JP2008197309A - 薄型偏光板及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光子の少なくとも片面に感圧接着剤層を設けた偏光板に対し、高温環境下でも良好な耐久性を付与するとともに、作業性に煩雑さを伴うことなくそこに高分子フィルムを積層できるようにする。この感圧接着剤付きの偏光板に、位相差板などの高分子フィルムを積層して、薄肉化が可能な複合偏光板とし、さらにそれを画像表示装置に適用する。
【解決手段】偏光子１の少なくとも片面に感圧接着剤層２が設けられた偏光板１０であって、感圧接着剤層２は、２３〜８０℃の温度範囲において０.１５〜１MPaの貯蔵弾性率を示すもので構成する。高い貯蔵弾性率を示す感圧接着剤層２が、高温環境下で発生する偏光子１の伸縮による寸法変化を抑制する。感圧接着剤層２の外側には、位相差板などの高分子フィルム６を配置して複合偏光板１５，１６とされ、さらにそれを液晶セル２０などの画像表示素子と組み合わせて、画像表示装置とされる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置などの画像表示装置に用いられる偏光板と、それを配置した画像表示装置に関するものである。本発明の偏光板は、薄型軽量化された構成で、且つ高温環境下における耐久性に優れているので、特に、モジュール自体の薄型軽量化及び耐久性の向上を図ったモバイル用途の各種画像表示装置に有用である。

液晶表示装置は、従来から卓上計算機や電子時計などに使用されてきたが、近年、その用途が急激に広がりつつある。すなわち、携帯電話などのモバイル機器から大型テレビまで、画面サイズを問わずに液晶表示装置が使用されるようになってきている。また、液晶表示装置以外に、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）表示装置も、モバイル用途を中心に増加傾向にある。これらの画像表示装置に使用される偏光板も、需要が増大しているばかりでなく、各用途に適する性能が求められている。

上記の如き画像表示装置に広く一般に用いられている偏光板は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光子の両面に、液状の接着剤を介して、トリアセチルセルロースフィルムに代表される透明保護層を積層した構成で製造されている。この状態で、あるいは必要により粘着剤又は接着剤を介して光学特性を有する位相差フィルムや光学補償フィルムなどの種々の光学層を貼り合わせた形態で、液晶セルや有機ＥＬ表示素子などの画像表示素子に貼り合わせて用いられる。

図４に、このような従来の偏光板及びそこに位相差板を積層した複合偏光板の一般的な例を断面模式図で示した。すなわち、偏光子１の両面に透明保護層４，５が設けられて、偏光板１１が構成されている。また、その一方の透明保護層５側に感圧接着剤層３を介して位相差板６が貼合され、さらにその外側には、画像表示素子等へ貼り合わせるための感圧接着剤層７が設けられて、複合偏光板１７が構成されている。感圧接着剤層７の外側には、画像表示素子等へ貼り合わせるまでその表面を仮着保護するセパレータ９ａが設けられるのが通例である。

ところで最近、携帯電話などのモバイル用途の画像表示装置においては、デザインの面や携帯性の面から、モジュール全体を薄くしてスリム化することが進みつつある。当然のことながら、そこに使用される偏光板についてもさらなる薄型軽量化が要望されている。また、モバイル化により使用場所が各種にわたるため、薄型軽量構成でありながら、従来以上の耐久性も求められている。

上記の如き薄型化や軽量化の要求に応じるため、偏光板の偏光子又は透明保護層を単に薄くすると、偏光子がその延伸方向に裂けやすい特性を持っている点や、接着剤を介して透明保護層を積層する方式では作業時の取扱い性などの点より、薄型軽量偏光板を得るのに限界がある。また、図４に示したような、偏光子１の両面に透明保護層４，５を設ける構成に替えて、位相差板６などの他の光学フィルムに貼り合わされる側の透明保護層５を省略し、偏光子１に接着剤又は感圧接着剤を介して直接、位相差板６などの他の光学フィルムを積層して、偏光板の薄肉化を図る試みもある。しかしこの場合は、特に高温環境下に置いたときに、偏光子１の伸縮に伴う寸法変化が大きくなり、耐久性が必ずしも十分でないという問題があった。

一方、透明保護層としてのトリアセチルセルロースフィルムを他の樹脂で置き換える提案も、従来からなされている。例えば、特開 2000-199819号公報（特許文献１）には、親水性高分子からなる偏光子の片面又は両面に、そのフィルムを溶解しない溶剤による樹脂溶液を塗工して、透明薄膜層付きの偏光板とすることが開示されており、その透明薄膜層の上に透明フィルムからなる保護層を配置することも記載されている。特開 2000-321430号公報（特許文献２）には、ポリビニルアルコール系偏光子の少なくとも一方の面に、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からなる接着剤を介して、環状オレフィン系樹脂からなる保護膜を積層した偏光板が開示されている。また、特開 2001-305345号公報（特許文献３）には、ポリビニルアルコール系シートからなる偏光子の少なくとも一面に、水性高分子−イソシアネート系接着剤を介して、ノルボルネン系樹脂からなる保護フィルムを積層した偏光板が開示されている。

