JP2002174729A - 偏光板、粘着剤付き偏光板及びそれらの使用 - Google Patents
偏光板、粘着剤付き偏光板及びそれらの使用Info
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Abstract
える「白ヌケ」と呼ばれる現象を小さくすることがで
き、また耐湿熱性も良好な偏光板を提供し、それを液晶
表示装置に適用して、白ヌケの防止を図る。 【解決手段】 一軸延伸され、ヨウ素又は二色性染料が
吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムか
らなる偏光フィルムの一方の面に、非晶性ポリオレフィ
ン系樹脂からなる保護フィルムが貼合されており、他方
の面には、上記非晶性ポリオレフィン系樹脂とは異なる
樹脂からなる保護フィルムが貼合されている偏光板が提
供される。この偏光板の非晶性ポリオレフィン系樹脂か
らなる保護フィルム側に粘着剤層を設けるのが有利であ
り、またこの偏光板は、非晶性ポリオレフィン系樹脂か
らなる保護フィルムが液晶セル側となるように配置し
て、液晶表示装置に使用される。
Description
面に保護フィルムが貼合された偏光板、さらに粘着剤層
が設けられた粘着剤付き偏光板、及びそれらの液晶表示
装置への使用に関するものである。
る光学部品の一つとして有用である。従来から偏光フィ
ルムの製造方法として、二色性色素により染色された一
軸延伸ポリビニルアルコール樹脂フィルムをホウ酸処理
し、水洗処理した後、乾燥処理する方法は広く知られて
いる。かくして得られた偏光フィルムは、その両面又は
片面に保護フィルムが積層された偏光板として、液晶表
示装置に組み込まれて使用される。通例、保護フィルム
の厚みは30〜120μm程度であり、またトリアセチ
ルセルロース樹脂フィルムが使用されている。
ルムのみを保護フィルムとした偏光板を用いた液晶表示
装置を高温下で使用すると、表示画面の周囲四辺の中点
付近が白く見える、いわゆる「白ヌケ」と呼ばれる現象
が発生することがあった。かかる白ヌケが発生すると、
表示画面の周囲四辺の中点付近でコントラストが低下
し、表示品質が低下する。
係数の小さい樹脂からなるフィルムを偏光板用保護フィ
ルムとして使用することが知られている。光弾性係数の
小さい保護フィルム材料としては、例えば、非晶性ポリ
オレフィン系樹脂がよく知られている。非晶性ポリオレ
フィン系樹脂としては、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹
脂、環状オレフィン系樹脂などがある。
の非晶性ポリオレフィン系樹脂を偏光フィルムの両面に
貼合した偏光板は、いくらかの白ヌケ防止効果を発現す
るものの、その効果は未だ不十分であった。
意研究を行った結果、偏光板の両面に使用する保護フィ
ルムの種類を変えることによって、白ヌケのさらなる防
止が可能となることを見出した。また、こうして得られ
る偏光板は、従来一般に用いられていたトリアセチルセ
ルロース樹脂フィルムを偏光フィルムの両面に貼合した
偏光板よりも、耐湿熱性が良好であることを併せて見出
した。
く、また耐湿熱性も良好な偏光板を提供することにあ
る。本発明の別の目的は、かかる偏光板の少なくとも一
方の面に粘着剤層が設けられた粘着剤付き偏光板を提供
することにある。さらに本発明のもう一つの目的は、こ
れらの偏光板又は粘着剤付き偏光板を液晶表示装置に適
用して、白ヌケの防止を図ることにある。
れた本発明の偏光板は、一軸延伸され、ヨウ素又は二色
性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フ
ィルムからなる偏光フィルムの一方の面に、非晶性ポリ
オレフィン系樹脂からなる保護フィルムが貼合されてお
り、他方の面には、上記非晶性ポリオレフィン系樹脂と
は異なる樹脂からなる保護フィルムが貼合されているも
のである。この偏光板の少なくとも非晶性ポリオレフィ
ン系樹脂からなる保護フィルム側には、粘着剤層を設け
て、粘着剤付き偏光板とするのが有利である。これらの
偏光板又は粘着剤付き偏光板を液晶表示装置に適用する
にあたっては、非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる保
護フィルム側が液晶セル側となるよう、液晶表示素子に
配置される。
されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色
素を吸着配向させた偏光フィルムの両面に、保護フィル
ムを貼合したものである。偏光フィルムを構成するポリ
ビニルアルコール系樹脂は通常、ポリ酢酸ビニル系樹脂
をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹
脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビ
ニルのほか、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単
量体の共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合
