JP2013254072A - 偏光板、光学フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光子の少なくとも片面に、接着剤層を介して、透明保護フィルムが貼り合わされていること偏光板であって、前記偏光子は、二色性物質が吸着配向されており、かつ、ホウ酸含有率が23重量%以下のポリビニルアルコール系フィルムであり、かつ、前記接着剤層は、ラジカル重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型接着剤に活性エネルギー線を照射することにより形成されたものである。
【選択図】なし
Description
前記偏光子は、二色性物質が吸着配向されており、かつ、ホウ素含有率が23重量%以下のポリビニルアルコール系フィルムであり、
かつ、前記接着剤層は、ラジカル重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型接着剤に活性エネルギー線を照射することにより形成されたものであることを特徴とする偏光板、に関する。
SP値が29.0(kJ/m3)1/2以上32.0以下(kJ/m3)1/2であるラジカル重合性化合物(A)を20〜60重量%、
SP値が18.0(kJ/m3)1/2以上21.0(kJ/m3)1/2未満であるラジカル重合性化合物(B)を10〜30重量%、および
SP値が21.0(kJ/m3)1/2以上23.0(kJ/m3)1/2以下であるラジカル重合性化合物(C)を20〜60重量%含有し、
前記ラジカル重合性化合物(A)、(B)および(C)それぞれのホモポリマーのガラス転移温度(Tg)がいずれも60℃以上であることが好ましい。
透明保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロール等のセルロール樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン樹脂、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有する環状オレフィン系樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物があげられる。前記樹脂のなかでも、ポリカーボネート系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂が好ましく、特に、環状ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂が好ましい。なお、偏光子の片側には、透明保護フィルムが接着剤層により貼り合わされるが、他の片側には、透明保護フィルムとして、(メタ)アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることができる。
本発明の偏光板において、偏光子と透明保護フィルムの接着には、ラジカル重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型接着剤が用いられる。活性エネルギー線硬化型接着剤に活性エネルギー線を照射することにより形成された接着剤層(硬化物層)は水系接着剤層に比べて、耐久性が高い。本発明の偏光板における、接着剤層は、Tgが60℃以上であることが好ましい。本発明の偏光板において、接着剤層が60℃以上の高Tgになる、活性エネルギー線硬化型接着剤を用いるとともに、接着剤層の厚みを上記範囲に制御した場合、高湿下および高温下の過酷な環境下における耐久性を満足させることができる。
本発明において、ラジカル重合性化合物や偏光子、各種透明保護フィルムなどの溶解度パラメーター(SP値)は、Fedorsの算出法[「ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイエンス(Polymer Eng.& Sci.)」,第14巻,第2号(1974),第148〜154ページ参照]すなわち、
本発明の偏光板は、偏光子の接着剤層を形成する面および/または透明保護フィルムの接着剤層を形成する面に活性エネルギー線硬化型接着剤を塗工した後、偏光子の少なくとも片面に透明保護フィルムを貼り合わせ、次いで、活性エネルギー線照射によって活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化して接着剤層を形成することにより製造することができる。
得られたPVA系偏光子について、ホウ酸含有量を測定した。ホウ酸含有量は、前記測定対象のポリビニルアルコールフィルムに対して、120℃にて2時間の加熱乾燥を行った後、粉砕して2.0gを採取した。粉砕物2.0gに、水を500ml加え、95℃にて12時間加熱してポリビニルアルコールフィルムを完全に水に溶解させて水溶液とした。この水溶液に、マンニトールを10g、BTB溶液2ml加えたものをサンプル溶液とした。このサンプル溶液に、中和点を迎えるまで0.1mol/lの水酸化ナトリウムを滴下し、その滴下量からポリビニルアルコールフィルム中のホウ酸含有量(重量%)を下記式から算出した。
