JP2000321430A - 偏光板とその製造方法 - Google Patents
偏光板とその製造方法Info
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Abstract
性に優れた高偏光度偏光板を提供すること。そして、そ
の具体的製造方法を提供すること。 【解決手段】PVA偏光膜の少なくとも1方の面に接着
剤層を介して環状オレフィン系樹脂を主成分とする保護
膜を積層してなる偏光板において、該接着剤としてポリ
ビニルアルコール系接着剤と2液タイプ接着剤(例え
ば、アクリル系主剤とイソシアネート系硬化剤を主成分
とする接着剤)との混合物を用いる。又は、該接着剤層
をポリビニルアルコール系接着剤層と2液タイプ接着剤
層の積層構成からなる層とする。そして、接着剤原液が
完全には乾燥していない状態で、偏光膜と保護膜とを積
層する。
Description
性と光学特性に優れた高偏光度偏光板、特に液晶ディス
プレー(LCD)用に有用な高偏光度偏光板に関する。
ルコール系(以下、PVAという)フィルムにヨウ素又
は2色性染料を吸着配向させた偏光膜に、保護膜である
トリアセチルアセテートフィルム(以下、TACとい
う)を、接着剤であるPVA樹脂の水溶液が未乾燥又は
半乾燥の流動性がある状態で積層したものが一般的であ
った。このような簡単な積層方法が可能であるのは、T
ACの吸水率が3〜6%と大きく、積層直後に存在する
水分が偏光膜(吸水率は一般に3〜7%である)とTA
Cとに吸収され、そして、やがてその表面から蒸散され
るからである。このようにTACは吸水率が高いがため
の利点もある反面、透湿度も400〜600g/m2・
dayと大きいため、TACを保護膜とする偏光板は高
温多湿の環境下での偏光性能の低下が激しかった。
ルムを保護膜とする偏光板が提案されている。例えば、
特開平5−212828号公報では、PVAシートの少
なくとも一面に、アクリル系粘着剤を介して低透湿度の
熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シートが積層され、加
熱圧着されてなることを特徴とする複合シートが開示さ
れている。また、特開平10−130402号公報では
低透湿度の高分子フィルム、好ましくは芳香環含有モノ
マー単位の結合量が20重量%以上である熱可塑性ノル
ボルネン系樹脂からなる高分子フィルムが開示されてい
る。
水性やある種の溶剤に対する耐性に欠けるためか、PV
A偏光膜と保護膜とを貼着するのに、TACの場合に比
し煩雑で生産性に劣る方法によっている。即ち、特開平
5−212828号公報では、(1)水系エマルジョン
型のアクリル系粘着剤を用いて貼着する方法(2)PV
Aシートに溶剤型のアクリル系粘着剤を塗布し、溶剤を
揮発させた後、熱可塑性飽和ノルボルネン型シートと貼
着する方法(3)酢酸エチル、メチルエチルケトン等の
エステル系、ケトン系、アルコール系等の熱可塑性ノル
ボルネン系樹脂の貧溶媒であって、アクリル系粘着剤が
可溶な溶剤を用いたアクリル系粘着剤を用いる方法
(4)溶剤型アクリル系粘着剤を離型膜(セパレータ
ー)などに塗布し、溶剤を揮発させた後、熱可塑性飽和
ノルボルネン型樹脂シートに転写し、PVAシートと貼
着する方法などが採用されている。そしてアクリル系粘
着剤の塗布厚みは、10〜50μmであり、前記(1)
〜(4)のいずれの方法においても、塗布後、溶剤や水
を加熱(例えば溶剤の場合には、塗布後、60〜110
℃で1〜5分)によって揮発させ、次いで、PVAシー
トと熱可塑性飽和ノルボルネン型樹脂シートとを貼り合
わせ、50〜120℃の温度範囲で加熱し、1〜5分保
ち、次いで1〜10kg/cm2で加圧することにより
接着している。
は、離型膜の表面に、アクリル系粘着剤をバーコーター
を用いて、厚さ20μmに塗布し、80℃で2分間乾燥
し、高分子フィルムに転写し、PVA偏光膜の両面に、
アクリル系粘着剤層を介して前記高分子フィルムを貼付
け、90℃で2時間保持し、5kg/cm2加圧して接
着する方法が実施例で開示されている。
として例えば特開平8−5836号公報がある。これ
は、PVA偏光膜の両面あるいは片面に吸水率が大きい
保護膜(例えばTAC)を、前記PVA偏光膜/TAC