される他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸
類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン
酸類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の
ケン化度は、通常85〜100モル%、好ましくは98
〜100モル%の範囲である。このポリビニルアルコー
ル系樹脂はさらに変性されていてもよく、例えば、アル
デヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニ
ルアセタールなども使用し得る。ポリビニルアルコール
系樹脂の重合度は、通常1,000〜10,000、好ま
しくは1,500〜10,000の範囲である。
コール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニル
アルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色してヨウ
素や二色性染料を吸着させる工程、二色性色素が吸着さ
れたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶
液で処理する工程、ホウ酸水溶液による処理後に水洗す
る工程、及びこれらの工程が施されて二色性色素が吸着
配向された一軸延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィル
ムに保護フィルムを貼合する工程を経て製造される。一
軸延伸は、二色性色素による染色の前に行ってもよい
し、二色性色素による染色と同時に行ってもよいし、二
色性色素による染色の後に行ってもよい。一軸延伸を二
色性色素による染色後に行う場合、この一軸延伸は、ホ
ウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行って
もよい。またもちろん、これらの複数の段階で一軸延伸
を行うことも可能である。一軸延伸するには、周速の異
なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用
いて一軸に延伸してもよい。また、大気中で延伸を行う
乾式延伸であってもよいし、溶剤で膨潤した状態で延伸
を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常4〜
8倍程度である。
性色素で染色するには、例えば、ポリビニルアルコール
系樹脂フィルムを、二色性色素を含有する水溶液に浸漬
すればよい。ここでいう二色性色素は、具体的にはヨウ
素又は二色性染料である。
常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポ
リビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する
方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量
は通常、水100重量部あたり0.01〜0.5重量部程
度であり、ヨウ化カリウムの含有量は通常、水100重
量部あたり0.5〜10重量部程度である。この水溶液
の温度は、通常20〜40℃程度であり、また、この水
溶液への浸漬時間は、通常30〜300秒程度である。
る場合は通常、水溶性二色性染料を含む水溶液に、ポリ
ビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方
法が採用される。この水溶液における二色性染料の含有
量は通常、水100重量部あたり1×10-3〜1×10
-2重量部程度である。この水溶液は、硫酸ナトリウムな
どの無機塩を含有していてもよい。この水溶液の温度
は、通常20〜80℃程度であり、また、この水溶液へ
の浸漬時間は、通常30〜300秒程度である。
染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ
酸水溶液に浸漬することにより行われる。ホウ酸水溶液
におけるホウ酸の含有量は通常、水100重量部あたり
2〜15重量部程度、好ましくは5〜12重量部程度で
ある。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、この
ホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有するのが好まし
い。ホウ酸水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量は通
常、水100重量部あたり2〜20重量部程度、好まし
くは5〜15重量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間
は、通常100〜1,200秒程度、好ましくは150
〜600秒程度、さらに好ましくは200〜400秒程
度である。またホウ酸水溶液の温度は、通常50℃以上
であり、好ましくは50〜85℃である。
