JPH07107565B2 - 偏光板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示板等に好適に用いられる偏光板に関す
る。

〔従来の技術〕

偏光性フイルムは、たとえば、ヨウ素、二色性染料にな
どにより偏光性を付与されたポリビニルアルコールフイ
ルム等の両面を三酢酸セルロースフイルム等の保護フイ
ルムで積層することによって形成されており、液晶表示
板は一般に、該偏光性フイルムに感圧性接着剤層を設け
液晶セルに圧着することによって製造されている。

上記感圧性接着剤としては、各種架橋系のアクリル系接
着剤が提案されている。例えば特開昭56−95965号公報
には、ヒドロキシアルキルアクリレートを構成成分とし
て含む共重合体と多官能性イソシアネート化合物を含有
する感圧性接着剤が開示されているが、この接着剤は上
記共重合体がイソシアネート化合物によって架橋される
ので貯蔵安定性が悪く、偏光性フイルムに積層後はキュ
アー条件によって架橋密度が異なり、かつ経時によって
架橋が進行する為、品質安定性に充分満足出来るもので
はなかった。

更に大きな問題点としては、近年大型化しつつある液晶
セルや保護板ガラスに上記アクリル系接着層を有する偏
光膜を積層する際に、位置決めに失敗することが多い為
液晶セルのガラス表面を汚したり、或いは充分な脱気が
困難である為に、高温・高湿の条件下で用いた際に、発
泡したり界面剥離やシワが生じたりすることが多かっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上記従来の偏光性フイルムの欠点に鑑
み、特に大型の液晶セルや保護ガラスへの積層が容易に
出来、脱気が充分にされて、高温・高湿の条件下で気泡
が生じたり界面剥離を生じたりすることのない偏光板を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨は偏光性フイルムの少なくとも一面に接着
性熱可塑性樹脂フイルムが設けられてなり、該接着性フ
イルムの外表面に、多数の粗大な凹凸が形成され、該粗
大な凹凸の隣接する凹部間又は隣接する凸部間の平均間
隔が10点平均粗さの約２〜10倍であり、且つ、該粗大な
凹凸の面上に更に微細な凹凸が形成されており、該微細
な凹凸の表面粗さが５〜20μｍであることを特徴とする
偏光板に存する。

本発明で用いられる偏光性フイルムは特に限定されるも
のではなく従来公知の任意のものが使用でき、たとえ
ば、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポ
リビニルアセタール、エチレン・酢酸ビニル共重合体の
ケン化物等ポリビニルアルコール系樹脂のフイルムにヨ
ウ素、二色性染料等の偏光素子を含浸させ延伸すること
により偏光性が付与された偏光フイルムの片面もしくは
両面に、三酢酸セルロースなどのセルロース系フイル
ム、ポリカーボネート系フイルム、ポリエーテルスルホ
ン系フイルム等の保護フイルムが積層されたものが多用
される。

本発明偏光板は上記偏光性フイルムの少くとも一面に後
述する接着性熱可塑性樹脂フイルム、好ましくは可塑剤
を含有したポリビニルブチラールフイルムが設けられて
いるものであるが、場合によっては上記保護フイルムが
全く積層されずに上記偏光フイルムの両面に可塑化ポリ
ビニルブチラールフイルム等が積層されたものであって
もよい。

偏光フイルムとして用いる三酢酸セルロースは、可塑化
ポリビニルブチラール等との接着性を良好にする為、部
分ケン化物を用いるのが好ましい。

偏光性フイルムの少くとも一面に設けられる接着性熱可
塑性樹脂フイルムは、加熱・加圧により液晶セル等のガ
ラスに強固に接着・積層されるので、好ましくは、透明
で適度の粘着性・強靱性を有し偏光性フイルムに接する
面は鏡面に形成される。

接着性熱可塑性樹脂フイルムに用いられる樹脂の例とし
てはポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール、
ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、エチレン
−メチルメタクリレート共重合体等が挙げられ、特に可
塑剤を含有するポリビニルブチラールが好ましい。

