JP6761114B2 - 粘着剤層付偏光フィルム、インセル型液晶パネル用粘着剤層付偏光フィルム、インセル型液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents
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Description
前記偏光フィルムは、少なくとも、偏光子、及び、透明保護フィルムを含み、
視認側から、少なくとも、前記偏光フィルム、アンカー層、前記粘着剤層をこの順で有し、
前記アンカー層は、導電ポリマーを含有し、
前記アンカー層の表面抵抗値が、1.0×108〜1.0×1011Ω/□であり、
前記透明保護フィルムの40℃×92%RHにおける透湿度が、10g/(m2・24h)以上であることを特徴とする。
本発明の粘着剤層付偏光フィルムは、前記粘着剤層にセパレータが設けられた状態の粘着剤層付きの偏光フィルムを作製した直後に前記セパレータを剥離した際の粘着剤層側の表面抵抗値が、1.0×108〜2.0×1012Ω/□であることが好ましい。
本発明の粘着剤層付偏光フィルムは、前記粘着剤層は、帯電防止剤を含有し、表面抵抗値が1.0×108〜5.0×1011Ω/□であることが好ましい。
前記粘着剤層付偏光フィルムは、前記インセル型液晶セルの視認側に配置され、
前記粘着剤層付偏光フィルムの粘着剤層は、前記粘着剤層付偏光フィルムの偏光フィルムと前記インセル型液晶セルとの間に配置され、
前記偏光フィルムは、少なくとも、偏光子、及び、透明保護フィルムを含み、
視認側から、少なくとも、前記偏光フィルム、アンカー層、前記粘着剤層をこの順で有し、
前記アンカー層は、導電ポリマーを含有し、
前記アンカー層の表面抵抗値が、1.0×108〜1.0×1011Ω/□であり、
前記透明保護フィルムの40℃×92%RHにおける透湿度が、10g/(m2・24h)以上であることを特徴とする。
本発明のインセル型液晶パネル用粘着剤層付偏光フィルムは、前記粘着剤層にセパレータが設けられた状態の粘着剤層付きの偏光フィルムを作製した直後に前記セパレータを剥離した際の粘着剤層側の表面抵抗値が、1.0×108〜2.0×1012Ω/□であることが好ましい。
前記インセル型液晶セルの視認側に配置された第1偏光フィルムと視認側の反対側に配置された第2偏光フィルム、および、前記第1偏光フィルムと前記インセル型液晶セルとの間に配置された第1粘着剤層を有するインセル型液晶パネルにおいて、
前記第1偏光フィルムは、少なくとも、偏光子、及び、透明保護フィルムを含み、
視認側から、少なくとも、前記第1偏光フィルム、アンカー層、前記第1粘着剤層をこの順で有し、
前記アンカー層は、導電ポリマーを含有し、
前記アンカー層の表面抵抗値が、1.0×108〜1.0×1011Ω/□であり、
前記透明保護フィルムの40℃×92%RHにおける透湿度が、10g/(m2・24h)以上であることを特徴とする。
以下に本発明を、図面を参酌しながら説明する。本発明のインセル型液晶パネルの視認側に用いる粘着剤層付偏光フィルムAは、図1に示すように、第1偏光フィルム1、アンカー層3、第1粘着剤層2をこの順で有する。また、前記第1偏光フィルム1のアンカー層3を設けていない側には表面処理層4を有することができる。図1では、本発明の粘着剤層付偏光フィルムAが、表面処理層4を有する場合を例示している。前記粘着剤層2により、図2に示すインセル型液晶セルBの視認側の透明基板41の側に配置される。なお、図1には記載していないが、本発明の粘着剤層付偏光フィルムAの第1粘着剤層2にはセパレータを設けることができ、第1偏光フィルム1には表面保護フィルムを設けることができる。
本発明のインセル型液晶パネルで用いられる前記第1偏光フィルムは、少なくとも、偏光子、及び、透明保護フィルムを含み、視認側から、少なくとも、前記第1偏光フィルム、アンカー層、前記第1粘着剤層をこの順で有することを特徴とする。なお、前記第1粘着剤層に前記偏光子が直接積層されている場合や、前記透明保護フィルムを介して積層されている場合がある。また、前記偏光子の片面又は両面に、前記透明保護フィルムを有するものが一般に用いられ、片面の場合には、前記透明保護フィルムが前記偏光子より視認側にある場合や視認側にない場合も含まれる。
本発明のインセル型液晶パネルを構成する前記第1粘着剤層(単体)は、帯電防止剤を含有していてもよく、第1粘着剤層(単体)の表面抵抗値が1.0×108〜5.0×1011Ω/□であるのが好ましく、2.0×108〜4.0×1011Ω/□であるのがより好ましく、4.0×108〜3.0×1011Ω/□であるのが好ましい。前記範囲内であると、帯電防止機能とタッチセンサー感度の観点から好ましい態様となる。
