JP2019159311A - 偏光板およびそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
偏光板の薄型化に伴い、偏光フィルムや保護フィルムについての薄膜化の検討がなされているが、さらに保護フィルムを片面にだけ積層した片面保護フィルム偏光板を用いることで薄膜化を実現する方法が提案されている。
[1] 偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介して保護フィルムが積層され、もう一方の面に粘着剤層を備える偏光板であって、
前記偏光フィルムは、親水性高分子フィルムにヨウ素が吸着したフィルムであり、
前記接着剤層および前記粘着剤層は、いずれも温度40℃、相対湿度92%R.H.における透湿度が100g/(m2・day)以下であることを特徴とする偏光板。
[2] 前記粘着剤層が、ポリイソブチレン、及び水素引抜型光重合開始剤を含むゴム系粘着剤組成物から形成された粘着剤層であることを特徴とする[1]に記載の偏光板。
[3] 前記粘着剤層が、ポリオレフィン系樹脂を含む粘着剤層であることを特徴とする[1]記載の偏光板。
[4] 前記ポリオレフィン系樹脂が、非晶質ポリプロピレン系樹脂を含むことを特徴とする[3]に記載の偏光板。
[5] 前記偏光フィルムの厚みが、15μm以下である[1]〜[4]のいずれかに記載の偏光板。
[6] [1]〜[5]のいずれかに記載の偏光板を有することを特徴とする画像表示装置。
偏光フィルムは、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光フィルムとしては、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、ヨウ素を吸着させて一軸延伸したものが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素からなる偏光フィルムが好適である。これらの偏光フィルムの厚さは特に制限されないが、一般的に3〜80μm程度である。
前記偏光フィルムの片面に設けられる保護フィルムを形成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れるものが好ましい。例えば、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系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、イミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、又は、前記樹脂のブレンド物等も前記保護フィルムを形成する樹脂の例として挙げられる。保護フィルムは、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型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
本発明の偏光板は、偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介して保護フィルムが積層され、もう一方の面に粘着剤層が積層された層構成を有する。かかる偏光板において、接着剤層および粘着剤層は、いずれも温度40℃、相対湿度92%R.H.における透湿度が、100g/(m2・day)以下である。このような構成の偏光板は、高温高湿環境下において、端部からヨウ素が抜けにくいものとなる。以下、接着剤層又は粘着剤層をまとめて「粘接着剤層」ということがある。
接着剤層は、偏光フィルムと保護フィルムとを接着するための層であり、透湿度が100g/(m2・day)以下である。接着剤層としては、温度40℃、相対湿度92%R.H.における透湿度が、100g/(m2・day)以下であればよい。接着剤層を形成する接着剤の組成は特に限定されるものではなく、任意の適切な接着剤からなる層を採用し得る。このような接着剤としては、例えば、天然ゴム接着剤、α−オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂エマルション接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂系ホットメルト接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム溶剤系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ニトロセルロース系接着剤、反応性ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変性シリコーン系接着剤、ポリエステル系ホットメルト接着剤、ポリアミド樹脂ホットメルト接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリウレタン樹脂ホットメルト接着剤、ポリオレフィン樹脂ホットメルト接着剤、ポリ酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、ポリスチレン樹脂溶剤系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルピロリドン樹脂系接着剤、ポリビニルブチラール系接着剤、ポリベンズイミダゾール接着剤、ポリメタクリレート樹脂溶剤系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、レゾルシノール系接着剤等が挙げられる。このような接着剤は、1種単独又は2種以上を混合して使用することができる。