脂フィルムは、通常、水洗処理される。水洗処理は、例
えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フ
ィルムを水に浸漬することにより行われる。水洗後は乾
燥処理が施されて、偏光フィルムが得られる。水洗処理
における水の温度は、通常5〜40℃程度であり、浸漬
時間は、通常2〜120秒程度である。その後に行われ
る乾燥処理は通常、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用
いて行われる。乾燥温度は、通常40〜100℃であ
る。乾燥処理における処理時間は、通常120秒〜60
0秒程度である。
偏光フィルムと同様、両面に保護フィルムを積層して偏
光板とされる。本発明では、偏光板の一方の面の保護フ
ィルムとして、非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムが
用いられる。非晶性ポリオレフィン系樹脂は、一般に公
知のもので、例えば、「化学工業」1991年2月号の第2
0〜26頁(化学工業社)、「機能材料」1993年1月号
(Vol.13, No.1)の第40〜52頁(シーエムシー)な
どに記載された樹脂を使用することができる。これらの
非晶性ポリオレフィン樹脂は通常、ノルボルネンや多環
ノルボルネン系モノマーのような環状オレフィンの重合
単位を有するものであり、環状オレフィンと鎖状オレフ
ィンとの共重合体であってもよい。なかでも、熱可塑性
飽和ノルボルネン系樹脂が有利に使用される。また極性
基が導入されているものも有効である。市販の非晶性ポ
リオレフィン系樹脂としては、ジェイエスアール(株)
の“アートン”、日本ゼオン(株)の“ZEONEX”及び
“ZEONOR”、三井化学(株)の“APO”及び“アペ
ル”などがある。非晶性ポリオレフィン系樹脂を製膜し
てフィルムとするのであるが、製膜には、溶剤キャスト
法、溶融押出法など、公知の方法が適宜用いられる。非
晶性ポリオレフィン系樹脂からなる保護フィルムの厚み
は、通常30〜200μm 、好ましくは30〜120μ
m 、さらに好ましくは30〜85μm である。
脂フィルムとの貼合には、光学的に等方性の接着剤を用
いるのが好ましく、かかる接着剤としては、ポリビニル
アルコール系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接
着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。偏光フィル
ムと非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムとの接着性が
悪い場合は、非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムに適
宜、コロナ処理、プライマ処理、コーティング処理など
の易接着処理を施してから、偏光フィルムと貼合され
る。非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムには、紫外線
吸収剤や帯電防止材、酸化防止剤などの添加剤が含まれ
ていてもよい。
光フィルムを隔てた反対側には、非晶性ポリオレフィン
系樹脂とは異なる樹脂からなる保護フィルムが貼合され
る。こちら側の保護フィルムには、単位幅あたりの剛性
が、非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムのそれよりも
高い樹脂フィルムを用いるのが好ましい。単位幅あたり
の剛性は、例えば、 JIS K 7113 に規定される方法で測
定された引張弾性率を単位幅あたりに換算した値で表す
ことができる。同じ膜厚では非晶性ポリオレフィン系樹
脂フィルムよりも低い剛性を有する樹脂フィルムであっ
ても、膜厚を厚くすることで単位幅あたりの引張弾性率
が大きくなるので、使用可能となる。
オレフィン系樹脂とは異なる樹脂としては、例えば、ト
リアセチルセルロースやジアセチルセルロースのような
セルロースアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などが挙げられ
る。偏光フィルムとの接着の容易さを考えると、セルロ
ースアセテート系樹脂フィルム、とりわけトリアセチル
セルロースフィルムが好適に用いられる。保護フィルム
としてトリアセチルセルロースフィルムを用いる場合に
は、偏光フィルムとの貼合に先立って、表面をアルカリ
水溶液でケン化しておくのが望ましい。非晶性ポリオレ
フィン系樹脂とは異なる樹脂からなる保護フィルムの厚
みも、通常30〜200μm 、好ましくは30〜120
μm 、さらに好ましくは30〜85μm である。偏光フ
ィルムとこちら側の保護フィルムとの貼合にも、通常は
光学的に等方性の接着剤が用いられ、かかる接着剤とし
ては、ポリビニルアルコール系接着剤、ウレタン系接着
剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げら
れる。非晶性ポリオレフィン系樹脂とは異なる樹脂から
なる保護フィルムは、その表面にハードコート層、反射