これらの特許文献１〜３に開示される透明フィルムないし環状オレフィン系樹脂フィルム（ノルボルネン系樹脂フィルムもほぼ同義）を、位相差板の機能を有するもので構成すれば、画像表示素子に貼り合わされる部材を削減して薄型の偏光板とすることができる。ところが、偏光子と透明高分子フィルムとの積層に接着剤を用いる場合、その接着剤を偏光子に塗工し、乾燥又は硬化させた後、高分子フィルムを積層する方式となるため、フィルムの光学軸を偏光子の軸に対して一定の角度となるように積層することが困難であることから、特にモバイル用途の画像表示装置に有用である楕円又は円偏光モードの複合偏光板を容易に形成するのには問題がある。

さらに、粘着剤（感圧接着剤）を用いて、前記の如きノルボルネン系樹脂フィルムを偏光子に貼り合わせることも知られている。例えば、特開平 6-51117号公報（特許文献４）には、偏光子の少なくとも一面に熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フィルムを保護層として積層した偏光板が開示されている。また特開平 8-43812号公報（特許文献５）には、偏光子の両側に保護フィルムが積層された偏光板において、その保護フィルムの少なくとも一方を、同時に位相差フィルムの機能を有するもので構成することが開示されており、位相差フィルムの機能を有する保護フィルムの例として熱可塑性ノルボルネン系樹脂が挙げられている。これらの特許文献４及び５には、偏光子とノルボルネン系樹脂フィルムとの積層に用いる粘着剤として、天然ゴム、合成ゴム・エラストマー、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルキルエーテル、ポリアクリレート、変性ポリオレフィン系樹脂系粘着剤などが挙げられている。しかしながらいずれの公報も、粘着剤層の形成方法又は保護層との積層方法の説明に限られており、薄型偏光板を形成する目的は実現していると言えるものの、耐久性向上の点ではその具体的な粘着剤の特性又は効果が明記されていない。

そのため、構成部材の低減による薄型化及び軽量化を図るモバイル用途の偏光板の分野では、薄くて良好な耐久性を維持するとともに、光学特性を有する高分子フィルム又は他の光学層との積層工程においてもその製造自由度が高い感圧接着剤を用いた薄型偏光板の開発が求められている。

特開２０００−１９９８１９号公報 特開２０００−３２１４３０号公報 特開２００１−３０５３４５号公報 特開平６−５１１１７号公報 特開平８−４３８１２号公報

本発明の目的は、偏光子の少なくとも片面に感圧接着剤層を設けた偏光板に対し、高温環境下でも良好な耐久性を付与するとともに、用いる感圧接着剤が再剥離性を有していることで、そこに高分子フィルムを積層する際、偏光子と高分子フィルムとの積層工程において作業性に煩雑さを伴うことなく製造できるようにすることにある。本発明のもう一つの目的は、この感圧接着剤付きの偏光板に、位相差板などの高分子フィルムを積層して、全体としての薄肉化が可能な複合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複合偏光板を画像表示装置に適用することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に感圧接着剤層が設けられており、その感圧接着剤層は、２３〜８０℃の温度範囲において ０.１５〜１MPa の貯蔵弾性率を示すもので構成される。このような、比較的高い貯蔵弾性率を示す硬い感圧接着剤層を設けることにより、高温環境下において偏光板の寸法変化を小さく抑えることができる。

偏光子の片面に前記感圧接着剤層を設け、他面には透明樹脂フィルムからなる保護層を設けるのが有効である。この偏光板において、偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、ヨウ素や二色性有機染料などの二色性を示す色素が吸着配向したもので構成することができる。また、感圧接着剤層の厚みは１〜４０μm であることが好ましい。さらに、感圧接着剤層は再剥離性を有しており、その露出面には、シリコーン系などの離型剤で処理されているセパレータを存在させることが好ましい。

また本発明によれば、前記の感圧接着剤層を有する偏光板の感圧接着剤層側に高分子フィルムが配置されている複合偏光板も提供される。ここで用いる高分子フィルムは、面内位相差を有するもので構成し、保護層と位相差板の機能を兼ね備えることで、部材枚数の低減による薄型軽量化された複合偏光板とすることができる。またこれにより、楕円又は円偏光モードの薄型複合偏光板とすることができる。

上記の偏光板又は複合偏光板にはさらに、他の光学機能を示す光学層を積層することができる。例えば、偏光子の片面に前記感圧接着剤層が設けられ、他面には透明保護層が設けられた偏光板、又はその感圧接着剤層側に位相差板などの高分子フィルムが配置された複合偏光板において、偏光子に密着されている透明保護層の反対面に、ハードコート層、反射防止層、アンチグレア層などの表面処理層を有していてもよい。