粘着剤層は、偏光フィルムと後述の機能性層とを積層するための層であり、透湿度が100g/(m2・day)以下である。粘着剤層としては、温度40℃、相対湿度92%R.H.における透湿度が、100g/(m2・day)以下であればよい。粘着剤層を形成する粘着剤の組成は特に限定されるものではなく、任意の適切な粘着剤からなる層を採用し得る。粘着剤としては、例えば、ゴム系粘着剤、ポリオレフィン系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤等を挙げることができるが、これらの中でも、透湿度の観点から、ゴム系粘着剤やポリオレフィン系粘着剤であることが好ましい。
また、前記活性エネルギー線の照射は、塗布層に(他部材等を貼り合せることなく)直接照射してもよく、塗布層にセパレータ等の光学フィルムやガラス等の各種部材を貼り合せた後に照射してもよい。前記光学フィルムや各種部材に貼り合せた後に照射する場合は、当該光学フィルムや各種部材越しに活性エネルギー線を照射してもよく、当該光学フィルムや各種部材を剥離して、当該剥離した面から活性エネルギー線を照射してもよい。
当該メタロセン触媒を用いた溶液重合においては、非晶質プロピレン−(1−ブテン)共重合体は、重合溶媒とは異なる貧溶媒を用いて析出単離(再沈殿法)を繰り返して、精製することができるので、上記イオンを含まない粘着剤層を得ることができる。なお、本明細書において、「F−、Cl−、Br−、NO2 −、NO3 −、SO4 2−、Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4 +を実質的に含まない」とは、標準的なイオンクロマトグラフ分析(例えば、ダイオネクス社製、商品名「DX−320」、「DX−500」を用いたイオンクロマトグラフ分析)において検出限界未満であることをいう。具体的には、粘着剤層1gに対して、F−、Cl−、Br−、NO2 −、NO3 −、SO4 2−およびK+がそれぞれ0.49μg以下、Li+およびNa+がそれぞれ0.20μg以下、Mg2+およびCa2+がそれぞれ0.97μg以下、NH4 +が0.5μg以下である場合をいう。
好ましくは170℃〜200℃である。このような範囲であれば、成形安定性に優れる。
本発明の偏光板は、例えば、液晶表示装置などにそのまま用いることもできるが、さらに前記粘接着剤層の偏光フィルム側とは反対の面に機能性層を付与することで様々な用途に使用することが可能である。すなわち、粘着剤層は偏光フィルムと機能性層とを積層するための層であることができる。機能性層は、前述の保護フィルム、反射型偏光フィルム、視野角補償フィルム、λ/4板、λ/2板等の位相差フィルムであることができる。
このような静電気の発生を低減または防止するうえで、帯電防止剤の配合が有効である。
本発明の画像表示装置は、本発明の偏光板を有することを特徴とする。本発明の偏光板は、さらにλ/4板を含む円偏光板であることもできる。
ウインドウは、フレキシブル画像表示装置の視認側に配置され、その他の構成要素を外部からの衝撃または温湿度等の環境変化から保護する役割を担っている。従来このような保護層としてはガラスが使用されてきたが、フレキシブル画像表示装置におけるウインドウはガラスのようにリジッドで堅いものではなく、フレキシブルな特性を有する。前記ウインドウは、フレキシブルな透明基材からなり、少なくとも一面にハードコート層を含んでいてもよい。
透明基材は、可視光線の透過率が70%以上、好ましくは80%以上である。前記透明基材は、透明性のある高分子フィルムなら、どのようなものでも使用可能である。具体的に、透明基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ノルボルネンまたはシクロオレフィンを含む単量体の単位を有するシクロオレフィン系誘導体等のポリオレフィン類、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、プロピオニルセルロース等の(変性)セルロース類、メチルメタクリレート(共)重合体等のアクリル類、スチレン(共)重合体等のポリスチレン類、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体類、アクリロニトリル・スチレン共重合体類、エチレン‐酢酸ビニル共重合体類、ポリ塩化ビニル類、ポリ塩化ビニリデン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等のポリエステル類、ナイロン等のポリアミド類、ポリイミド類、ポリアミドイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリエーテルスルホン類、ポリスルホン類、ポリビニルアルコール類、ポリビニルアセタール類、ポリウレタン類、エポキシ樹脂類などの高分子で形成されたフィルムであってもよい。これらの高分子はそれぞれ単独または2種以上混合して使用することができる。好ましくは、前記記載の透明基材の中でも透明性及び耐熱性に優れたポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルムまたはポリイミドフィルム、ポリエステル系フィルム、オレフィン系フィルム、アクリルフィルム、セルロース系フィルムが好ましい。高分子フィルムの中には、シリカ等の無機粒子、有機微粒子、ゴム粒子等を分散させることも好ましい。さらに、顔料や染料のような着色剤、蛍光増白剤、分散剤、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤を含有させてもよい。前記透明基材の厚さは5〜200μm、好ましくは、20〜100μmである。透明基材は、未延伸フィルム、1軸延伸フィルムまたは2軸延伸フィルムであってもよい。
