JP2016186617A - 粘着剤層付き偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光子21と、偏光子の一方の面側に積層された第1の保護層22と、偏光子の他方の面側に積層された第2の保護層23と、第2の保護層における偏光子側の面とは反対の面側に積層された粘着剤層1とを備えた粘着剤層付き偏光板10であって、粘着剤層が、重合体を構成するモノマー単位として、脂環式構造含有モノマー、芳香環含有モノマー、および水酸基含有モノマーを含有し、水酸基価が5〜20mgKOH/gであり、酸価が5mgKOH/g以下であり、重量平均分子量が130万〜300万である(メタ)アクリル酸エステル共重合体と、イソシアネート系架橋剤とを含有する粘着性組成物から得られた、ゲル分率が60〜89%である粘着剤から構成された粘着剤層付き偏光板。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、本実施形態に係る粘着剤層付き偏光板10は、偏光子21と、偏光子21の一方の面側(図1では上側)に積層された第1の保護層22と、偏光子21の他方の面側(図1では下側)に積層された第2の保護層23と、第2の保護層23における偏光子21側の面とは反対の面側(図1では下側)に積層された粘着剤層1とを備えて構成される。本実施形態では、第1の保護層22、偏光子21および第2の保護層23の積層体が偏光板2を構成する。なお、図示はしないが、粘着剤層1における偏光板2側とは反対側の面には、粘着剤層付き偏光板10が使用されるまで、剥離シートが積層されていてもよい。
(1)物性
前述した通り、本実施形態における粘着剤層1を構成するための粘着性組成物Pが含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の水酸基価は5〜20mgKOH/gであり、酸価は5mgKOH/g以下であり、重量平均分子量は130万〜300万である。また、粘着性組成物Pから得られる粘着剤のゲル分率は、60〜89%である。
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、脂環式構造含有モノマー(a1)、芳香環含有モノマー(a2)、および水酸基含有モノマー(a3)を含有する。これらのモノマーのうち、特に脂環式構造含有モノマー(a1)および芳香環含有モノマー(a2)を含有することにより、得られる粘着剤は、適切な凝集力と応力緩和性とを併せ持つことができるとともに、偏光板や透明導電膜に対する密着性が高くなるため、ディスプレイパネルに使用した際に、優れた耐久性、反り抑制性および耐熱ムラ性を発揮することができる。
イソシアネート系架橋剤(B)は、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)が有する水酸基(水酸基含有モノマー(a3)由来)との反応性に優れるという利点がある。
粘着性組成物Pは、上記(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)およびイソシアネート系架橋剤(B)以外に、シランカップリング剤(C)を含有することが好ましく、得られる粘着剤に優れた耐久性を付与する観点から、特にエポキシ基含有シランカップリング剤(C1)および/またはメルカプト基含有シランカップリング剤(C2)を含有することが好ましく、さらにはエポキシ基含有シランカップリング剤(C1)およびメルカプト基含有シランカップリング剤(C2)の両者を含有することが好ましい。
粘着性組成物Pは、帯電防止剤(D)をさらに含有することが好ましい。粘着剤層1に積層される剥離シート、あるいは偏光板は、通常プラスチック材料により構成されているため、電気絶縁性が高く、剥離シートを剥離する時などに静電気が発生し易い。このように発生した静電気が残存した状態で、偏光板を液晶セルに貼合すると、液晶分子の配向に乱れが生じるおそれがあり、また、静電気の存在は、埃や塵を吸引してしまうなどの問題を引き起こす。そこで、粘着性組成物Pが帯電防止剤(D)を含有することにより、得られる粘着剤(粘着剤層1)が帯電防止性を発揮し、上記のような問題を解消することができる。
粘着性組成物Pには、所望により、アクリル系粘着剤に通常使用されている各種添加剤、例えば、分散剤(例えば、アルキレングリコールジアルキルエーテル)、粘着付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、充填剤、屈折率調整剤などを添加することができる。なお、粘着性組成物Pは、粘着剤層中に、そのまま、あるいは反応した状態で、残存する各種成分の混合物を表すものであって、乾燥工程等で除去される成分、例えば、後述の重合溶媒や希釈溶媒は、粘着性組成物Pに含まれない。
粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を製造し、得られた(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)と、イソシアネート系架橋剤(B)と、所望により、シランカップリング剤(C)、帯電防止剤(D)、添加剤等とを混合することで製造することができる。
粘着剤層1の厚さは、通常5〜100μm、好ましくは10〜60μmの範囲であるが、当該粘着剤層1によって優れた耐久性、反り抑制性および耐熱ムラ性を発揮させる観点から、10〜50μmであることが好ましく、特に15〜30μmであることが好ましい。
(1)構成
本実施形態における偏光板2は、図1に示すように、第1の保護層22、偏光子21および第2の保護層23をその順で積層した構成を有する。偏光板2は、かかる構成を有することにより、機械強度や耐薬品性に優れたものとなる。なお、図示はしないが、偏光子21と第1の保護層22との間および/または偏光子21と第2の保護層23との間には、接着剤層が介在していてもよい。