特に、極性官能基含有モノマーのなかでも、ヒドロキシル基含有モノマーは、経時的な(特に加湿環境下での)表面抵抗値の上昇を抑制したり、耐久性を満足させたりするうえで好ましい。なお、これらは単独であるいは組み合わせて使用することができる。
前記カルボキシル基含有モノマーのなかでも、共重合性、価格、および粘着特性の観点からアクリル酸が好ましい。
前記ヒドロキシル基含有モノマーのなかでも、表面抵抗値の経時安定性と耐久性の両立の点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましく、特に4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましい。
窒素含有基含有モノマーは、耐久性を満足するうえで好ましく、窒素含有基含有モノマーのなかでも、特に、ビニル基を有する含窒素複素環式化合物の中のN−ビニル基含有ラクタム系モノマーが好ましい。
これらのアルコキシ基含有モノマーは、アルキル(メタ)アクリレートにおけるアルキル基の原子がアルコキシ基で置換された構造を有する。
本発明のインセル型液晶パネルを構成する前記第1粘着剤層は、帯電防止剤を含有することが好ましい。また、前記帯電防止剤としては、帯電防止機能の観点から、フッ素含有アニオンを含有するイオン性化合物であることが好ましい。前記イオン性化合物は、ベースポリマーとの相溶性、粘着剤層の透明性の点から好ましい。また、前記イオン性化合物としては、無機カチオンアニオン塩、及び/または、有機カチオンアニオン塩を好ましく用いることができる。なお、本発明でいう、「無機カチオンアニオン塩」とは、一般的には、アルカリ金属カチオンとアニオンから形成されるアルカリ金属塩を示し、アルカリ金属塩は、アルカリ金属の有機塩および無機塩を用いることができる。また、本発明でいう、「有機カチオンアニオン塩」とは、有機塩であって、そのカチオン部が有機物で構成されているものを示し、アニオン部は有機物であっても良いし、無機物であっても良い。「有機カチオンアニオン塩」は、イオン性液体、イオン性固体とも言われる。
アルカリ金属塩のカチオン部を構成するアルカリ金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムの各イオンが挙げられる。これらアルカリ金属イオンのなかでもリチウムイオンが好ましい。
(1):(CnF2n+1SO2)2N− (但し、nは1〜10の整数)、
(2):CF2(CmF2mSO2)2N− (但し、mは1〜10の整数)、
(3):−O3S(CF2)lSO3 − (但し、lは1〜10の整数)、
(4):(CpF2p+1SO2)N−(CqF2q+1SO2)、(但し、p、qは1〜10の整数)、及び、(FSO2)2N−で表わされるもの等が用いられる。特に、フッ素原子を含むアニオン部は、イオン解離性の良いイオン化合物が得られることから好ましく用いられる。無機塩を構成するアニオン部としては、Cl−、Br−、I−、AlCl4 −、Al2Cl7 −、BF4 −、PF6 −、ClO4 −、NO3 −、AsF6 −、SbF6 −、NbF6 −、TaF6 −、(CN)2N−、等が用いられる。フッ素原子を含むアニオンの中でも、フッ素含有イミドアニオンが好ましく、その中でも、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンであることが好ましい。特に、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンは、比較的少量添加で優れた帯電防止性を付与でき、粘着特性を維持して加湿や加熱環境下での耐久性に有利となり、好ましい。
本発明で用いられる有機カチオンアニオン塩は、カチオン成分とアニオン成分とから構成されており、前記カチオン成分は有機物からなるものである。カチオン成分として、具体的には、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピロリン骨格を有するカチオン、ピロール骨格を有するカチオン、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、ピラゾリニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、トリアルキルスルホニウムカチオン、テトラアルキルホスホニウムカチオン等が挙げられる。
(1):(CnF2n+1SO2)2N− (但し、nは1〜10の整数)、
(2):CF2(CmF2mSO2)2N− (但し、mは1〜10の整数)、
(3):−O3S(CF2)lSO3 − (但し、lは1〜10の整数)、