その理由は、可塑化ポリビニルブチラールを用いた本発
明偏光板は、凝集力、粘着力のバランスがとれていて且
つ品質の安定した接着層が形成されて、液晶セル等に貼
付した際に、高温、高湿の条件下で気泡が生じたり、界
面剥離を生じたりしないのは勿論のこと、更に三酢酸セ
ルロースフイルムが分解劣化したり、液晶表示板に用い
られる反射用金属箔が腐食劣化することのない偏光板を
提供することができるからである。

可塑化ポリビニルブチラールに用いられるポリビニルブ
チラールの重合度は、低過ぎると製膜して捲回した際に
ブロッキングが生じ易く、逆に高過ぎると製膜後に偏光
フイルムやガラスと積層する際に高い湿度条件を必要と
するので一般に500〜2000とされる。又、ブチラール化
度は55〜80モル％のものが好ましく用いられる。

ポリビニルブチラールに添加混合される可塑剤としては
従来公知のものが使用可能で、具体例としてはトリエチ
レングリコールジ２−エチルブチレート、トリエチレン
グリコールジ２−エチルヘキソエート及びジブチルセバ
ケート等が挙げられる。これら可塑剤の使用量は、少な
過ぎるとポリビニルブチラール層に可塑性が発現されず
多過ぎるとポリビニルブチラール層表面にしみ出すいわ
ゆるブリード現象が生じるので、一般にポリビニルブチ
ラール100重量部に対し20〜60重量部、好ましくは30〜5
0重量部とされる。

可塑化ポリビニルブチラールフイルム等の接着性フイル
ムには紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、カルボン酸
の金属塩等の接着性調整剤等が含有されてもよい。

本発明に用いられる接着性熱可塑性樹脂フイルムの外表
面、即ち偏光性フイルムに接触していない面には、液晶
セルへの積層の際に充分脱気されるように多数の粗大な
凹凸が形成されている。この凹凸において、隣接する凹
部間又は隣接する凸部間の平均間隔は、脱気性を高める
ために10点平均粗さの約２倍以上とされ、粘着性の強い
樹脂を用いた場合に粘着性を低下させるために約10倍以
下とされる。そして粗大な凹凸の平均間隔は一般に100
〜500μｍ、好ましくは200〜300μｍとされ、又、10点
平均粗さは一般に20〜100μｍ、好ましくは25〜70μｍ
とされる。

更に、上記接着性フイルムに形成される粗大な凹凸は、
この粗大な凹凸表面上に微細な凹凸が形成されているも
のであるので、脱気性及び液晶セル等への積層作業性の
点で良好である。

以下本発明の一例を示す図面を参照しながら、上記二重
の凹凸が形成された接着性フイルムについて説明する。

第１図は本発明偏光板９に液晶セル10を載置した状態の
一部切欠模擬的斜視図であり、第２図は本発明に用いら
れる接着性熱可塑性樹脂フイルムの任意位置における表
面粗さを触針法を用いて測定した際の曲線を模擬的に表
わした図である。

第１図において、三酢酸セルロース層１及びポリビニル
アルコール層２からなる偏光性フイルム３の一面に設け
られた接着性熱可塑性樹脂フイルム４の外表面には凸部
５及び凹部６を有する粗大な凹凸７が多数設けられ、更
に粗大な凹凸７の表面に複数の微細な凹凸８が設けら
れ、かくして接着性フイルム４はその表面に二重の凹凸
を有する。

粗大な凹凸の平均間隔は、例えば隣接する粗大な凹部の
底間の間隔の平均として求められる。

第２図に示すように表面曲線を基準長さＬで区切った部
分について考えると、各凹部の底と底との間隔をWi（ｉ
は１〜ｎの整数、ｎ＋１は基準長さＬの間にある凹部の
底の数）として、平均間隔Ｗは で表わされる。