偏光子21は、二色性色素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ことが好ましい。
第1の保護層22は、透明樹脂フィルムからなることが好ましい。第1の保護層22を構成する透明樹脂フィルムは、延伸されていないフィルム、または、一軸若しくは二軸延伸されたフィルムのいずれであってもよい。
偏光子21と第1の保護層22との間および/または偏光子21と第2の保護層23との間に介在していてもよい接着剤層を構成する接着剤としては、被着体の種類や目的に応じて、適宜、適切なものを用いることができる。例えば、溶剤型接着剤、エマルション型接着剤、水系接着剤、感圧性接着剤、再湿性接着剤、重縮合型接着剤、無溶剤型接着剤、フィルム状接着剤、ホットメルト型接着剤等が挙げられる。
偏光板2の製造は、通常の方法によって行うことができる。以下、一例として、上記接着剤として水系接着剤を使用した場合の製造方法について説明する。
本実施形態における粘着剤層1の偏光板2とは反対側の面(図1中、下面)には、剥離シートが積層されていてもよい。
粘着剤層付き偏光板10の製造方法の一例としては、最初に、剥離シートの剥離面に、粘着性組成物Pの塗布溶液を塗布し、加熱処理を行って塗膜を形成した後、所望により、その塗膜に別の剥離シート(剥離面が塗膜に接するように)を積層し、粘着シートを得る。上記塗膜は、養生期間が不要な場合は、そのまま粘着剤層となり、養生期間が必要な場合は、養生期間経過後に粘着剤層となる。加熱処理および養生の条件については、前述した通りである。
本実施形態に係る粘着剤層付き偏光板10の粘着力は、無アルカリガラスに対する粘着力が、0.5〜20N/25mmであることが好ましく、特に1〜10N/25mmであることが好ましい。これにより粘着剤層付き偏光板は耐久性に優れたものとなる。さらには、リワーク性についても優れたものとする観点から、上記粘着力は1.5〜7N/25mmであることが好ましい。なお、ここでいう粘着力は、基本的にはJIS Z0237:2009に準じた180°引き剥がし法により測定した粘着力をいうが、測定サンプルは25mm幅、100mm長とし、当該測定サンプルを被着体に対し0.5MPa、50℃で20分加圧して貼付した後、常圧、23℃、50%RHの条件下で24時間放置してから、剥離速度300mm/minにて測定するものとする。粘着力が上記の範囲内にあることで、液晶セルに貼付したときに、浮きや剥がれなどを防止することができる。
粘着剤層付き偏光板10を使用することにより、例えば、液晶セルと偏光板まとを備えた液晶表示装置を製造することができる。
1.偏光板の製造
(1)偏光子の作製
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上であるポリビニルアルコールからなる厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した。その後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の質量比が0.05/5/100の水溶液に、28℃で60秒間浸漬した。続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の質量比が8.5/8.5/100の水溶液に、72℃で300秒間浸漬した。次いで、26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光子を得た。この偏光子の厚さは15μmであった。
水100質量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール((株)クラレ製,商品名「KL−318」)を3質量部溶解し、その水溶液に水溶性エポキシ樹脂であるポリアミドエポキシ系添加剤(田岡化学工業(株)製,商品名「スミレーズレジン 650(30)」,固形分濃度30質量%の水溶液)を1.5質量部添加したエポキシ系接着剤を調製した。当該エポキシ系接着剤を、上記で得られた偏光子の一方の面に塗布した。
(1)(メタ)アクリル酸エステル共重合体の調製
アクリル酸n−ブチル87質量部、アクリル酸イソボルニル5質量部、アクリル酸2−フェニルエチル5質量部およびアクリル酸2−ヒドロキシエチル3質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を調製した。この(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の分子量を後述する方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)160万であった。なお、上記配合より、当該(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の水酸基価は14.49mgKOH/g、酸価は0mgKOH/gと計算される。