(4):(CpF2p+1SO2)N−(CqF2q+1SO2)、(但し、p、qは1〜10の整数)、及び、(FSO2)2N−で表わされるもの等が用いられる。なかでも特に、フッ素原子を含むアニオン(フッ素含有アニオン)は、イオン解離性の良いイオン化合物が得られることから好ましく用いられる。フッ素原子を含むアニオンの中でも、フッ素含有イミドアニオンが好ましく、その中でも、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンであることが好ましい。特に、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンは、比較的少量添加で優れた帯電防止性を付与でき、粘着特性を維持して加湿や加熱環境下での耐久性に有利となり、好ましい。
本発明のインセル型液晶パネルを構成する前記アンカー層は、導電ポリマーを含有し、表面抵抗値が1.0×108〜1.0×1011Ω/□であることを特徴とする。また、前記アンカー層の表面抵抗値は、帯電防止機能とタッチセンサー感度の観点から、1.0×108〜1.0×1011Ω/□であり、1.0×108〜5.0×1010Ω/□であるのが好ましく、さらに1.0×108〜1.0×1010Ω/□であるのが好ましい。特に、前記アンカー層が導電性(帯電防止性)を有することで、帯電防止機能が優れ、前記粘着剤層に使用する帯電防止剤の使用量を使用せずに、又は、少量に抑えることも可能となり、帯電防止剤の析出・偏析や加湿環境下での白濁等の外観の不具合や、耐久性の観点で好ましい態様となる。また、インセル型液晶パネルを構成する粘着剤層付き第1偏光フィルムの側面に導通構造を設ける場合に、アンカー層が導電性を有することで、アンカー層が帯電防止層として、導通構造との接触面積を確保でき、帯電防止機能が優れるため好ましい。
表面処理層は、第1偏光フィルムのアンカー層を設けない側に設けることができる。表面処理層は、第1偏光フィルムに用いられる透明保護フィルムに設けることができるほか、別途、透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。前記表面処理層としては、ハードコート層、防眩処理層、反射防止層、スティッキング防止層などを設けることができる。
本発明の粘着剤層付偏光フィルムには、前記の各層の他に、第1偏光フィルムのアンカー層を設ける側の表面に、易接着層を設けたり、コロナ処理、プラズマ処理等の各種易接着処理を施したりすることができる。
以下に、インセル型液晶セルB、及び、インセル型液晶パネルCを説明する。
図2乃至図6に示すように、インセル型液晶セルBは、電界が存在しない状態でホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層20、前記液晶層20を両面で挟持する第1透明基板41および第2透明基板42を有する。また前記第1透明基板41と第2透明基板42との間にタッチセンサーおよびタッチ駆動の機能に係るタッチセンシング電極部を有する。
本発明のインセル型液晶パネルCは、図2乃至6に示すように、インセル型液晶セルBの視認側に粘着剤層付偏光フィルムAを有し、その反対側に第2偏光フィルム11を有することができる。前記粘着剤層付偏光フィルムAは前記インセル型液晶セルBの第1透明基板41の側に、導電層を介することなく前記第1粘着剤層2を介して配置されている。一方、前記インセル型液晶セルBの第2透明基板42の側には、第2偏光フィルム11が第2粘着剤層12を介して配置されている。前記粘着剤層付偏光フィルムAにおける第1偏光フィルム1、第2偏光フィルム11は、液晶層20の両側で、それぞれの偏光子の透過軸(または吸収軸)が直交するように配置される。
本発明のインセル型液晶パネルを用いた液晶表示装置(タッチセンシング機能内蔵液晶表示装置は)、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたもの等の液晶表示装置を形成する部材を適宜に用いることができる。
(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。分子量分布(Mw/Mn)についても、同様に測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC−8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8mL/min
・注入量:100μL
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍になるように延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、厚さ20μmの偏光子を得た。当該偏光子の両面に、下記記載の各透明保護フィルムを、それぞれ、ポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光フィルムP1、及び、P2を作製した。
