JP2016224182A - 偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一方の面の第1透明保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有し、かつ、紫外線吸収剤を有し、
他方の面の第2透明保護フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を含有してなる偏光板に関する。
(ここで、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素または炭素数1〜8のアルキル基を示し、R3は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基を示す。)
図1に示すように、偏光板Pでは、ポリビニルアルコール系偏光子1の両面に、接着剤層3を介して第1透明保護フィルム21、第2透明保護フィルム22がそれぞれ設けられている。第1透明保護フィルム21は、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位およびグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂および紫外線吸収剤を含有する。一方、第2透明保護フィルム22は、シクロオレフィン系樹脂により形成されている。
偏光子1は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、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材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコール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あげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、5〜80μm程度である。
第1透明保護フィルム21は、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位およびグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂、ならびに紫外線吸収剤を含有する。前記(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは、下記一般式(1)で表されるグルタルイミド単位および下記一般式(2)で表される不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の構造単位を有する。
(メタ)アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどがあげられる。これらは1種のみが用いられても良いし、2種以上が併用されても良い。これらの中でも、熱安定性に優れる点で、(メタ)アクリル酸メチルがより好ましく、メタクリル酸メチルが特に好ましい。すなわち、一般式(1)において、R4がメチル基、R5がメチル基であることが特に好ましい。
Im%={B/(A+B)}×100
Re=(nx−ny)×d
Rth=(nx−nz)×d
なお、上記式中において、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、およびnzとして表す。また、dはフィルムの厚み(nm)を表す。
本実施形態において、第2透明保護フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を主原料として含有する。これにより高透明性及び低吸水性の特性を発揮し得る。
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や防汚層、反射防止層、スティッキング防止層や、拡散層ないしアンチグレア層などの各種コーティング層を設けてもよい。
前記偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせに用いる接着剤層は光学的に透明であれば、特に制限されず水系、溶剤系、ホットメルト系、活性エネルギー線硬化型の各種形態のものが用いられるが、水系接着剤または活性エネルギー線硬化型接着剤が好適であり、活性エネルギー線硬化型接着剤がより好適である。
接着剤層を形成する水系接着剤としては特に限定されるものではないが、例えば、ビニルポリマー系、ゼラチン系、ビニル系ラテックス系、ポリウレタン系、イソシアネート系、ポリエステル系、エポキシ系等を例示できる。
活性エネルギー線硬化型接着剤としては、電子線硬化型、紫外線硬化型等の活性エネルギー線の照射により硬化するものを例示できる。
本実施形態の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムの形態でも用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板(1/2や1/4等の波長板を含む)、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を1層または2層以上用いることができる。特に、本実施形態の偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
前述した偏光板や、少なくとも1層の偏光板を備える光学フィルム(以下、特に断りのない限り偏光板と光学フィルムとを併せて「偏光板」と称する。)には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
偏光板と粘着剤層との間の密着性を向上させるために、その層間にアンカー層を設けることもできる。