また、偏光子の片面に前記感圧接着剤層が設けられ、必要により他面に透明保護層が設けられた偏光板、又はその感圧接着剤層側に位相差板などの高分子フィルムが配置された複合偏光板において、偏光子の前記感圧接着剤層に接する面とは反対側（透明保護層が設けられている場合はその外側）に、反射板又は半透過反射板を貼り合わせて、反射型又は半透過反射型の薄型複合偏光板を形成してもよい。

さらに、偏光子の片面に前記感圧接着剤層が設けられ、必要により他面に透明保護層が設けられた偏光板、又はその感圧接着剤層側に位相差板などの高分子フィルムが配置された複合偏光板において、偏光子の前記感圧接着剤層に接する面とは反対側（透明保護層が設けられている場合はその外側）に、輝度向上フィルムを貼り合わせて、輝度向上システムが利用可能な薄型複合偏光板を形成することもできる。

本発明の画像表示装置は、液晶セルや有機ＥＬ表示素子の如き画像表示素子と、上記の偏光板又は複合偏光板とを備えるものである。この画像表示装置においては、画像表示素子の少なくとも片面に、上記の偏光板又は複合偏光板が配置される。

本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、２３〜８０℃の温度範囲において所定の貯蔵弾性率を示す感圧接着剤層を配置したものである。そして、その感圧接着剤層の外側に、他の光学機能を有する高分子フィルム、例えば位相差板を積層することにより、画像表示素子に貼り合わされるフィルムの枚数を少なくして、より薄型軽量な構成とすることができるとともに、感圧接着剤層が高温環境下においても偏光子の収縮に伴う寸法変化を抑えることが可能となり、耐久性に優れる薄型偏光板及び薄型複合偏光板とすることができる。また、これを液晶セルや有機ＥＬ表示素子などの画像表示素子と組み合わせることにより、薄肉化が可能でしかも耐久性に優れた画像表示装置を得ることができる。

以下、添付の図面も適宜参照しながら、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る偏光板の層構成の一例を示す断面模式図である。図１を参照して、本発明の偏光板１０は、偏光子１の少なくとも片面に感圧接着剤層２を設けたものである。そしてその感圧接着剤層２は、２３〜８０℃の温度範囲において０.１５〜１MPaの貯蔵弾性率を示すもので構成される。ここでいう「２３〜８０℃の温度範囲において０.１５〜１MPaの貯蔵弾性率を示す」とは、この範囲のいずれの温度においても貯蔵弾性率が上記範囲の値をとることを意味する。貯蔵弾性率は通常、温度上昇に伴って漸減するので、２３℃及び８０℃における貯蔵弾性率がいずれも上記範囲に入っていれば、この範囲の温度において、上記範囲の貯蔵弾性率を示すとみることができる。

偏光子１の両面にこのような高い貯蔵弾性率を示す感圧接着剤層を設けることもできるが、一般には、偏光子１の片面に上記の如き貯蔵弾性率を示す感圧接着剤層２を設け、偏光子１の他面には、透明樹脂フィルムからなる保護層４を設けることが有利である。感圧接着剤層２の露出面には、セパレータ９を配置して、他の部材に貼り合わされるまで、その表面を仮着保護するのが通例である。

偏光子１は、入射する自然光から直線偏光を取り出す機能を有するフィルムであり、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光フィルムを用いることができる。偏光子１を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、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、アンモニウム基を有するアクリルアミド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％程度、好ましくは９８モル％以上である。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。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１,０００〜１０,０００程度、好ましくは １,５００〜５,０００程度である。

かかるポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光子１の原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの膜厚は特に限定されないが、例えば、１μm〜１５０μm程度である。延伸のしやすさなども考慮すれば、その膜厚は１０μm 以上であるのが好ましい。

偏光子１は、このようなポリビニルアル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その二色性色素を吸着させる工程、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、及びこのホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て、製造される。二色性色素としては、ヨウ素や、二色性の有機染料が用いられる。

偏光子１の少なくとも片面には、感圧接着剤層２を形成する。感圧接着剤とは、押さえるだけで他物質の表面に接着し、またこれを被着面から引き剥がす場合には、被着物に強度さえあればほとんど痕跡を残すことなく除去できる粘弾性体であって、粘着剤とも呼ばれるものである。感圧接着剤層２は、従来から画像表示装置のために用いられてきた種々の粘着剤をベースに形成されうる。例えば、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系、ポリビニルエーテルなどのものがある。また、エネルギー線硬化型、熱硬化型などであってもよい。これらの中でも、透明性、耐候性、耐熱性などに優れるアクリル系樹脂をベースポリマーとした粘着剤が好適である。

アクリル系粘着剤としては、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）アクリル酸エステル系ベースポリマーや、これらの（メタ）アクリル酸エステルなどを２種類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。さらに、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いる。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−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリルアミド、２−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。

これらのアクリル系粘着剤は、単独でももちろん使用可能であるが、通常架橋剤が併用されている。架橋剤としては、２価又は多価金属イオンであって、カルボキシル基との間でカルボン酸金属塩を形成するもの、ポリアミン化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの、ポリエポキシ化合物やポリオール化合物であって、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するもの、ポリイソシアネート化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するものなどが例示される。中でも、ポリイソシアネート化合物が有機系架橋剤として広く使用されている。