防止層、防眩層などの各種処理層を有していてもよい。
また、これらの処理層を有する場合、前述の剛性は、こ
れらの処理層を含んだフィルムの剛性を意味する。
に、粘着剤層及び剥離フィルムを付与して製品形態とな
る。本発明の偏光板においては、非晶性ポリオレフィン
系樹脂からなる保護フィルム側に粘着剤層を付与して、
粘着剤付き偏光板とするのが好ましい。粘着剤として
は、アクリル酸系、メタクリル酸系、ブチルゴム系、シ
リコーン系などのベースポリマーを用いたものが使用で
きる。特に限定されるものではないが、(メタ)アクリ
ル酸ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アク
リル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘ
キシルのような(メタ)アクリル酸系ベースポリマー
や、これらの(メタ)アクリル酸エステルを二種以上用
いた共重合系ベースポリマーが好適に用いられる。粘着
剤は通常、これらのベースポリマー中に極性モノマーが
共重合されており、かかる極性モノマーとしては、例え
ば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロ
ピル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)ア
クリレートのような、カルボキシル基、水酸基、アミド
基、アミノ基、エポキシ基などを有するモノマーを挙げ
ることができる。架橋剤については、2価又は多価金属
イオンとカルボン酸金属塩を生成するもの、ポリイソシ
アネート化合物とアミド結合を形成するものなどが挙げ
られ、これらの化合物が架橋剤として1種又は2種以
上、ベースポリマーに混合して用いられる。一般的な粘
着剤層の厚みは2〜50μm 程度である。粘着剤層を偏
光板に付与する場合、状況によってコロナ処理などの表
面処理を偏光板の保護フィルム表面に施してもよい。
晶表示装置に使用する場合は、非晶性ポリオレフィン系
樹脂からなる保護フィルムが液晶セルの基板側となるよ
うに配置する必要がある。この位置を逆にして、非晶性
ポリオレフィン系樹脂とは異なる樹脂、例えば、トリア
セチルセルロースからなる保護フィルム側が液晶セル側
となるように配置した場合には、目的とする効果が得ら
れにくくなる。したがって、非晶性ポリオレフィン系樹
脂とは異なる樹脂からなる保護フィルムが液晶表示素子
の外側にくることとなる。このような保護フィルムの位
置関係は、偏光板とその他の部材、例えば、位相差板や
反射板などを組み合わせて使用する場合でも、同様であ
る。
明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定
されるものではない。なお、偏光板の単体透過率及び偏
光度は、以下の方法で測定した。
nmの波長領域において、所定波長間隔dλで、例えば1
0nmおきに、所定の分光透過率τ(λ)を求め、下式
(I)により算出される。
布を表し、y(λ)は2度視野等色関数を表す。
のτ(λ)に偏光板1枚の分光透過率を代入して計算し
た。平行位透過率Tp は、2枚の偏光板をそれぞれの吸
収軸が同一となるように重ねたときの分光透過率を前記
式(I)のτ(λ)に代入して求めた。直交位透過率Tc
は、2枚の偏光板をそれぞれの吸収軸が直交するように
重ねたときの分光透過率を前記式(I)のτ(λ)に代入
して求めた。そして偏光度Py は、平行位透過率Tp 及
び直交位透過率Tc から、下式(II)により求めた。
上のポリビニルアルコールフィルムを、乾式で延伸倍率
5倍に一軸延伸し、緊張状態を保ったまま、水100重
量部あたりヨウ素を0.03重量部及びヨウ化カリウム
を5重量部それぞれ含有する28℃の水溶液に60秒間
浸漬した。次いで、緊張状態を保ったまま、水100重
量部あたりホウ酸を8.0重量部及びヨウ化カリウムを
6.8重量部それぞれ含有する温度71℃のホウ酸水溶
液に300秒間浸漬した。その後、28℃の純水で10
秒間水洗した。水洗後のフィルムを50℃で600秒間
乾燥して、偏光フィルムを得た。
化処理を施した厚み80μm のトリアセチルセルロース
フィルムを、もう一方の面には、厚み51μm の熱可塑
性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを、それぞれ接着剤
を介して貼合し、偏光板とした。トリアセチルセルロー
スフィルムの単位幅あたりの引張弾性率は、24kgf/m
mであった。一方、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フ
ィルムの単位幅あたりの引張弾性率は、12kgf/mmで
あった。
樹脂フィルム側にアクリル系粘着剤を塗布して、粘着剤
付き偏光板とした。そして、その吸収軸が長辺に対して
45度となるよう、250mm×180mmの長方形に偏光
板を切り取った。この偏光板2枚を透明なガラス板の両
面にそれぞれクロスニコルとなるように、かつ粘着剤層
がガラス面側となるように貼合した。この両面偏光板貼
合ガラス板につき、一方の面からの光を他方の面で目視