前記ウインドウには透明基材の少なくとも一面にハードコート層が設けられていてもよい。ハードコート層の厚さは特に限定されず、例えば、2〜100μmであってもよい。ハードコート層の厚さが2μm未満の場合、十分な耐衝撃性耐擦傷性を確保することが難しく、100μmを超えると、耐屈曲性が低下し、硬化収縮によるカール発生の問題が発生することがある。
[タッチセンサ]
タッチセンサは入力手段として用いられる。タッチセンサとしては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等様々な様式が提案されており、いずれの方式でも構わない。中でも静電容量方式が好ましい。静電容量方式タッチセンサは活性領域及び前記活性領域の外郭部に位置する非活性領域に区分される。活性領域は表示パネルで画面が表示される領域(表示部)に対応する領域であって、使用者のタッチが感知される領域であり、非活性領域は表示装置で画面が表示されない領域(非表示部)に対応する領域である。タッチセンサはフレキシブルな特性を有する基板と;前記基板の活性領域に形成された感知パターンと;前記基板の非活性領域に形成され、前記感知パターンとパッド部を介して外部の駆動回路と接続するための各センシングラインを含むことができる。フレキシブルな特性を有する基板としては、前記ウインドウの透明基板と同様の材料が使用できる。タッチセンサの基板は、靱性が2,000MPa%以上のものがタッチセンサに生じ得るクラックを抑制する観点から好ましい。より好ましくは靱性が2,000MPa%〜30,000MPa%でる。ここで、靭性は、高分子材料の引張試験を通じて得られる応力(MPa)−ひずみ(%)曲線(Stress−Strain Curve)において、破壊点までの曲線の下部面積として定義される。
フレキシブル画像表示装置用積層体を形成する各層(ウインドウ、円偏光板、タッチセンサ)並びに各層を構成するフィルム部材(直線偏光板、λ/4位相差板等)は接着剤によって積層することができる。接着剤としては、水系接着剤、有機溶剤系、無溶剤系接着剤、固体接着剤、溶剤揮散型接着剤、湿気硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤、嫌気硬化型、活性エネルギー線硬化型接着剤、硬化剤混合型接着剤、熱溶融型接着剤、感圧型接着剤(粘着剤)、再湿型接着剤等汎用に使用されているものが使用できる。中でも水系溶剤揮散型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤がよく用いられる。接着剤層の厚さは、求められる接着力等に応じて適宜調節することができ、0.01μm〜500μm、好ましくは0.1μm〜300μmである。フレキシブル画像表示装置用積層体が複数の接着層を備える場合、それぞれの厚みや種類は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
遮光パターンはフレキシブル画像表示装置のベゼルまたはハウジングの少なくとも一部として適用することができる。遮光パターンがフレキシブル画像表示装置の辺縁部に配置される配線を遮蔽し、視認されにくくする。遮光パターンは単層または複層の形態であってもよい。遮光パターンの色は特に制限されることはなく、黒色、白色、金属色などが挙げられる。遮光パターンは顔料と、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン、シリコーンなどの高分子とで形成することができる。遮光パターンは、印刷、リソグラフィ、インクジェットなど各種の方法にて形成することができる。遮光パターンの厚さは1μm〜100μmであってもよく、好ましくは2μm〜50μmでる。また、遮光パターンの厚み方向に傾斜等の形状を付与することも好ましい。
株式会社ニコン製のデジタルマイクロメーター“MH−15M”を用いて測定した。
実施例、比較例で用いた粘着シート(粘着剤層の厚み:50μm)の粘着面に、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム、厚み:25μm、コニカミノルタ(株)製)に貼り合わせた。その後、粘着シートのセパレータを剥がして、測定用サンプルを得た。接着剤層の透湿度を測定するための測定用サンプルは、上記と同じTACフィルムに接着剤を繰り返し塗工し、接着剤層の厚みが50μmになるようにして作製した。次に、これらの測定用サンプルを用いて、下記条件で、透湿度試験方法(カップ法、JIS Z 0208に準じる)により、透湿度(水蒸気透過率)を測定した。
測定温度:40℃
相対湿度:92%R.H.