エネルギー線硬化型粘着剤とは、紫外線や電子線などのエネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有しており、エネルギー線照射前においても粘着性を有してフィルムなどの被着体に密着し、エネルギー線の照射により硬化して密着力の調整ができる性質を有する粘着剤である。エネルギー線硬化型粘着剤としては、特に紫外線硬化型粘着剤を用いることが好ましい。エネルギー線硬化型粘着剤は、一般にはアクリル系粘着剤と、エネルギー線重合性化合物とを主成分としてなる。通常はさらに架橋剤が配合されており、また必要に応じて、光開始剤、光増感剤などを配合することもできる。

感圧接着剤層２を形成するために用いる粘着剤組成物には、上記のベースポリマー及び架橋剤のほか、必要に応じて、粘着剤の粘着力、凝集力、粘性、弾性率、ガラス転移温度などを調整するために、例えば天然物や合成物である樹脂類、粘着性付与樹脂、酸化防止剤、染料、顔料、消泡剤、腐食剤、光重合開始剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。さらに、微粒子を含有させて光散乱性を示す感圧接着剤層とすることもできる。

本発明では、偏光子１の少なくとも片面に設ける感圧接着剤層２は、２３〜８０℃の温度範囲において０.１５〜１MPaの貯蔵弾性率を示すもので構成する。貯蔵弾性率は、市販の粘弾性測定装置、例えば後述する実施例に示すように、REOMETRIC 社製の粘弾性測定装置“DYNAMIC ANALYZER RDA II” を用いて測定することができる。通常の画像表示装置又はそれ用の光学フィルムに用いられている感圧接着剤の貯蔵弾性率は、高々０.１MPa程度であり、それに比べて、本発明で規定する感圧接着剤層２の貯蔵弾性率０.１５〜１MPaは高い値となる。かかる高い貯蔵弾性率を示す、すなわち硬い感圧接着剤を用いることにより、高温環境下において発生する偏光子の収縮に伴う寸法変化を小さく抑えることが可能となる。すなわち、良好な耐久性が得られる。

感圧接着剤層２の貯蔵弾性率をこのような高い値とする手段は特に限定されないが、例えば、上記したような通常の粘着剤組成物に、オリゴマー、具体的にはウレタンアクリレート系のオリゴマーを配合することが有効である。好ましくは、このようなウレタンアクリレート系オリゴマーを配合したうえで、エネルギー線を照射して硬化させたものが、高い貯蔵弾性率を示すようになる。ウレタンアクリレート系オリゴマーが配合された粘着剤組成物、あるいはそれを支持フィルム上に塗工し、紫外線硬化させたフィルム状感圧接着剤は、公知である。

感圧接着剤層２を偏光子１上に形成する方法に特別な制限はなく、例えば、偏光子１の片面又は両面に上記の如き粘着剤組成物を用いて感圧接着剤層２を形成した後、シリコーン系等の離型処理が施された樹脂フィルムからなるセパレータを積層する方法や、上記の如きセパレータ上に感圧接着剤層２を形成した後、偏光子１上に転写する方法などによって設けることができる。また、感圧接着剤層を偏光子１上に形成する際には、必要に応じて偏光子１又は感圧接着剤層２の貼り合わされる側の面（片方又は両方）に、密着性を向上させるための処理、例えばコロナ処理などを施してもよい。

感圧接着剤層２の厚みは、１〜４０μm であることが好ましい。本発明の目的である薄型偏光板を得るためには、加工性や耐久性などの特性を損なわない範囲で、感圧接着剤層２を薄く形成するのが望ましく、例えば、３〜２５μm とすることが、良好な加工性を保ちつつ、偏光子の寸法変化を抑えるうえで好適である。

偏光子１の片面に、上で説明したような感圧接着剤層２を設け、偏光子１の他面には、透明樹脂フィルムからなる保護層４を設けるのが好ましい。保護層４としては、適宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明性や均一な光学特性、機械強度、熱安定性などに優れる樹脂からなるフィルムが好ましく用いられる。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如きセルロース系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートの如きポリエステル系樹脂フィルム、ポリメチル（メタ）アクリレートやポリエチル（メタ）アクリレートの如きアクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリエーテルスルホン系樹脂フィルム、ポリスルホン系樹脂フィルム、ポリイミド系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ノルボルネンの如き環状オレフィンをモノマーとする環状オレフィン系樹脂フィルムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。保護層４と偏光子１の接着には、接着剤又は感圧接着剤を用いることができる。

保護層４の表面には、必要に応じて、ハードコート層、反射防止層、防眩層などの表面処理層が設けられていてもよい。ハードコート層は、偏光板表面の傷付き防止のために形成されるものであり、主に紫外線硬化型樹脂、例えば、アクリル系やシリコーン系などの樹脂から、透明保護層４との密着性や硬度に優れるものが適宜に選定され、透明保護層４の表面に形成することができる。