上記工程(1)で得られた(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)100質量部と、イソシアネート系架橋剤(B)として、トリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアネート(三井化学社製,商品名「タケネートD110N」)0.2質量部と、エポキシ基含有シランカップリング剤(C1)として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製,商品名「KBM403」)0.2質量部と、メルカプト基含有シランカップリング剤(C2)として、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランとメチルトリエトキシシランとの共縮合物(信越化学工業社製,商品名「X−41−1810」,メルカプト当量:450g/モル)0.2質量部と、帯電防止剤(D)として、N−オクチル−4−メチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート(室温で固体のイオン性化合物)2.0質量部とを混合し、十分に撹拌して、酢酸エチルで希釈することにより、粘着性組成物の塗布溶液を得た。
[(メタ)アクリル酸エステル共重合体]
BA:アクリル酸n−ブチル
HEA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル
IBXA:アクリル酸イソボルニル
PhEA:アクリル酸2−フェニルエチル
CHA:アクリル酸シクロヘキシル
[イソシアネート系架橋剤]
XDI:トリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアネート(三井化学社製,商品名「タケネートD110N」)
[帯電防止剤]
Pry+PF6−:N−オクチル−4−メチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート(室温で固体のイオン性化合物)
得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した剥離シート(リンテック社製,SP−PET3811,厚さ:38μm)の剥離処理面に、ナイフコーターで塗布したのち、90℃で1分間加熱処理して、粘着性組成物の塗膜を形成した。
(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)を構成する各モノマーの種類および割合、(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)の重量平均分子量、ならびにイソシアネート系架橋剤(B)の配合量を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にして粘着剤層付き偏光板を製造した。
<測定条件>
・GPC測定装置:東ソー社製,HLC−8020
・GPCカラム(以下の順に通過):東ソー社製
TSK guard column HXL−H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒:テトラヒドロフラン
・測定温度:40℃
実施例または比較例にて粘着剤層付き偏光板の作製に使用した光学フィルムに替えて、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した剥離シート(リンテック社製,SP−PET3801,厚さ:38μm)を使用し、粘着シートを作製した。具体的には、実施例または比較例の製造過程で得られた剥離シート/粘着性組成物の塗膜からなる構成体の露出している塗膜上に、上記剥離シートを剥離処理面側が接するように積層し、23℃、50%RHの条件下で7日間養生した。これにより、剥離シート(SP−PET3801)/粘着剤層(厚さ:20μm)/剥離シート(SP−PET3811)の構成からなる粘着シートを作製した。
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き偏光板を裁断し、150mm×200mmの大きさのサンプルを作製した。このサンプルから剥離シートを剥がして、露出した粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製,イーグルXG)に貼付したのち、栗原製作所製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した。
◎:浮きや剥がれが確認されなかった。
○:0.5mm以下の大きさの浮きや剥がれが確認された。
△:0.5mm超、1.0mm以下の大きさの浮きや剥がれが確認された。
×:1.0mm超の大きさの浮きや剥がれが確認された。
<耐久条件>
・耐熱:85℃dry
・湿熱:60℃,相対湿度90%RH
・H.S.:−35℃⇔70℃の各30分のヒートショック試験,200サイクル
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き偏光板を、縦200mm、横150mmとなるように裁断した。その粘着剤層付き偏光板から剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層を、縦250mm、横175mm、厚さ0.5mmの無アルカリガラス(コーニング社製,商品名「Eagle−XG」)の中央部に貼り合せて、これをサンプルとした。このサンプルを、85℃、乾燥雰囲気下で、250時間放置した。その後、25℃、50%RHの環境下に取り出し、偏光板側を上にして水平な台の上に置き、サンプルの各角(4点)の台からの反り量(角と台との距離)を測定し、各角の反り量を合計した。その結果に基づき、以下の通り耐反り性を評価した。結果を表2に示す。
◎:反り量の合計が10mm以下
○:反り量の合計が10mm超、15mm以下
△:反り量の合計が15mm超、20mm以下
×:反り量の合計が20mm超