観察した。ガラス板の両面に偏光板を貼合した部分は均
一に黒く見え、光漏れは観察されなかった。この偏光板
が貼合されたガラス板を80℃の乾熱条件下で500時
間放置した後、目視で観察したところ、偏光板各辺の中
心付近における光漏れ(白ヌケ)は比較的小さかった。
を、その粘着剤層がガラス面側となるようにガラス板の
片面に貼合し、単体透過率と偏光度を測定した。その
後、温度60℃、相対湿度90%の湿熱雰囲気下で50
0時間放置し、単体透過率と偏光度を測定した。そし
て、単体透過率と偏光度の変化を次式により算出し、結
果を表1に示した。
(%)〕−〔試験前の単体透過率(%)〕 偏光度変化=〔試験後の偏光度(%)〕−〔試験前の偏光
度(%)〕
して、粘着剤付き偏光板を作製した以外は、実施例1と
同様の方法で評価を行った。すなわち、トリアセチルセ
ルロースフィルム側に設けた粘着剤層がガラス面側とな
るように2枚の偏光板をガラス板の両面に貼合し、目視
観察した。その結果、ガラス板の両面に偏光板を貼合し
た部分は均一に黒く見え、光漏れは観察されなかった。
この偏光板が貼合されたガラス板を80℃の乾熱条件下
で500時間放置した後、目視で観察したところ、偏光
板各辺の中心付近における光漏れ(白ヌケ)が比較的大
きくなっていた。また、ここで作製した粘着剤付き偏光
板をガラス板の片面に貼合し、実施例1と同様の方法で
湿熱試験前後の単体透過率と偏光度の変化を調べ、その
結果を表1に示した。
性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを貼合して偏光板と
した以外は、実施例1と同様の評価を行った。このと
き、粘着剤は熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルム
の任意の1面にだけ塗布した。この粘着剤付き偏光板を
ガラス板の両面に貼合し、目視観察したところ、ガラス
板の両面に偏光板を貼合した部分は均一に黒く見え、光
漏れは観察されなかった。この偏光板が貼合されたガラ
ス板を80℃の乾熱条件下で500時間放置した後、目
視で観察したところ、偏光板各辺の中心付近における光
漏れ(白ヌケ)は、実施例1のサンプルよりも大きくな
っていた。また、ここで作製した粘着剤付き偏光板をガ
ラス板の片面に貼合し、実施例1と同様の方法で湿熱試
験前後の単体透過率と偏光度の変化を調べ、その結果を
表1に示した。
を貼合して偏光板とした以外は、実施例1と同様の評価
を行った。このとき、粘着剤はトリアセチルセルロース
フィルムの任意の1面にだけ塗布した。この粘着剤付き
偏光板をガラス板の両面に貼合し、目視観察したとこ
ろ、ガラス板の両面に偏光板を貼合した部分は均一に黒
く見え、光漏れは観察されなかった。この偏光板が貼合
されたガラス板を80℃の乾熱条件下で500時間放置
した後、目視で観察したところ、偏光板各辺の中心付近
における光漏れ(白ヌケ)は実施例1のサンプルよりも
大きく、また比較例2のサンプルよりも大きくなってい
た。さらに、ここで作製した粘着剤付き偏光板をガラス
板の片面に貼合し、実施例1と同様の方法で湿熱試験前
後の単体透過率と偏光度の変化を調べ、その結果を表1
に示した。
も、いわゆる白ヌケが少ない液晶表示装置を可能とし、
さらに高温高湿条件下での劣化が従来の偏光板より小さ
いものとなる。
Claims (6)
- 【請求項1】一軸延伸され、ヨウ素又は二色性染料が吸
着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムから
なる偏光フィルムの一方の面に、非晶性ポリオレフィン
系樹脂からなる保護フィルムが貼合されており、他方の
面には、上記非晶性ポリオレフィン系樹脂とは異なる樹
脂からなる保護フィルムが貼合されていることを特徴と
する偏光板。 - 【請求項2】非晶性ポリオレフィン系樹脂とは異なる樹
脂からなる保護フィルムの単位幅あたりの弾性率が、非
晶性ポリオレフィン系樹脂からなる保護フィルムの単位
幅あたりの弾性率よりも大きい請求項1に記載の偏光
板。 - 【請求項3】非晶性ポリオレフィン系樹脂とは異なる樹
脂が、セルロースアセテート系樹脂である請求項1又は
2に記載の偏光板。 - 【請求項4】非晶性ポリオレフィン系樹脂が、熱可塑性
飽和ノルボルネン系樹脂である請求項1〜3のいずれか
に記載の偏光板。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板の
非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる保護フィルム側に
粘着剤層が設けられていることを特徴とする粘着剤付き
偏光板。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の偏光板
の、非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる保護フィルム
が液晶セル側となるように配置することを特徴とする、
該偏光板の液晶表示装置への使用。
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