また反射防止層は、偏光板の表面における外光の反射防止を目的として形成されるものであり、公知の方法で形成することができる。防眩層は、偏光板の表面に外光が写り込んで発生する視認性の阻害を防止するために形成されるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式等による粗面化方式や、紫外線硬化型樹脂に透明微粒子を混合した塗工液を塗布して硬化させる方式などによって、透明保護層４の表面に凹凸構成となるように形成されるのが一般的である。

以上のように構成される本発明の偏光板１０は、その感圧接着剤層２側に高分子フィルムを配置して複合偏光板とすることができる。図２は、本発明に係る複合偏光板の層構成の一例を示す断面模式図である。図２に示す複合偏光板１５は、図１に示した偏光板１０からセパレータ９を剥がした状態で、その感圧接着剤層２側に高分子フィルム６を配置したものである。この例では、高分子フィルム６は位相差板で構成されている。高分子フィルム６の表面には、感圧接着剤層７が設けられ、さらにその表面は、セパレータ９ａによって仮着保護されている。

高分子フィルム６は、先に保護層２を構成する樹脂として例示したような各種の樹脂で構成することができる。特にこの高分子フィルム６は、面内位相差を有し、位相差板としての機能を有するもので構成するのが有利である。面内位相差を有する高分子フィルム６は、位相差板として要求される特性、すなわち、その複屈折が光学的に均一であるものが好適に選択され、偏光子１の保護機能及び液晶パネルによる位相差の補償（視野角補償の意味も含む）等を目的として使用される。その例としては、従来から画像表示装置に使用されてきたものを限定なく用いることができ、各種透明高分子の延伸フィルム等からなる複屈折性フィルム、ディスコティック液晶やネマチック液晶が配向固定されたフィルム、フィルム基材上に上記の液晶層が形成されたものなどが挙げられる。フィルム基材上に液晶層を固定する場合、配向液晶層を支持するフィルム基材として、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂フィルムが好ましく用いられる。

複屈折性フィルムを形成する高分子としては、例えば、ポリカーボネート系、ポリビニルアルコール系、ポリスチレン系、ポリメチルメタクリレート系、ポリプロピレンの如きポリオレフィン系、ポリアリレート系、ポリアミド系、ノルボルネンの如き環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン系などが挙げられる。延伸フィルムは、一軸や二軸等の適宜な方式で処理したものであってよい。また、熱収縮性フィルムとの接着下に収縮力及び／又は延伸力をかけることでフィルムの厚さ方向の屈折率を制御した複屈折性フィルムも用いることができる。

高分子フィルム６は、実用上の必要に応じて前記の素材からなるフィルムの種類を自由に選択することが可能であるが、特に偏光板の薄型化が目的である本発明では、位相差板の機能を有する高分子フィルム６が偏光板１０の感圧接着剤層２側に積層されることが好ましい。また必要に応じて、偏光子１の感圧接着剤層２と反対側に設ける保護層４を、位相差板の機能を有する樹脂フィルムで構成することも可能である。

特にモバイル用途の画像表示装置に使用される楕円偏光又は円偏光モードの複合偏光板とする場合、λ／２板又はλ／４板が有効に用いられる。楕円偏光又は円偏光モードの複合偏光板は、入射する偏光が直線偏光の場合はそれを楕円偏光又は円偏光に、そして入射する偏光が楕円偏光又は円偏光の場合はそれを直線偏光に、それぞれ変える機能を有している。特に楕円偏光又は円偏光を直線偏光に、直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えられる位相差板としては、λ／４板と呼ばれる、入射光の波長に対して１／４波長の位相差を示すものが使用される。またλ／２板は、直線偏光の方向を変える機能を有している。さらに、λ／２板とλ／４板とを、光学軸が所定の角度で交差するように積層して、広い波長域にわたって１／４波長の位相差を示す広帯域λ／４板とすることもできる。

上記の楕円偏光モードの複合偏光板は、液晶表示装置において液晶の複屈折により生じる着色現象を防止する場合などに有効であり、円偏光モードの複合偏光板は、反射型又は半透過反射型画像表示装置において、輝度向上の目的などに有効に用いられる。円偏光モードの複合偏光板は、反射防止の機能も有する。

本発明の複合偏光板１５において、貯蔵弾性率の高い感圧接着剤層２に貼り合わされる高分子フィルム６の外側には、画像表示装置に積層するため、又は他の光学層に積層するため、感圧接着剤層７を設けることが好ましい。さらに、その感圧接着剤層７の露出面には、シリコーン系等の離型剤処理が施された樹脂フィルムからなるセパレータ９ａを有していることが好ましい。

高分子フィルム６の外側に設ける感圧接着剤層７は、従来から画像表示装置又はそのための光学フィルムに用いられている一般的なものでよく、本発明において偏光子１の少なくとも片面に設けられる感圧接着剤層２ほどの貯蔵弾性率は必要ない。その例としては、アクリル系ポリマーや、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタンなどをベースポリマーとしたものを用いることができる。中でも、アクリル系感圧接着剤のように、光学的な透明性に優れ、適度な濡れ性や凝集力を保持し、基材との接着性にも優れ、さらには耐候性や耐熱性などを有し、加熱や加湿の条件下で浮きや剥がれ等の剥離問題を生じないものを選択して用いることが好ましい。

