏光板を50mm×50mmに切り出し、粘着剤層を介して70mm×70mmのガラス板に貼り合わせ、上記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。
[実施例2]
粘着剤層の厚みを50μmとし、透湿度を12g/m/24hrとしたこと以外は実施例1と同様にして、偏光板を作製した。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例1]
通常のアクリル系粘着剤(厚み25μm、透湿度1400g/m/24hr)を用いて粘着剤層を形成したこと以外は実施例1と同様にして、偏光板を作製した。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。さらに、色抜けの状態を図6に示す。
[比較例2]
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、偏光膜の片面に、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、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタ社製、KC4UY)を貼り合わせ、60℃に維持したオーブンで5分間加熱して、TACフィルム(保護フィルム)/偏光膜の積層体を得た。以下の手順は実施例2と同様にして偏光膜表面に粘着剤層を形成し、偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例3]
実施例1と同様にしてシクロオレフィン系フィルム(保護基材)/偏光膜の積層体を得た。積層体の偏光膜表面にシクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン社製、Zeonor ZF−12、23μm)を貼り合せ、シクロオレフィン系フィルム(保護基材)/偏光膜/シクロオレフィン系フィルム(保護基材)の構成を有する偏光板を得た。以下の手順は実施例1と同様にして、この偏光板の一方の保護基材表面に粘着剤層を形成し、本比較例の偏光板とした。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例4]
比較例2と同様にしてTACフィルム(保護フィルム)/偏光膜の積層体を得た。積層体の偏光膜表面にシクロオレフィン系フィルム(日本ゼオン社製、Zeonor ZF−12、23μm)を貼り合せ、TAC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(保護基材)の構成を有する偏光板を得た。以下の手順は実施例1と同様にして、シクロオレフィン系フィルム表面に粘着剤層を形成し、本比較例の偏光板とした。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<評価>
表1から明らかなとおり、所定の透湿度を有する(より具体的には、低透湿の)粘着剤層を厚みが非常に薄い偏光膜に隣接して配置することにより、高温高湿環境下における偏光膜の吸収軸方向の色抜けを顕著に抑制することができる。
本発明の偏光板は、画像表示装置に好適に用いられる。画像表示装置としては、例えば、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。このような画像表示装置は、テレビ、携帯電話、携帯情報端末、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯ゲーム機、カーナビゲーション、コピー機、プリンター、ファックス、時計、電子レンジ等に好適に用いられる。
10 偏光膜
20 保護フィルム
30 粘着剤層
100 偏光板

Claims (5)

  1. 偏光膜と保護フィルムと粘着剤層とを有し、
    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、および、その厚みが8μm以下であり、
    該粘着剤層が該偏光膜に隣接して配置されており、その透湿度が300g/m/24hr以下であり、
    85℃および85%RH環境下で120時間保持した後の該偏光膜の吸収軸方向の色抜け量が100μm以下である、
    偏光板。
  2. 前記偏光膜の吸収軸方向の色抜け量が、該吸収軸方向に直交する方向の色抜け量よりも100μm以上小さい、請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記偏光膜の吸収軸方向の色抜け量の該吸収軸方向に直交する方向の色抜け量に対する比が、0.5以下である、請求項1または2に記載の偏光板。
  4. 前記粘着剤層が、ポリイソブチレンを含む活性エネルギー線架橋型ゴム系粘着剤組成物で構成されている、請求項1から3のいずれかに記載の偏光板。
  5. 偏光膜と保護フィルムと粘着剤層とを有し、
    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、および、その厚みが8μm以下であり、
    該粘着剤層が該偏光膜に隣接して配置されており、その透湿度が300g/m/24hr以下であり、
    高温高湿環境下において、変形した該粘着剤層が、吸収軸方向に収縮した該偏光膜の該吸収軸方向の端面を覆うバリア層として機能する、
    偏光板。
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