積層方法と同じ方法で貼り合わせ(接着剤としては、ポ
リビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン
系樹脂等)、さらに保護膜の上に低透湿度の保護フィル
ムを貼り合わせる方法が開示されている。
CD)は近年益々高画質化が図られ、また、用途展開も
多岐に渡ってきている。例えば、車載用の場合には高温
多湿の環境下での使用が想定されるので、これに使用さ
れる偏光板にも過酷なまでの耐湿熱性が要求される。
828号公報、特開平10−130402号公報のもの
は、偏光膜と保護膜との接着力は結構あるにもかかわら
ず、長期に渡る耐湿熱性が十分あるとは言い難いもので
ある。同様に、特開平8−5836号公報のものは、長
期に渡る耐湿熱性が十分あるとは言い難く、さらに、保
護膜と保護フィルムとを必要とするため、コスト的にも
工程的にも汎用性があるとは言い難いものである。
とせず、長期に渡って耐湿熱性に優れた高偏光度偏光板
を提供することにある。
に、前記第1の課題を解決する具体的製造方法を提供す
ることにある。
段として本発明は、PVA偏光膜の少なくとも1方の面
に接着剤層を介して環状オレフィン系樹脂を主成分とす
る保護膜を積層してなる偏光板において、該接着剤がポ
リビニルアルコール系接着剤と2液タイプ接着剤の混合
物である偏光板であることを特徴とする。
主剤とイソシアネート系硬化剤を主成分とする接着剤で
あることを特徴とする。
い状態で、偏光膜と保護膜とを積層する工程を含む偏光
板の製造方法であることを特徴とする。
に接着剤層を介して環状オレフィン系樹脂を主成分とす
る保護膜を積層してなる偏光板において、該接着剤層が
ポリビニルアルコール系接着剤層と2液タイプ接着剤層
の積層構成からなる層である偏光板であることを特徴と
する。
主剤とイソシアネート系硬化剤を主成分とする接着剤で
あるであることを特徴とする。
液又は2液タイプ接着剤原液が完全には乾燥していない
状態で、偏光膜と保護膜とを積層する工程を含む偏光板
の製造方法であることを特徴とする。
ルコール又はその誘導体からなるフィルムを1軸延伸配
向した後、ヨウ素を吸着させ、ホウ酸水処理し、緊張下
で乾燥することにより製造される。あるいは、ポリビニ
ルアルコール又はその誘導体からなるフィルムをヨウ素
の水溶液に浸漬してヨウ素を吸着させた後、ホウ酸水中
で1軸延伸配向し、緊張下で乾燥することからも得られ
る。ヨウ素の代わりに、アゾ系、アントラキノン系、テ
トラジン系等の二色性染料を用いた偏光膜も同様にして
製造される。かくして得られる偏光膜の偏光度は、好ま
しくは90.0%以上、より好ましくは99.0%以
上、さらに好ましくは99.9%以上である。
な総称であり、具体的には、(a)環状オレフィンの開
環(共)重合体を必要に応じ水素添加した重合体、
(b)環状オレフィンの付加(共)重合体、(c)環状
オレフィンとエチレン、プロピレン等α−オレフィンと
のランダム共重合体、(d)前記(a)〜(c)を不飽
和カルボン酸やその誘導体等で変性したグラフト変性体
等が例示できる。環状オレフィンとしては特に限定する
ものではなく、例えばノルボルネンやテトラシクロドデ
センが例示できる。環状オレフィン系樹脂には紫外線吸
収剤、アンチブロッキング剤、滑剤、静電気防止剤、安
定剤等各種公知の添加剤を合目的に添加してもよい。
法は特に限定はなく、例えば押出し法、カレンダー法等
熱可塑性を利用した方法でも良いが、異物の除去(フィ
ルターによる濾過)、偏肉精度、無配向等の点から、溶
液流延法による製造方法がより望ましい。
ヘキサン、シクロヘキセン等の脂環式炭化水素及びそれ
らの誘導体、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の
芳香族炭化水素及びそれらの誘導体が例示できる。溶剤
は1種類でもよいが溶液粘度や乾燥条件によっては平滑
な膜が得にくい場合がある。そのときには、レベリング
剤を液に添加するか、あるいは沸点の差が10℃以上あ
る少なくとも2種類の混合溶剤を用いることにより望ま
しい膜が得られる。保護膜の厚さは通常5〜150μ
m、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは2
0〜60μmが望ましい。厚さが薄すぎる場合は取り扱