感圧接着剤層７は、必要に応じて、光散乱性を付与するための微粒子を含有してもよいし、ガラス繊維やガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粉やその他の無機粉末などからなる充填剤、顔料や着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが配合されていてもよい。紫外線吸収剤には、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などがある。

感圧接着剤層７の形成は、例えば、トルエンや酢酸エチルなどの有機溶媒に粘着剤組成物を溶解又は分散させて１０〜４０重量％の溶液を調製し、これを高分子フィルム６の表面に直接塗工する方式や、予めシリコーン系等の離型処理が施されているセパレータ上に感圧接着剤層を形成しておき、それを高分子フィルム６上に移着する方式などにより、行うことができる。感圧接着剤層７の厚さは、その接着力などに応じて決定されるが、通常は１〜５０μm の範囲である。

貯蔵弾性率の高い感圧接着剤層２が設けられた偏光子１と高分子フィルム６とを積層する方法は特に限定されるものでなく、従来から知られている技術により積層すればよい。その例としては、貼合ロール等を用いて、偏光子の偏光軸に対して高分子フィルム６の光学軸が直交又は平行となるように積層する方法や、偏光子の偏光軸に対して高分子フィルム６の光学軸が所定の角度となるように積層する方法が挙げられる。特に本発明の複合偏光板は、偏光子１の偏光軸と高分子フィルム６の光学軸が所定の角度をなすように積層された円偏光又は楕円偏光モードの形成において有効に用いられる。

また、本発明による偏光板又は複合偏光板は、その使用に際して他の光学機能を示す光学層を１層又は２層以上積層することができる。その光学層については特に限定されず、例えば、反射層、半透過反射層、光拡散層、位相差板、集光板、輝度向上フィルムなどを挙げることができる。

反射型の複合偏光板は、視認側からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置に用いられ、バックライト等の光源を省略できることから、液晶表示装置を薄型化しやすい。また半透過反射型の複合偏光板は、明所では反射型として、暗所ではバックライト等の光源を利用する透過型として表示するタイプの液晶表示装置に用いられる。反射型の複合偏光板とするための反射層は、例えば、偏光子１上の保護層４にアルミニウム等の金属からなる箔や蒸着膜を付設して、形成することができる。また半透過反射型の複合偏光板とするための半透過反射層は、前記の反射層をハーフミラーとする方法や、パール顔料等を含有して光透過性を示す反射板を偏光板に接着する方法などにより、形成できる。

一方、拡散型の複合偏光板は、入射する光を拡散させる機能を併せ持たせたものであって、例えば、偏光子１上の保護層４にマット処理を行う方法、微粒子含有の樹脂を塗布する方法、微粒子含有のフィルムを接着する方法など、種々の方法を用いて、表面に微細凹凸構造の光拡散層を形成する。

さらに反射拡散両用の複合偏光板は、例えば、拡散型複合偏光板の微細凹凸構造面に、その凹凸構造が反映された反射層を設けるなどの方法により、拡散反射層を設けたものである。微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させ、指向性やギラツキを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また、微粒子を含有した樹脂層やフィルムは、入射光及びその反射光がその層を透過する際に拡散されて、明暗ムラをより抑制しうるなどの利点も有している。表面微細凹凸構造を反映させた反射層は、例えば、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の蒸着や、メッキ等の方法により、金属を微細凹凸構造の表面に直接付設することで形成できる。なお、表面微細凹凸構造を形成するために配合する微粒子としては、例えば、平均粒径が０.１〜３０μmのシリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などが利用できる。

位相差板の例としては、位相差を有する高分子フィルム６において説明したのと同様のものを挙げることができる。

集光板は、光路制御等を目的に付設されるもので、プリズムアレイシートやレンズアレイシート、あるいはドット付設シートなどとして、形成することができる。

輝度向上フィルムは、入射する自然光の一部を直線偏光又は円偏光として透過し、残りを反射して再利用する機能を有するものであって、液晶表示装置等における輝度の向上を目的として用いられる。その例としては、屈折率の異方性が互いに異なる薄膜フィルムを複数枚積層して反射率に異方性が生じるように設計された反射型直線偏光分離シート、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持した反射型円偏光分離シートなどが挙げられる。

以上のような各種光学層は、粘着剤又は接着剤を用いて偏光板又は複合偏光板と一体化されるが、そのために用いられる粘着剤又は接着剤は、特に限定されるものでなく、適宜なものを選択して使用すればよい。接着作業の簡便性や光学歪の発生防止などの観点からは、感圧接着剤を使用することが好ましい。感圧接着剤の例としては、先に図２を参照して感圧接着剤層７について説明したのと同様のものを挙げることができる。また、形成された感圧接着剤層が表面に露出される場合には、汚染防止などのため、セパレータを配置するのがよい。セパレータとしては先に説明したものと同様のものが用いられる。