粗大な凹凸の粗さは、国際標準化機構のISO-R468に従っ
て10点平均粗さで表わされ、それは次のようにして求め
られる。

第２図において最も高い山41から５番目に高い山45まで
の５個の山の高さの平均値と、最も深い谷51から５番目
に深い谷55までの５個の谷の高さの平均値との差が10点
平均粗さＨと定義される。従って第２図においてＨは、
基線Ｘから測った山又は谷の高さをHa（ａは１〜10の整
数）とすると次式で求められる。

尚、基準長さＬは表面の粗さの度合に応じて特定の長さ
に定められるが本発明では通常8mmとされる。

又粗大な凹凸表面上の微細な凹凸の表面粗さ及び隣接す
る凹部又は凸部間の間隔は、粗大な凹凸の粗さの程度、
樹脂フイルムの材質、物性等に依存して適宜の範囲内で
選ばれる。通常微細な凹凸の表面粗さは10点平均粗さで
表わして５〜20μｍとされ、好ましくは５〜15μｍ、で
ある。粗大な凹凸の平均粗さが比較的小さい場合は微細
な凹凸の表面粗さも比較的小さくするのが好ましい。そ
して微細な凹凸の表面粗さ対粗大な凹凸の表面粗さの比
は0.2〜0.5の範囲であるのが好ましい。又微細な凹凸の
隣接する凹部又は隣接する凸部間の平均間隔は60〜130
μｍであるのが好ましく、より好ましくは60〜100μｍ
である。

尚微細な凹凸の表面粗さを表す10点平均粗さは、第２図
に例示される表面（断面）曲線から粗大な凹凸（ウネリ
とも称される）を取り除いた後に測定される。断面曲線
から粗大な凹凸を取り除くには、一般に、電気式表面粗
さ測定機に用いられている波回路による方法や、曲率
半径の大きい円で断面曲線上をたどったときの円の中心
の軌跡を利用する方法が用いられ、前者が好ましく採用
される。現在、触針型表面粗さ測定装置の大部分のもの
は触針の動きを電気的に拡大する形式のものであり、上
記波回路は通常、予め測定装置に組込まれている。そ
のような波回路が組込まれた粗さ測定装置の例として
（株）東京精密社製触針式表面粗さ計、サーフコム1210
A型等が挙げられる。

そして本発明において上記波回路におけるカットオフ
の長さ（切断波長）はJISB0601−1976に準拠して0.08m/
mを採用するのが好ましい。

上記二重凹凸形状を有する接着性フイルムを製造する方
法としては、例えばエンボスロール法、カレンダーロー
ル法、異形押出法、機械エッチング法、雄雌プレス板を
用いる方法等の方法が挙げられ、中でもエンボスロール
法が好ましい。エンボロール法は、熱可塑性樹脂フイル
ム表面に付与すべき凹凸に対応する凹凸が形成されたエ
ンボスロールを接着性フイルム製造の際の成形プレスロ
ールとして用いるものである。

上記接着性フイルムを製造するために用いるエンボスロ
ールに二重凹凸を形成する際には、粗大な凹凸の形成に
彫刻法を用い、微細な凹凸の形成にブラスト法を用いる
のが好ましい。彫刻法とは、たとえば、彫刻模様付けさ
れたマザーロールの模様を製造すべきロール表面に圧印
転写するものである。ブラスト法では粒状のブラスト材
がロール表面に高速度で吹付けられる。

本発明偏光板においては、保護フイルムと可塑化ポリビ
ニルブチラール等のフイルムとの接着性を高める為、或
いは高温（約60℃以上）使用時における可塑化ポリビニ
ルブチラール等のフイルム中の可塑剤、その他の添加剤
の偏光フイルム等への移行防止の為に、可塑化ポリビニ
ルブチラール等のフイルムと隣接する層との界面に、例
えばウレタン系の、接着剤層が設けられてもよい。

又、可塑化ポリビニルブチラールフイルム表面にはシリ
コンをコーティングしたポリエチレンフイルム等の剥離
フイルムを設けておくと取扱い上便利である。

本発明において偏光性フイルムの少なくとも一面に可塑
化ポリビニルブチラール等のフイルムを設けるには、従
来公知の方法が採用され得るが、押出成形やロール成形
により製膜した可塑化ポリビニルブチラールフイルムを
偏光性フイルムに積層する方法が好ましく採用される。