いにくく、厚すぎる場合は後記する積層後の放置時間が
長くなる傾向にある。
ための)粘着剤との接着性を向上させるため、保護膜の
表面にコロナ放電処理、オゾンの吹き付け、紫外線照
射、火炎処理、化学薬品処理、その他公知の表面処理を
施してもよい。処理程度は濡れ張力が40dyn/cm
以上、好ましくは50dyn/cm以上、さらに好まし
くは55dyn/cm以上となる程度が望ましい。
は、酢酸ビニル樹脂をけん化処理して得られる樹脂を主
成分とするものであり、好ましくはけん化度が70〜9
9%、重合度が200〜3000のものである。合目的
に他のモノマー、例えば、アクリル酸、クロトン酸、イ
タコン酸等を数モル%程度共重合したものや、例えば、
アルキル基やエポキシ基等で変性したものであってもよ
い。
主剤と反応して硬化させる硬化剤とからなるものであれ
ば特に限定するものではなく、例えば、エポキシ系、ウ
レタン系、アクリル系接着剤が例示できる。耐湿熱性の
点からは、イソシアネート基と反応する官能基を有す
る、例えばアクリル酸等を共重合したアクリル系主剤
と、イソシアネート系硬化剤とからなるアクリル系接着
剤が最も好ましい。
なくとも1方の面に接着剤層を介して環状オレフィン系
樹脂を主成分とする保護膜を積層してなる偏光板におい
て、該接着剤としてポリビニルアルコール系接着剤と2
液タイプ接着剤の混合物を用いるものである。混合比
は、2液タイプ接着剤の固形分100重量部に対してポ
リビニルアルコール系接着剤の固形分が好ましくは1〜
300重量部、より好ましくは3〜200重量部、さら
に好ましくは5〜80重量部が望ましい。なお、2液タ
イプ接着剤の主剤と硬化剤の混合比は、各々の官能基の
量によって、適宜決めればよい。
ためには、偏光板の表面からの水分の進入を防ぐと共
に、偏光板の端面からの水分の進入を防ぐことが重要で
ある。本発明では、表面からの水分の進入を防ぐため、
保護膜として透湿度の非常に小さい環状オレフィン系樹
脂を主成分とする保護膜を採用する。そして、端面から
の水分の進入を防ぐため、接着剤層として前記混合接着
剤を採用する。
プ接着剤との混合接着剤を接着剤層とすると、驚くべき
ことに長期に渡る耐湿熱性が大幅に向上する。その理由
は定かではないが、ポリビニルアルコール系接着剤と、
2液タイプ接着剤の主剤と、硬化剤との3成分におい
て、各々単独の場合や、各々2成分の混合物の場合に比
べて耐湿熱性が大幅に向上することからして、3成分が
何らかの相互作用を醸し出しているからであろうと推測
される。
くとも1方の面に接着剤層を介して環状オレフィン系樹
脂を主成分とする保護膜を積層してなる偏光板におい
て、該接着剤層としてポリビニルアルコール系接着剤層
と2液タイプ接着剤層の積層構成を用いるものである。
積層方法としては、例えば、環状オレフィン系樹脂を主
成分とする保護膜にポリビニルアルコール系接着剤、又
は、2液タイプ接着剤を塗布乾燥し、この面とPVA偏
光膜とを2液タイプ接着剤、又は、ポリビニルアルコー
ル系接着剤を用いて積層する方法が例示できる。なお、
接着剤層を積層するタイミングは連続的であってもよい
し、数ヶ月後のような長期間後であってもよい。
驚くべき程長期に渡る耐湿熱性が大幅に向上する。これ
も、ポリビニルアルコール系接着剤、2液タイプ接着剤
の主剤、硬化剤の3成分が何らかの相互作用を醸し出し
ているからであろうと推測される。
定するものではないが、生産性よく、且つ、空隙の発生
を皆無にするためには、下記の方法によるのが望まし
い。即ち、接着剤原液が未乾燥、又は半乾燥の状態で、
偏光膜と保護膜とを積層する方法である。接着剤原液は
偏光膜に塗布してもよいし、保護膜に塗布してもよい。
積層は偏光膜や保護膜の製造とは別工程であってもよい
が、偏光膜の製造時に行うのが生産性の点からより好ま
しい。偏光膜の製造速度は一般的には5〜15m/分で
ある。
よいが、ニップロールによるのが簡便で、且つ、生産性
にも優れるのでより好ましい。ニップロールとしてはゴ
ムロール/金属ロールやゴムロール/ゴムロールの組み
合わせが例示できる。ニップ圧は、線圧で通常1〜10
0kg/cm、好ましくは3〜30kg/cmである。
0〜20000cp(センチポアズ)、好ましくは10
0〜12000cpの範囲にあることが望ましい。10