本発明の偏光板又は複合偏光板は、各種画像表示素子に配置して、画像表示装置とすることができる。例えば、液晶セルの片面又は両面に配置して液晶表示装置とすることができる。用いられる液晶セルは任意であり、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、スーパーツイステッドネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなど、種々の液晶パネルを使用して液晶表示装置を形成することができる。液晶セルの両側に本発明の複合板又は複合偏光板を設ける場合、両者は同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。

図３は、本発明に係る複合偏光板を液晶パネルに装着した例を示す断面模式図である。この例では、図２に示した複合偏光板１５からセパレータ９ａを剥がした状態のものが、その感圧接着剤層７を介して液晶セル２０の片面（図では上側）に貼着され、そして液晶セル２０の他面（図の下側）には、感圧接着剤層７／高分子フィルム（位相差板）６／貯蔵弾性率の高い感圧接着剤層２／偏光子１／透明保護層４の順に積層され（この状態で、図２に示した複合偏光板１５に相当する）、さらにその外側に他の光学層８が積層された複合偏光板１６が、その感圧接着剤層７側で貼着されている。この例の液晶表示装置は、図の上側が視認側となり、バックライトを設ける場合は、図の下側に配置される。この場合、他の光学層８は、反射層、半透過反射層、集光板、輝度向上フィルムなどであることができる。

さらに、本発明の複合偏光板は、液晶表示装置以外の画像表示装置、例えば有機ＥＬ表示装置などの平面ディスプレイにおいて、反射防止の機能を有する円偏光又は楕円偏光モードにも有効に用いられる。もちろん、本発明の偏光板又は複合偏光板が適用される画像表示装置は、ここに例示したものに限定されるわけではない。

以下に、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、以下の例において、貯蔵弾性率及び寸法変化率は、次の方法によって測定した値である。

［弾性率］
感圧接着剤の貯蔵弾性率（Ｇ′）は、８mmφ×１mm厚の円柱を試験片とし、REOMETRIC 社製の測定器“DYNAMIC ANALYZER RDA II” を用いて、周波数１Hzの捻りせん断法で求めた。

［寸法変化率］
各例で作製した偏光板を、偏光吸収軸が長辺に対して時計回り１２０度となるように対角 ２.７インチ（約６.９cm）サイズで切り出し、その感圧接着剤層側を厚さ０.７mmのガラス板に貼り付けて、温度５０℃、圧力０.５MPaの条件で２０分間オートクレーブ処理を行った。自然冷却後、各サンプルを温度が８５℃に保たれたオーブンに投入し、５００時間保持する加熱試験を行った。（株）ニコン製の２次元測定器“NEXIV VMR-12072” を用いて、試験前後の偏光板の寸法を測定し、次式により寸法変化率を算出した。なお寸法測定は、偏光板の長辺及び短辺のそれぞれについて行い、長辺の寸法変化率及び短辺の寸法変化率をそれぞれ求め、それらの平均値で偏光板全体の寸法変化率とした。

寸法変化率(％)＝[(試験前の寸法−試験後の寸法)／試験前の寸法]×１００

また以下の例においては、偏光子の表面に直接設ける感圧接着剤として、次のものを用いた。

感圧接着剤Ａ：アクリル酸ブチルとアクリル酸の共重合体にウレタンアクリレートオリゴマーを配合し、さらにイソシアネート系架橋剤を添加した有機溶剤溶液を、離型処理が施された厚さ３８μm のポリエチレンテレフタレートフィルム（セパレータ）の離型処理面に、ダイコーターにて乾燥後の厚みが１５μm となるように塗工したシート状粘着剤。感圧接着剤層の貯蔵弾性率は、２３℃において０.４０MPa、８０℃において０.１８MPaであった。

感圧接着剤Ｂ：離型処理が施された厚さ３８μm のポリエチレンテレフタレートフィルム（セパレータ）の離型処理面に、厚さ１５μm のアクリル系感圧接着剤層が設けられている市販のシート状粘着剤。ウレタンアクリレートオリゴマーは配合されていない。この感圧接着剤層の貯蔵弾性率は、２３℃において０.０５MPa、８０℃において０.０４MPaであった。

感圧接着剤Ｃ：離型処理が施された厚さ３８μm のポリエチレンテレフタレートフィルム（セパレータ）の離型処理面に、厚さ１５μm のアクリル系感圧接着剤層が設けられている市販のシート状粘着剤。ウレタンアクリレートオリゴマーは配合されていない。この感圧接着剤層の貯蔵弾性率は、２３℃において０.１０MPa、８０℃において０.０４MPaであった。

［実施例１］
ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している厚さ２５μm のフィルムからなる偏光子の片面に、厚さ４０μm のトリアセチルセルロースフィルムからなる保護膜が、ポリビニルアルコールと水溶性エポキシ樹脂を含む水溶液からなる接着剤を介して貼り合わされた偏光板を用意した。そのポリビニルアルコールフィルム側に、感圧接着剤Ａを貼着して、図１に対応する薄型偏光板を得た。