本実施形態の偏光板は液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本実施形態においては上記偏光板を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばTN型やSTN型、π型、VA型、IPS型、などの任意なタイプのものを用いうる。
1H−NMR BRUKER AvanceIII(400MHz)を用いて、樹脂の1H−NMR測定を行った。3.5から3.8ppm付近のメタクリル酸メチルのO−CH3プロトン由来のピーク面積Aと、3.0から3.3ppm付近のグルタルイミドのN−CH3プロトン由来のピークの面積Bより、次式で求めた。
Im%={B/(A+B)}×100
なお、「イミド化率」とは全カルボニル基中のイミドカルボニル基の占める割合をいう。
酸価は、イミド樹脂中でのカルボン酸単位、カルボン酸無水物単位の含有量を示す。0.3gのポリマー試料を37.5mlの塩化メチレンおよび37.5mlのメタノールの混合溶媒の中で溶解し、フェノールフタレインエタノール溶液を2滴加えた後に、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を5ml加える。過剰の塩基を0.1N塩酸で滴定し、酸価を添加した塩基と中和に達するまでに使用した塩酸との間のミリ当量で示す差で算出した。
平均重合度2400、ケン化度99.9モル%、厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、28℃の温水中に60秒間浸漬して膨潤させた。次いで、3.2重量%(重量比:ヨウ素/ヨウ化カリウム=1/10)の30℃のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3.3倍まで延伸した。次いで、60℃の3重量%のホウ酸、2重量%のヨウ化カリウム水溶液中に10秒間浸漬しながら3.6倍まで延伸した。その後、60℃の4重量%のホウ酸、3重量%のヨウ化カリウム水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。さらに、5重量%のヨウ化カリウム水溶液中に10秒間浸漬してヨウ素イオン含浸処理をした。その後、40℃のオーブンで3分間乾燥を行い、厚さ30μmの偏光子を得た。
透明保護フィルムA(グルタルイミド単位含有):MS樹脂(MS−200;メタクリル酸メチル/スチレン(モル比)=80/20の共重合体,新日鐵化学(株)製)をモノメチルアミンでイミド化(イミド化率:5%)した。得られたイミド化されたMS樹脂は、一般式(1)で表されるグルタルイミド単位(式中、R1およびR3はメチル基、R2は水素原子である)、一般式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル単位(R4は水素原子、R5およびR6はメチル基である)、およびスチレン単位を有し、酸価は0.5mmol/gであった。なお、前記イミド化には、口径15mmの噛合い型同方向回転式二軸押出機を用いた。押出機の各温調ゾーンの設定温度を230℃、スクリュー回転数150rpm、MS樹脂を2.0kg/hrで供給し、モノメチルアミンの供給量はMS樹脂100重量部に対して2重量部とした。ホッパーからMS樹脂を投入し、ニーディングブロックによって樹脂を溶融、充満させた後、ノズルからモノメチルアミンを注入した。反応ゾーンの末端にはシールリングを入れて樹脂を充満させた。反応後の副生成物および過剰のメチルアミンをベント口の圧力を−0.08MPaに減圧して脱揮した。押出機出口に設けられたダイスからストランドとして出てきた樹脂は、水槽で冷却した後、ペレタイザでペレット化した。前記イミド化されたMS樹脂を溶融押出製膜した。このとき、紫外線吸収剤(ADEKA社製、「T−712」)をMS樹脂100重量部に対して0.66重量部供給した。次いで、縦2倍、横2倍に二軸延伸した透明保護フィルム(厚さ40μm,Re=2nm,Rth=2nm)を作製した。
接着剤A(活性エネルギー線硬化系):HEAA(ヒドロキシエチルアクリルアミド)/50部、ACMOL(アクリロイルモルホリン)/50部、IRGACURE184/3部を1時間混合して接着剤Aを調製した。
(偏光板の作成)
上記透明保護フィルムAの片面に、上記接着剤Aを乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布したもの用意した。上記透明保護フィルムHの片面に、上記接着剤Aを乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布したもの用意した。また、接着剤の塗布は、その調製から30分間後に23℃の温度条件下で行なった。次いで、23℃の温度条件下で偏光子の両面に、前記接着剤付きの透明保護フィルムAおよびHをロール機で貼り合せた後、透明保護フィルムH側から活性エネルギー線を適宜照射して両側の接着剤層Aを硬化させ偏光板を作成した。
実施例1において、偏光板の作製にあたり、透明保護フィルムの種類および接着剤の種類を表1に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして偏光板を作製した。なお、実施例5では、接着剤として接着剤Bを用い、23℃の温度条件下で偏光子の両面に、前記接着剤付きの透明保護フィルムAおよびHをロール機で貼り合せた後、55℃で10分間乾燥して偏光板を作成した。
得られた偏光板について下記評価を行った。結果を表1に示す。
作製した偏光板を目視にて確認し、コゲ(黒い斑点状の外観不良)の有無を確認した。コゲが発生しなかった場合を「○」、コゲが発生した場合を「×」として評価した。