cp未満であると、原液が未乾燥の状態で積層する場合
にはニップ圧力によって流れ出す結果、得られる接着剤
の厚みが極端に薄くなりすぎる傾向にある。また、半乾
燥の状態で貼着する場合には適度の粘度になるまで乾燥
するのに要する時間が長くなり、生産性という点からは
好ましいとは言い難い。一方、20000cpを超える
と、塗布時に充分な注意が必要となる。
は加温(約40℃位)の部屋に約24〜72時間程度放
置しておく。この間に乾燥と硬化が完了する。ロール巻
き状で放置するだけなので、生産性には何ら影響はな
い。
る。本発明において使用した物性値の測定方法及び評価
方法は次の通りである。
×24hrで測定した。
ARTRAN−W600型透湿度測定装置)により40
℃×90%RHで測定した。
した。即ち、配向方向が同一方向になるように2枚の偏
光板を重ね合わせて、分光光度計を使用して、400n
mから700nmまで連続的に測定した、光線透過率の
値の平均値をT1 とする。次に、配向方向が互いに直
交する方向になるように2枚の偏光板を重ね合わせて、
同様にして測定した光線透過率の値の平均値をT2 と
する。そして下記数1により偏光度を算出した。数値が
大きいほど偏光性能がよい。
して400nmから700nmまで連続的に測定した、
偏光板1枚の光線透過率の値の平均値である。数値が大
きいほど偏光板の透明性がよい。
m角に切り取って、恒温恒湿器を85℃×93%RH雰
囲気と25℃×99%RH雰囲気とに12時間ずつ交互
に設定変更し、この恒温恒湿器内にのべ6000時間放
置することにより行った。偏光度保持率とは、試験後の
偏光度を試験前の偏光度で除した値に100を掛けた数
値である。数値が大きいほど耐湿熱性がよい。
ゼオン株式会社製 ZEONEX 490K)30重量
部をキシレン70重量部に溶解し、流延法によりフィル
ムを製膜し、次いで両面を空気中で処理強度100W/
m2・分でコロナ放電処理をして、厚み50μmの保護
膜を得た。この保護膜の吸水率は0.01%、透湿度は
3.1g/m2・24時間、濡れ張力は60dyn/c
mであった。
レ製 クラレビニロンフィルムVF−9X75R、厚さ
75μm)を水5000重量部、ヨウ素35重量部、ヨ
ウ化カリウム525重量部からなる水溶液に5分間浸漬
し、ヨウ素を吸着させた。次いでこのフィルムを45℃
の4重量%ホウ酸水溶液中で、4.4倍に縦方向1軸延
伸をした後、緊張状態のまま乾燥して偏光膜を得た。次
いでこの偏光膜を、接着剤としてエマルジョン型2液タ
イプのアクリル系接着剤(主剤が日本合成ゴム株式会社
製 イーテックエマルジョンAE943(固形分濃度5
2重量%)、硬化剤が日本ポリウレタン工業株式会社製
アクアネート100(固形分濃度100重量%)、主
剤/硬化剤=100/10)110重量部と和光純薬株
式会社製 ポリビニルアルコール163−03045
(けん化度約88%、重合度約500)の30重量%水
溶液10重量部との混合液を入れたパンに緊張下で2秒
浸漬した後引き上げ、直ちに偏光膜の両面に実施例1で
得た保護膜がくるようにして、ゴムロール/金属ロール
(ゴムロール直径200mm、金属ロール直径350m
m、線圧10kg/cm)間でニップし、巻き取った。
このときの巻き取り速度は10m/分であった。このロ
ール巻き状物(50m長)を40℃の部屋に24時間放
置した。かくして得られた偏光板の評価結果を表1に示
す。
重量%水溶液10重量部に代えて100重量部とした以
外、実施例2と同様にして偏光板を得た。この偏光板の
評価結果を表1に示す。
2液タイプのアクリル系接着剤(主剤が日本合成ゴム株
式会社製 イーテックエマルジョンAE943(固形分
濃度52重量%)、硬化剤が日本ポリウレタン工業株式
会社製 アクアネート100(固形分濃度100重量
%)、主剤/硬化剤=100/10)を用いた以外、実
施例2と同様にして偏光板を得た。この偏光板の評価結
果を表2に示す。
社製 ポリビニルアルコール163−03045(けん
化度約88%、重合度約500)の30重量%水溶液を
用いた以外、実施例2と同様にして偏光板を得た。この
偏光板の評価結果を表2に示す。
の面にエマルジョン型2液タイプのアクリル系接着剤
(主剤が中央理化工業株式会社製 AP−P9739−