別途、厚みが４０μm で面内位相差が１４０nmのノルボルネン系樹脂からなる位相差フィルム〔積水化学（株）製の“エスシーナフィルム”：商品名〕の片面に厚さ２５μm のアクリル系感圧接着剤が設けられ、その表面がセパレータで覆われている感圧接着剤付き位相差板を用意した。先に得られた薄型偏光板のセパレータを剥離した後、その感圧接着剤層側に、上記の感圧接着剤付き位相差板をアクリル系感圧接着剤が設けられていない側で、その光学軸が偏光板の偏光吸収軸に対して時計回り４５°をなすように貼合し、図２に対応する薄型複合偏光板を作製した。得られた薄型複合偏光板の総厚は、最表面のセパレータを除いて１４８μm であり、単位面積あたりの重量は１７.５５mg／cm²であった。

［比較例１］
実施例１で用いたのと同じポリビニルアルコールフィルムからなる偏光子の両面に、それぞれ厚さ４０μm のトリアセチルセルロースフィルムからなる保護膜が、ポリビニルアルコールと水溶性エポキシ樹脂を含む水溶液からなる接着剤を介して貼り合わされた偏光板を用意した。その片面に、感圧接着剤Ｂを貼り合わせた後、感圧接着剤Ｂのセパレータを剥がし、その感圧接着剤層側に実施例１で用いたのと同じ感圧接着剤付き位相差板をアクリル系感圧接着剤が設けられていない側で貼合して、図４に対応する複合偏光板を作製した。この複合偏光板の構成は、通常市販されている従来の複合偏光板の代表的な例である。得られた複合偏光板の総厚は、最表面のセパレータを除いて１８８μm であり、単位面積あたりの重量は２１.１８mg／cm²であった。

［比較例２］
実施例１において、偏光子と位相差板の間に配置する感圧接着剤を感圧接着剤Ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして薄型複合偏光板を作製した。

［比較例３］
実施例１において、偏光子と位相差板の間に配置する感圧接着剤を感圧接着剤Ｃに変更した以外は、実施例１と同様にして薄型複合偏光板を作製した。

次に、実施例１及び比較例１〜３で作製した複合偏光板に対し、前述した試験方法に従って寸法変化率を測定した。その結果を、各複合偏光板の総厚、単位面積あたりの重量、及び偏光子上に設けられた感圧接着剤層の貯蔵弾性率と併せて表１に示した。

表１からわかるように、実施例１で得られた本発明の薄型複合偏光板は、従来の複合偏光板の例である比較例１に比べて、位相差を有する高分子フィルム（位相差板）を保護層として積層したことにより、複合偏光板の構成枚数を減らすことができ、薄型軽量化されている。また、８５℃の高温条件下に置いた場合の寸法変化率は、感圧接着剤層が異なる以外は実施例１と同様の構成を採用した比較例２及び３の薄型複合偏光板では ２.０％以上、従来の複合偏光板（比較例１）では １.９％となるのに対し、実施例１の複合偏光板では １.５％となっており、偏光子の寸法変化が効果的に抑制されていることが確認できる。よって、本発明の偏光板及び複合偏光板は、良好な耐久性を維持することができる。

本発明に係る偏光板の層構成の一例を示す断面模式図である。 本発明に係る複合偏光板の層構成の一例を示す断面模式図である。 本発明の複合偏光板を液晶パネルに装着した例を示す断面模式図である。 従来の偏光板及びそこに位相差板を積層した複合偏光板の一般的な例を示す断面模式図である。

符号の説明

１……偏光子、
２……感圧接着剤層（貯蔵弾性率の高い）、
３……感圧接着剤層（従来）、
４，５……透明保護層、
６……高分子フィルム（位相差板）、
７……感圧接着剤層、
８……他の光学層、
９，９ａ……セパレータ、
１０……偏光板、
１１……偏光板（従来）、
１５，１６……複合偏光板、
１７……複合偏光板（従来）、
２０……液晶セル。

Claims (8)

1. 偏光子の少なくとも片面に感圧接着剤層が設けられており、該感圧接着剤層は、２３〜８０℃の温度範囲において０.１５〜１MPaの貯蔵弾性率を示すことを特徴とする偏光板。
2. 偏光子の片面に前記感圧接着剤層が設けられ、偏光子の他面には透明樹脂フィルムからなる保護層が設けられている請求項１に記載の偏光板。
3. 偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向したものである請求項１又は２に記載の偏光板。
4. 感圧接着剤層は、その厚みが１〜４０μm である請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板の感圧接着剤層側に高分子フィルムが配置されていることを特徴とする複合偏光板。
6. 高分子フィルムは、面内位相差を有する請求項５に記載の複合偏光板。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の偏光板又は複合偏光板に、他の光学機能を示す光学層が積層されていることを特徴とする複合偏光板。
8. 画像表示素子と、請求項１〜７のいずれかに記載の偏光板又は複合偏光板とを備えることを特徴とする画像表示装置。

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