例えば、50〜80℃に加熱した可塑化ポリビニルブチラー
ルフイルムをポリビニルアルコール系偏光フイルム／セ
ルロース系保護フイルム二層体の偏光フイルムに重ね合
わせ、或いは保護フイルム／偏光フイルム／保護フイル
ム三層体の表面に重ね合わせた後に１〜4Kg/cm²程度で
加圧して偏光板を得るのである。

〔実施例〕

実施例１ 平均重合度1700、ブチラール化度65モル％、残存ビニル
アルコール34.5モル％のポリビニルブチラール樹脂100
重量部に、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチ
レート40重量部、酸化防止剤としてBHT0.2重量部、紫外
線吸収剤として２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２
−ヒドロキシフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール
（チバカイギー社、チヌビン326）0.2重量部を添加混合
してポリビニルブチラール組成物を調整した。

この組成物を70℃でロールにより混練した後150℃、50K
g/cm²の条件下で雄雌型プレス板によりプレスを行い、
片面が鏡面で、他方の面に二重の凹凸が形成された厚さ
380μｍの可塑化ポリビニルブチラールフイルムを得
た。粗大な凹凸は10点平均粗さが35μ、平均間隔が平均
粗さの５倍のなだらかな形状であり、微細な凹凸の表面
粗さは８μであった。

このポリビニルブチラール膜と別途常法により作成した
三酢酸セルロース／ポリビニルアルコール二層体とを、
ポリビニルブチラール膜の鏡面側がポリビニルアルコー
ル層に接するようにして、70℃、2Kg/cm²の条件下で積
層し、第１図に示されるような目的とする偏光板９を得
た。

得られた偏光板９を200×200m/mの大きさに切断し、以
下の通り液晶セル用ガラス板11に積層した。尚、12は液
晶セル中に封入された液晶、13はスペーサーである。

ガラスの所定位置にポリビニルブチラール層がガラスに
接するように上記偏光板を置き、これをラバーバッグ内
に入れ、600mmHg以下に減圧脱気しながら、オートクレ
ーブ中で70℃、4Kg/cm²の条件下で約30分間加熱・加圧
して、ガラス板に上記偏光板が強固に接着した液晶表示
板を得た。このとき、ガラス界面の脱泡は充分で液晶表
示板には気泡の残溜が無かった。

このようにして得た液晶表示板をサンプルとして、耐湿
性試験（60℃、90％RH、500時間）、耐熱性試験（80
℃、500時間）を行った。

その結果、サンプル中央部は勿論、周辺部における偏光
板の剥離はなく、又発泡やしわの発生等の異常は全くな
かった（第１表参照、繰返し数10）。

又、このときの偏光性能は、偏光性フイルムにアクリル
系感圧性接着剤層が設けられた従来の偏光板を用いて得
られた液晶表示板について耐湿性・耐熱性試験を行った
後の偏光性能と同等であった。

実施例２及び３ 実施例１と同様にして可塑化ポリビニルブチラールの外
表面に二重の凹凸が形成された偏光板、及び液晶表示板
を得た。ポリビニルブチラールの凹凸の形状及び液晶表
示板の物性は第１表の通りであった。

実施例４ 平均重合度850、ブチラール化度72モル％のポリビニル
ブチラール樹脂100重量部に実施例１で用いたのと同じ
でかつ同量の可塑剤、酸化防止剤及び紫外線吸収剤を添
加混合してポリビニルブチラール組成物を調整した。

この組成物を40℃でロール混練してフイルム状にした後
プレスして、片面を鏡面とし、他方の面に、粗大な凹凸
は10点平均粗さが60μｍ、凹凸の平均間隔が200μｍで
あって、微細な凹凸の表面粗さは８μｍのエンボスを付
与した。第３図に示すように、この２枚のポリビニルブ
チラールフイルム4,4と別途常法により作成した三酢酸
セルロース／ポリビニルアルコール／三酢酸セルロース
の三層体からなる偏光性フイルム３とを、ポリビニルブ
チラールフイルムの鏡面側が三酢酸セルロース層に接す
るようにして、50℃、2Kg/cm²の条件下で積層し、目的
とする偏光板９を得た。