3(固形分濃度55重量%)、硬化剤が中央理化工業株
式会社製 GL−P9908(固形分濃度100重量
%)、主剤/硬化剤=100/10)を厚さが5μmと
なるようにコートし、熱風で乾燥して、巻き取った。
ラレ製 クラレビニロンフィルムVF−9X75R、厚
み75μm)を、加熱金属ロール/加熱金属ロール(温
度110℃、直径350mm、加圧力3.8t)間で圧
延することにより縦方向に3.4倍(厚み換算で)の1
軸延伸をし、次いで、フィルムの両端約10mm幅をト
リミングし、次いで、加熱金属ロール/加熱金属ロール
(温度110℃、直径350mm、加圧力3.8t)間
でさらに1.2倍(厚み換算で)の1軸延伸をし、次い
で、パンに入れたヨウ素水溶液(水18000gにヨウ
素90gとヨウ化カリウム1440gとを溶解させた
液)に緊張下で30秒浸漬し、水切りロールによって水
切りし、次いで、パンに入れた60℃硼酸水溶液(水6
000gに硼酸300gとヨウ素1.5gとヨウ化カリ
ウム24gとを溶解させた液)に緊張下で5秒浸漬し、
水切りロールによって水切りし、次いで、緊張下で冷風
によって乾燥した(これによって偏光膜が得られたこと
になる)。
薬株式会社製 ポリビニルアルコール163−0304
5(けん化度約88%、重合度約500)の30重量%
水溶液に緊張下で2秒浸漬した後引き上げ、直ちに偏光
膜の両面に実施例4で得た保護膜のコート面がくるよう
にして、ゴムロール/金属ロール(ゴムロール直径20
0mm、金属ロール直径350mm、線圧10kg/c
m)間でニップし、巻き取った。なお、縦延伸から巻き
取りに至るまでの操作は全て一連の操作であり、巻き取
り速度は10m/分であった。
の部屋に24時間放置した。かくして得られた偏光板の
初期性能は偏光度が100%、単体透過率が44.4%
であった。そして耐湿熱試験後の偏光度保持率は80.
7%、単体透過率は53.5%であった。
アクリル系接着剤に代えて和光純薬株式会社製ポリビニ
ルアルコール163−03045(けん化度約88%、
重合度約500)の30重量%水溶液を用いた以外、実
施例4と同様にしてポリビニルアルコールをコートした
保護膜を得た。次いでポリビニルアルコールに代えてエ
マルジョン型2液タイプのアクリル系接着剤(主剤が中
央理化工業株式会社製 AP−P9739−3(固形分
濃度55重量%)、硬化剤が中央理化工業株式会社製
GL−P9908(固形分濃度100重量%)、主剤/
硬化剤=100/10)を用いた以外、実施例5と同様
にして偏光板を得た。偏光板の初期性能は偏光度が10
0%、単体透過率が44.4%であった。そして耐湿熱
試験後の偏光度保持率は80.1%、単体透過率は5
3.6%であった。
で、以下に記載する効果を奏す。
用に最適な偏光板である。
必要とせず、生産性がよく、且つ、気泡の巻き込みもな
い品質が良好な偏光板を製造することができる。
Claims (6)
- 【請求項1】ポリビニルアルコール系偏光膜の少なくと
も1方の面に接着剤層を介して環状オレフィン系樹脂を
主成分とする保護膜を積層してなる偏光板において、該
接着剤がポリビニルアルコール系接着剤と2液タイプ接
着剤の混合物であることを特徴とする偏光板。 - 【請求項2】2液タイプ接着剤がアクリル系主剤とイソ
シアネート系硬化剤を主成分とする接着剤である請求項
1記載の偏光板。 - 【請求項3】接着剤原液が完全には乾燥していない状態
で、偏光膜と保護膜とを積層する工程を含む請求項1又
は2記載の偏光板の製造方法。 - 【請求項4】ポリビニルアルコール系偏光膜の少なくと
も1方の面に接着剤層を介して環状オレフィン系樹脂を
主成分とする保護膜を積層してなる偏光板において、該
接着剤層がポリビニルアルコール系接着剤層と2液タイ
プ接着剤層の積層構成からなる層であることを特徴とす
る偏光板。 - 【請求項5】2液タイプ接着剤がアクリル系主剤とイソ
シアネート系硬化剤を主成分とする接着剤である請求項
4記載の偏光板。 - 【請求項6】ポリビニルアルコール系接着剤原液又は2
液タイプ接着剤原液が完全には乾燥していない状態で、
偏光膜と保護膜とを積層する工程を含む請求項4又は5
記載の偏光板の製造方法。
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