偏光板を、偏光子の吸収軸が長辺に対して45°となるように、160mm×90mmに切り出した。当該偏光板の積層フィルム面(光学補償層側)にアクリル系粘着剤層を貼り付けた。この粘着剤層付きの偏光板を、ガラス板の両面に、偏光板(偏光子)の吸収軸が直交するように貼り付けたものをサンプルとした。サンプルについて、加熱試験(80℃,100時間)、加湿試験(60℃,90%RH,100時間)を行った。試験後、目視での観察および輝度を測定した。
偏光板を1000mm×1000mmになるように切り出してサンプルを調製した。サンプルの偏光板を、JIS K 7350−2で定められた耐光試験の環境下に置き、その際の偏光板の黄変の有無を確認した。黄変が発生しなかった場合を「○」、黄変が発生した場合を「×」として評価した。
偏光板(100mm×100mm)から吸収軸が長辺に対して45°となるように切り出してサンプルとし、偏光度(%)を積分球式透過率測定機((株)村上色彩研究所製:DOT−3C)を用いて測定した。偏光度は99.990%以上あればよく、99.995%以上が好ましい。
以下の手順で液晶パネルを作製し、これを液晶表示装置に実装してコントラストを評価した。
IPSモードの液晶セルを含む液晶表示装置[LGディスプレイ社製液晶テレビ:型式32LE7500 の液晶パネル(画面サイズ:32インチ)]から、液晶パネルを取り出し、液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いて、上記液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した。このようにして作製した液晶セルを液晶セルAとした。そして液晶セルAの両面に作製した実施例・比較例に記載の偏光板を、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を介して、視認側は長辺側に偏光子の吸収軸となるよう、バックライト側は短辺方向が偏光子の吸収軸になるよう貼付け、液晶パネルAを作製した。
コントラストの測定は、23℃、55%R.H.の暗室でバックライトを点灯させてから30分経過した後、ELDIM社製のEZ Contrast160D(製品名)を用いて、白画像、及び、黒画像を表示した場合の、正面方向のXYZ表示系のY値を測定した。白画像におけるY値(YW:白輝度)と、黒画像におけるY値(YB:黒輝度)とから、正面方向のコントラスト比(YW/YB)を算出した。コントラスト比は、5000以上あればよく、6000以上であることが好ましい。
実施例1〜5では、偏光板の第1透明保護フィルムにおけるコゲを防止でき、また液晶パネルへの適用の際にも表示ムラおよび黄変を抑えることができ、光学特性も良好であった。比較例1では第1透明保護フィルムのイミド化率、比較例2では酸価が高すぎたために、第1透明保護フィルムにコゲが発生した。比較例3では第1透明保護フィルムに紫外線吸収剤を配合しなかったために偏光板の黄変が発生した。比較例4では第1透明保護フィルムにグルタルイミド単位を含めなかったためにコゲが発生した。比較例5では第2透明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たために吸湿が進行し、表示ムラが発生した。なお、実施例1〜4と実施例5とを比較すると、実施例5では水系接着剤を用いたために偏光板の光学特性がわずかながら低下した。これにより、接着剤として水系接着剤及び活性エネルギー線硬化型接着剤のいずれであっても実用に供し得るものの、より高品位の偏光板とするには活性エネルギー線硬化型接着剤を用いることが好ましいことが分かる。
21 第1透明保護フィルム
22 第2透明保護フィルム
3 接着剤層
P 偏光板
C 液晶セル
Claims (10)
- ポリビニルアルコール系偏光子の両面に、接着剤層を介して透明保護フィルムが設けられている偏光板であって、
一方の面の第1透明保護フィルムは、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および一般式(1)で表わされるグルタルイミド単位を有する(メタ)アクリル系樹脂であって、イミド化率が2.5〜5.0%、酸価が0.10〜0.50mmol/gの範囲であり、かつ、アクリル酸エステル単位が1重量%未満である(メタ)アクリル系樹脂を含有し、かつ、紫外線吸収剤を有し、
他方の面の第2透明保護フィルムは、シクロオレフィン系樹脂を含有してなる偏光板。
(ここで、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素または炭素数1〜8のアルキル基を示し、R3は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、または炭素数6〜10のアリール基を示す。) - 前記第1透明保護フィルムの面内位相差および厚み方向位相差がそれぞれ40nm以下である請求項1に記載の偏光板。
- 前記接着剤層が活性エネルギー線硬化型接着剤により形成されている請求項1又は2に記載の偏光板。
- 前記第1透明保護フィルムの一方の面側に配置されたコーティング層を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記コーティング層がハードコート層または防汚層である請求項4に記載の偏光板。
- 前記透明保護フィルムの前記偏光子側とは反対側に粘着層が設けられている請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板。
- 前記偏光板と前記粘着層との間にアンカー層が設けられている請求項6に記載の偏光板。
- 前記粘着層が導電性を有する請求項6に記載の偏光板。
- 前記アンカー層が導電性を有する請求項7に記載の偏光板。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の偏光板を備える液晶表示装置。
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