得られた偏光板を100mm×200mmの大きさに切断し、以下
の通り液晶セル10のガラス板11上の所定位置に置き、さ
らに表面に金属酸化物等が蒸着された無反射性の保護ガ
ラス14を置いて組立体とした。可塑化ポリビニルブチラ
ールフイルムの有するガラスへの粘着性を利用して、上
記組立体を軽く押圧して位置を仮決めしたが、このとき
液晶セル用ガラス11や保護用ガラス14の位置のずれは生
じなかった。

この組立体をラバーバッグ内に入れて、600mmHg以上に
て60℃で減圧脱気しながら30分間予備プレスを行った。
予備プレス後の脱気状態は中心部に極く僅かの残泡が残
っている程度であった。これをオートクレーブ中で60
℃、4Kg/cm²の条件下で20分間加熱、加圧して本プレス
を行った。本プレス後の状態は、残泡が消えており、し
わやひずみ等も発生しておらず外観の非常に良好な保護
ガラス付液晶表示板が得られた。

これを実施例１と同種の耐湿性試験、耐熱性試験に供し
た。その結果は第１表の通り偏光板の剥離はなく、又発
泡やしわの発生等の異常は全くなかった。

比較例１ 偏光板として実施例４で用いた三層体の偏光性フイルム
の上下に従来のアクリル系感圧性接着剤層を設けたもの
を使用した。実施例４で用いたのと同じ液晶セルガラス
上に片面のアクリル層を常法によって圧着積層した後、
更に他面のアクリル層に保護ガタスを積層した。ガラス
とアクリル層との界面には積層直後に残泡があり、プレ
ス後には泡は消えたがしわが残った。

この液晶表示板の耐湿試験を行ったところ10枚中４枚が
発泡し、耐熱試験では10枚中３枚が発泡した。

〔発明の効果〕

本発明偏光板は上述の通り構成され、偏光性フイルムの
少くとも一面に設けられた熱可塑性樹脂フイルムの外表
面には、多数の粗大な凹凸が形成されており、該粗大な
凹凸の隣接する凹部間又は隣接する凸部間の平均間隔が
10点平均粗さの約２〜10倍であり、且つ、該粗大な凹凸
の面上に微細な凹凸が形成されており、該微細な凹凸の
表面粗さが５〜20μｍであるので、例えばB5判やA4判の
ように大型の、液晶セルや液晶表示板の保護の為のガラ
スへの積層が、アクリル系粘着剤層が設けられた従来の
偏光板に比して、容易に出来、脱気が充分にされて、高
温・高湿の条件下でも気泡が生じたり界面剥離を生じた
りすることがないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明偏光板に液晶セルを載置した状態の一部
切欠模擬的斜視図、第２図は本発明に用いられる接着性
熱可塑性樹脂フイルムの表面粗さ曲線、第３図は本発明
の他の実施例を示す偏光板を用いて得られた保護ガラス
付液晶表示板の断面図である。 偏光性フイルム…３、接着性熱可塑性樹脂フイルム…４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】偏光性フイルムの少くとも一面に接着性熱
   可塑性樹脂フイルムが設けられてなり、該接着性フイル
   ムの外表面に多数の粗大な凹凸が形成され、該粗大な凹
   凸の隣接する凹部間又は隣接する凸部間の平均間隔が10
   点平均粗さの約２〜10倍であり、且つ、該粗大な凹凸の
   面上に更に微細な凹凸が形成されており、該微細な凹凸
   の表面粗さが５〜20μｍであることを特徴とする偏光
   板。
2. 【請求項２】接着性熱可塑性樹脂フイルムが、可塑剤を
   含有したポリビニルブチラールのフイルムであることを
   特徴とする請求項１記載の偏光板。