測定時間:24時間
測定の際には、恒温恒湿槽を使用した。
株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープVHX−1000を用いて測定した。ヨウ素抜け量は、検査用の偏光板の上にクロスニコル状態で評価サンプルを配置し、サンプル背面に光源を配置し観察した際の光抜けしている部分について、偏光板端部からの距離として定義した。
厚み30μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約4倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、40℃の純水に40秒間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.052/5.7/100の水溶液に28℃で30秒間浸漬して染色処理を行った。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が11.0/6.2/100の水溶液に70℃で120秒間浸漬した。引き続き、8℃の純水で15秒間洗浄した後、300Nの張力で保持した状態で、60℃で50秒間、次いで75℃で20秒間乾燥して、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み12μmの偏光フィルムを得た。
ポリイソブチレン(商品名:OPPANOL B80、Mw:約75万、BASF社製)100重量部と、多官能ラジカル重合性化合物としてのトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(商品名:NKエステルA−DCP、2官能アクリレート、分子量:304、新中村化学工業(株)製)10重量部、水素引抜型光重合開始剤であるベンゾフェノン(和光純薬工業(株)製)0.5部、及び完全水添テルペンフェノール10重量部を配合したトルエン溶液(粘着剤溶液)を固形分が15重量%になるように調整し、ゴム系粘着剤1(溶液)を調製した。
製造例2で得られたゴム系粘着剤1(溶液)を、片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂(株)製)の剥離処理面に塗布して塗布層を形成した。次いで、塗布層を80℃で3分乾燥させて、粘着剤層を形成し、粘着剤層の厚みが20μmの粘着シートを作製した。また、粘着シートの粘着面には、片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂(株)製)を、剥離処理面と前記粘着剤層が接するように貼り合せた。粘着剤層の両面に被覆されたポリエステルフィルムは、剥離フィルム(セパレータ)として機能する。
粘着剤層形成材料として、メタロセン触媒により重合した非晶質プロピレン−(1−ブテン)共重合体(住友化学株式会社製、商品名「タフセレンH5002」:プロピレン由来の構成単位90モル%/1−ブテン由来の構成単位10モル%、Mw=230,000、Mw/Mn=1.8)60部とメタロセン触媒により重合した結晶性ポリプロピレン系樹脂(日本ポリプロ(株)製、商品名「WINTEC WFX4」)40部とを混合して用いた。上記粘着剤層形成材料100部を押し出し機に投入し、Tダイ溶融押し出し(押出温度180℃)を行い、厚みが20μmの粘着剤層を得た。また、粘着剤層の粘着面には、片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂(株)製)を、剥離処理面と前記粘着剤層が接するように貼り合せた。粘着剤層の両面に被覆されたポリエステルフィルムは、剥離フィルム(セパレータ)として機能する。別途押し出し条件を調整して作製した50μmの厚みの粘着剤層を備える粘着シートを用いて透湿度を測定したところ、粘着剤層の透湿度は12g/(m2・day)であった。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしてスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS、商品名:SEPTON 2063、スチレン含有量:13%、(株)クラレ製)100重量部と、粘着付与剤として水添テルペンフェノール(商品名:YSポリスターTH130、軟化点:130℃、水酸基価:60、ヤスハラケミカル(株)製)40.4重量部、石油系粘着付与剤(商品名:ピコラスチックA5、ビニルトルエン系粘着付与剤、軟化点:5℃、イーストマンコダック社製)61.7部、軟化剤としてポリブテン(商品名:HV−300、重量平均分子量:3000、JX日鉱日石エネルギー(株)製)21.3部を配合したトルエン溶液を固形分が30重量%になるように調整し、ゴム系粘着剤2(溶液)を調製した。