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き偏光板を、裁断装置(荻野製作所社製スーパーカッター,PN1−600)を用いて200mm×150mmサイズに調整した。剥離シートを剥がして、露出した粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製,イーグルXG)に貼付したのち、栗原製作所製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した。なお、上記貼合は、無アルカリガラスの表裏に、粘着剤層付き偏光板を偏光軸がクロスニコル状態(偏光軸:∠45°,∠135°)になるように行った。この状態で、80℃dry環境下にて250時間放置した後、23℃、50%RHの環境下で2時間放置し、これをサンプルとして、以下に示す方法で耐熱ムラ性を評価した。結果を表2に示す。
上記サンプルをフラットイルミネーター(電通産業社製,HF−SL−A312LC,照度:26,000Lux,輝度:10,000cd)の上に設置し、二次元色彩輝度計(コニカミノルタ社製,CA−2000)にて撮影し、解析ソフトウェア(コニカミノルタ社製,CA−S20w)によって輝度分布画像に変換した。得られたサンプルの輝度分布画像を、図2及び以下に示す評価基準に基づいて評価した。
◎:輝度分布がほぼ均一である
○:四辺の輝度分布に若干の歪みがある
△:四辺の輝度分布に明確な歪みがある
×:四辺の輝度分布に激しい歪みがある。
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き偏光板から、25mm幅、100mm長のサンプルを切り出し、剥離シートを剥がして、露出した粘着剤層を介して無アルカリガラス(コーニング社製,イーグルXG)に貼付したのち、栗原製作所社製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した。その後、23℃、50%RHの条件下で24時間放置してから、引張試験機(オリエンテック社製,テンシロン)を用い、剥離速度300mm/min、剥離角度180度の条件で粘着力(貼付1日後の粘着力;N/25mm)を測定した。ここに記載した以外の条件はJIS Z 0237:2009に準拠して、測定を行った。結果を表2に示す。
◎:貼付14日後の粘着力が8.8N/25mm以下
○:貼付14日後の粘着力が8.8N/25mm超、10N/25mm未満
△:貼付14日後の粘着力が10N/25mm以上、20N/25mm未満
×:貼付14日後の粘着力が20N/25mm以上
実施例および比較例で得られた粘着剤層付き偏光板を50mm×50mmの大きさに切断し、得られたサンプルを23℃の温度、50%RHの湿度下に24時間放置した。その後、剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層表面について、抵抗率計(三菱化学アナリテック社製,ハイレスタUP MCP−HT450型)を使用して、JIS K6911に準じて表面抵抗率(Ω/sq)を測定した。結果を表2に示す。
1…粘着剤層
2…偏光板
21…偏光子
22…第1の保護層
23…第2の保護層
Claims (9)
- 偏光子と、
前記偏光子の一方の面側に積層された第1の保護層と、
前記偏光子の他方の面側に積層された第2の保護層と、
前記第2の保護層における前記偏光子側の面とは反対の面側に積層された粘着剤層と
を備えた粘着剤層付き偏光板であって、
前記粘着剤層は、
重合体を構成するモノマー単位として、脂環式構造含有モノマー(a1)、芳香環含有モノマー(a2)、および水酸基含有モノマー(a3)を含有し、水酸基価が5〜20mgKOH/gであり、酸価が5mgKOH/g以下であり、重量平均分子量が130万〜300万である(メタ)アクリル酸エステル共重合体(A)と、
イソシアネート系架橋剤(B)と
を含有する粘着性組成物から得られた、ゲル分率が60〜89%である粘着剤から構成され、
前記第2の保護層が、シクロオレフィン系樹脂またはトリアセチルセルロースからなり、
前記偏光子の厚さが、1〜20μmであり、
前記第2の保護層の厚さが、5〜30μmであり、
前記偏光子の厚さに対する前記第2の保護層の厚さの比が、1.0〜5.0である
ことを特徴とする粘着剤層付き偏光板。 - 前記第1の保護層の厚さは、5〜120μmであり、
前記偏光子の厚さに対する前記第1の保護層の厚さの比は、1.0〜6.0である
ことを特徴とする請求項1に記載の粘着剤層付き偏光板。 - 前記第1の保護層は、トリアセチルセルロースからなることを特徴とする請求項1または2に記載の粘着剤層付き偏光板。
- 前記脂環式構造含有モノマー(a1)における脂環式構造が多環の脂環式構造であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘着剤層付き偏光板。
- 前記粘着性組成物は、エポキシ基含有シランカップリング剤(C1)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘着剤層付き偏光板。
- 前記粘着性組成物は、メルカプト基含有シランカップリング剤(C2)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘着剤層付き偏光板。
- 前記粘着性組成物は、帯電防止剤(D)をさらに含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘着剤層付き偏光板。
- 前記帯電防止剤(D)は、室温で固体であって、含窒素複素環カチオンとハロゲン化リン酸アニオンとから構成されるイオン性化合物であることを特徴とする請求項7に記載の粘着剤層付き偏光板。
- 前記イソシアネート系架橋剤(B)は、芳香環を有する化合物であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の粘着剤層付き偏光板。
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