偏光子のホウ酸含有率(%)=C×V×Mw/M×100
C:水酸化ナトリウム水溶液の濃度(mol/l)
V:水酸化ナトリウム水溶液の滴下量(l)
Mw:ホウ酸の分子量(g/mol)
M:120℃で2時間乾燥後の偏光子重量(g)
ホウ酸分子量:61.84
<偏光子の作製>
平均重合度2400、ケン化度99.9モル%の厚み75μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の温水中に60秒間浸漬し膨潤させた。次いで、ヨウ素/ヨウ化カリウム(重量比=0.5/8)の濃度0.3%の水溶液に浸漬し、3.5倍まで延伸させながらフィルムを染色した。その後、65℃の濃度2.5%のホウ酸水溶液中で、トータルの延伸倍率が6倍となるように延伸を行った。延伸後に、40℃のオーブンにて3分間乾燥を行い、PVA系偏光子1(SP値32.8、厚み23μm)を得た。PVA系偏光子1のホウ酸濃度は22重量%、水分率は14重量%であった。
製造例1において、ホウ酸水溶液の濃度を表2に示すように変えたこと以外は、製造例1と同様にしてPVA系偏光子2〜4を得た。PVA系偏光子2〜4のホウ酸濃度、水分率、SP値を表2に示す。
・厚み40μm、透湿度60g/m2/24hのアクリル系樹脂フィルム(SP値22.2)。
・厚み60μm、透湿度500g/m2/24hのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(SP値23.3)。
透湿度の測定は、JIS Z0208の透湿度試験(カップ法)に準じて測定した。直径60mmに切断したサンプルを約15gの塩化カルシウムを入れた透湿カップにセットし、温度40℃、湿度90%R.H.の恒温機に入れ、24時間放置した前後の塩化カルシウムの重量増加を測定することで透湿度(g/m2/24h)を求めた。
活性エネルギー線として、紫外線(ガリウム封入メタルハライドランプ) 照射装置:Fusion UV Systems,Inc社製Light HAMMER10 バルブ:Vバルブ ピーク照度:1600mW/cm2、積算照射量1000/mJ/cm2(波長380〜440nm)を使用した。なお、紫外線の照度は、Solatell社製Sola−Checkシステムを使用して測定した。
ラジカル重合性化合物(A)として、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(SP値29.6,ホモポリマーのTg123℃,興人社製)を38.3部、
ラジカル重合性化合物(B)として、トリプロピレングリコールジアクリレート(商品名:アロニックスM−220,SP値19.0,ホモポリマーのTg69℃,東亞合成社製)を19.1部、
ラジカル重合性化合物(C)として、アクリロイルモルホリン(SP値22.9,ホモポリマーのTg150℃,興人社製)を38.3部、および
光重合開始剤(商品名:KAYACURE DETX−S,ジエチルチオキサントン,日本化薬社製)1.4部を混合して50℃で1時間撹拌して活性エネルギー線硬化型接着剤を得た。
Tgは、TAインスツルメンツ製動的粘弾性測定装置RSAIIIを用い以下の測定条件で測定した。
サンプルサイズ:幅10mm、長さ30mm、
クランプ距離20mm、
測定モード:引っ張り、周波数:1Hz、昇温速度:5℃/分
動的粘弾性の測定を行い、tanδのピークトップの温度Tgとして採用した。
<偏光板の作製>
上記アクリル系樹脂フィルム上に、厚さ0.5μmのウレタン系易接着剤層を形成した後に、当該易接着剤層に、上記活性エネルギー線硬化型接着剤を、MCDコーター(富士機械社製)(セル形状:ハニカム、グラビアロール線数:1000本/inch、回転速度140%/対ライン速)を用いて、接着剤層の厚みが0.5μmになるように塗工した。次いで、前記接着剤を介して、前記ウレタン系易接着剤層を設けたアクリル系樹脂フィルムとトリアセチルセルロースフィルムとを、上記偏光子の両面にロール機で貼り合わせた。その後、貼り合わせたアクリル系樹脂フィルムおよびトリアセチルセルロースの両側から、IRヒーターを用いて50℃に加温し、上記紫外線を両面に照射して、活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化させた。さらに、70℃で3分間熱風乾燥して、偏光子の両面に透明保護フィルムを有する偏光板を得た。貼り合わせのライン速度は25m/minで行った。接着剤層のTgは121℃であった。
実施例1において、PVA系偏光子の種類を表2に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を得た。
<水系接着剤の調製>
アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。前記水溶液100部に対し、アルミナコロイド水溶液(平均粒子径15nm,固形分濃度10%,正電荷)18部を加えて接着剤水溶液を調製した。
上記アクリル系樹脂フィルム上に、厚さ0.3μmのウレタン系易接着剤層を形成した。次いで、PVA系偏光子3の両面に、上記アクリル系樹脂フィルム(易接着剤層側)を、上記水系接着剤を介してロール機で貼り合せた後、70℃で3分間乾燥させて、偏光板を得た。前記水系接着剤は、偏光子と上記アクリル系樹脂フィルムの間に、接着剤層の厚さが150nmになるように滴下させた。
比較例3において、PVA系偏光子3をPVA系偏光子4に変えたこと以外は、比較例3と同様にして、偏光板を得た。
実施例および比較例で得られた偏光板について下記評価を行った。結果を表2に示す。
各例で得られた偏光板について、延伸軸方向を長辺として500mm×50mmの大きさにカットしたサンプル(偏光板)を調製した。当該サンプルを、加温装置内に投入し、60℃の環境下で24時間放置した。その後、サンプルを加温装置から取り出し、室温下に放置してから、ミツトヨ(株)製3DCNC画像測定機を用いて、サンプルの延伸軸方向の長さを測定した。加温装置への投入前後の測定値から、加熱寸法収縮率を下記式に基づき算出した。
寸法収縮率(%)={(L0−L1)/L1}×100
L0:初期のサンプルの延伸軸方向の長さ
L1:加熱環境下放置後のサンプルの延伸軸方向の長さ
各例で作製した偏光板を貼り合わせた液晶パネルを液晶表示装置に搭載した。当該液晶表示装置を、加温装置内に投入し、60℃の環境下で24時間放置した。その後、液晶表示装置を加温装置から取り出し、室温下に放置してから、液晶表示装置の光抜けの発生について、下記の基準で目視により確認した。なお、液晶表示装置は、液晶テレビ(LG電子社製の47型LX9500)から、液晶パネルを取り出し、当該液晶パネルの偏光板を、各例で作製した偏光板に交換した後に、前記液晶テレビに戻したものを使用した。
○:光抜けなし。
×:光抜けあり。
Claims (11)
- 偏光子の少なくとも片面に、接着剤層を介して、透明保護フィルムが貼り合わされていること偏光板であって、
前記偏光子は、二色性物質が吸着配向されており、かつ、ホウ酸含有率が23重量%以下のポリビニルアルコール系フィルムであり、
かつ、前記接着剤層は、ラジカル重合性化合物を含有する活性エネルギー線硬化型接着剤に活性エネルギー線を照射することにより形成されたものであることを特徴とする偏光板。 - 前記接着剤層のTgが、60℃以上であることを特徴とする請求項1記載の偏光板。
- 前記活性エネルギー線硬化型接着剤が、ラジカル重合性化合物(A)、(B)および(C)を含有する活性エネルギー線硬化型接着剤であって、組成物全量を100重量%としたとき、
SP値が29.0(kJ/m3)1/2以上32.0以下(kJ/m3)1/2であるラジカル重合性化合物(A)を20〜60重量%、
SP値が18.0(kJ/m3)1/2以上21.0(kJ/m3)1/2未満であるラジカル重合性化合物(B)を10〜30重量%、および
SP値が21.0(kJ/m3)1/2以上23.0(kJ/m3)1/2以下であるラジカル重合性化合物(C)を20〜60重量%含有し、
前記ラジカル重合性化合物(A)、(B)および(C)それぞれのホモポリマーのガラス転移温度(Tg)がいずれも60℃以上であることを特徴とする請求項1または2記載の偏光板。 - 前記ラジカル重合性化合物(A)が、N−ヒドロキシエチルアクリルアミドおよび/またはN−メチロールアクリルアミドである請求項3記載の偏光板。
- 前記ラジカル重合性化合物(B)が、トリプロピレングリコールジアクリレートである請求項3または4記載の偏光板。
- 前記ラジカル重合性化合物(C)が、アクリロイルモルホリンおよび/またはN−メトキシメチルアクリルアミドである請求項3〜5のいずれかに記載の偏光板。
- 前記活性エネルギー線硬化型接着剤が、光重合開始剤として、下記一般式(1)で表される化合物;
- 光重合開始剤として、さらに下記一般式(2)で表される化合物;
- 前記接着剤層の厚みが、0.01〜7μmであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の偏光板。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の偏光板が、少なくとも1枚積層されていることを特徴とする光学フィルム。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の偏光板、および/または請求項10に記載の光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置。
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