製造例5で得られたゴム系粘着剤2(溶液)を、片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂(株)製)の剥離処理面に塗布して塗布層を形成した。次いで、塗布層を80℃で3分乾燥させて、粘着剤層を形成し、粘着剤層の厚みが20μmの粘着シートを作製した。また、粘着シートの粘着面には、前記片面をシリコーンで剥離処理した厚み38μmのポリエステルフィルム(商品名:ダイアホイルMRF、三菱樹脂(株)製)を、剥離処理面と前記粘着剤層が接するように貼り合せた。粘着剤層の両面に被覆されたポリエステルフィルムは、剥離フィルム(セパレータ)として機能する。
製造例1で得られた偏光フィルムの片面に、接着剤層の厚さが0.1μmになるようにポリビニルアルコール系接着剤(50μmの厚みの接着剤層を別途作製して透湿度を測定したところ、接着剤層の透湿度は12g/(m2・day)であった)を塗布しながら、保護フィルム(シクロオレフィンフィルム(COP)フィルム(商品名:ZF14−023、厚み:23μm、日本ゼオン株式会社製)を貼合せたのち、80℃で2分間の乾燥を行い、片面保護フィルム付き偏光板を作製した。得られた片面保護フィルム付き偏光板の偏光フィルム側の面に、製造例3で得られたゴム系粘着剤層1を貼り合わせて、偏光板を得た。
実施例1と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例1と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例1で使用したゴム系粘着剤シート1を製造例4で作製したオレフィン系粘着剤シートに変更した以外は、実施例1と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例4と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例4と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例1で使用したゴム系粘着剤シート1を製造例6で作製したゴム系粘着剤シート2に変更した以外は、実施例1と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例7と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例7と同様にして評価サンプルを作製した。
実施例1で使用したゴム系粘着剤1をアクリル系粘着剤(リンテック株式会社製、P−3132、厚み25μm、厚み50μmでの透湿度:1030g/(m2・day))を用いた以外は実施例1と同様に評価サンプルを作製した。
比較例1と同様にして評価サンプルを作製した。
比較例1と同様にして評価サンプルを作製した。
Claims (6)
- 偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介して保護フィルムが積層され、もう一方の面に粘着剤層を備える偏光板であって、
前記偏光フィルムは、親水性高分子フィルムにヨウ素が吸着したフィルムであり、
前記接着剤層および前記粘着剤層は、いずれも温度40℃、相対湿度92%R.H.における透湿度が100g/(m2・day)以下であることを特徴とする偏光板。 - 前記粘着剤層が、ポリイソブチレン、及び水素引抜型光重合開始剤を含むゴム系粘着剤組成物から形成された粘着剤層であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板。
- 前記粘着剤層が、ポリオレフィン系樹脂を含む粘着剤層であることを特徴とする請求項1記載の偏光板。
- 前記ポリオレフィン系樹脂が、非晶質ポリプロピレン系樹脂を含むことを特徴とする請求項3に記載の偏光板。
- 前記偏光フィルムの厚みが、15μm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の偏光板。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の偏光板を有することを特徴とする画像表示装置。
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