なお、表1中の偏光フィルム(偏光板)の種類として、以下の透湿度を有する透明保護フィルムを用いて作製した。
P1:シクロオレフィンポリマー(COP)系偏光フィルム:13μmのCOP系透明保護フィルム(透湿度36g/(m2・24h)、日本ゼオン社製)にコロナ処理を施して用いた。
P2:TAC系偏光フィルム:25μmのTAC系透明保護フィルム(透湿度1000g/(m2・24h)、富士フィルム社製)を、ケン化処理を施して用いた。
固形分で、ウレタン系ポリマーを30〜90重量%、およびチオフェン系ポリマーを10〜50重量%含む溶液(商品名:デナトロンP−580W、ナガセケムテックス(株)製)8.6部、オキサゾリン基含有アクリルポリマーを10〜70重量%、およびポリオキシエチレン基含有メタクリレートを10〜70重量%含む溶液(商品名:エポクロスWS−700、(株)日本触媒製)1部、及び、水90.4部を混合し、固形分濃度が0.5重量%のアンカー層形成用塗布液を調製した。
前記アンカー層形成用塗布液を上記偏光フィルムの片面に、乾燥後の厚みが表1に示す厚さになるように塗布し、80℃で2分間乾燥してアンカー層を形成した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)75部、フェノキシエチルアクリレート(PEA)21部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)3.3部、アクリル酸(AA)0.3部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)0.4部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、前記モノマー混合物(固形分)100部に対して、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行って、重量平均分子量(Mw)160万、Mw/Mn=3.6のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
上記で得られたアクリル系ポリマーの溶液の固形分100部に対して、表1に示す使用量(固形分、有効成分)で、イオン性化合物を配合し、さらにイソシアネート架橋剤(三井化学社製、タケネートD160N、トリメチロールプロパンヘキサメチレンジイソシアネート)0.1部、ベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製、ナイパーBMT)0.3部およびシランカップリング剤(信越化学工業社製:X−41−1810)0.3部を配合して、各実施例、及び、比較例で使用するアクリル系粘着剤組成物の溶液を調製した。
Li‐TFSI:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム、三菱マテリアル社製、アルカリ金属塩(無機カチオンアニオン塩)
MPP-TFSI:メチルプロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、三菱マテリアル社製、イオン液体(有機カチオンアニオン塩)
EMI-TFSI:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、第一工業製薬社製、イオン液体(有機カチオンアニオン塩)
EMI-FSI:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、第一工業製薬社製、イオン液体(有機カチオンアニオン塩)
TBMA-TFSI:トリブチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、三菱マテリアル社製、イオン液体(有機カチオンアニオン塩)
次いで、上記アクリル系粘着剤組成物の溶液を、シリコーン系剥離剤で処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(セパレータフィルム:三菱化学ポリエステルフィルム(株)製、MRF38)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが23μmになるように塗布し、155℃で1分間乾燥を行い、セパレータフィルムの表面に粘着剤層を形成した。前記粘着剤層は、アンカー層を形成された偏光フィルムに転写した。
上記で得られた偏光フィルムの片面(コロナ面側)に、表1に示す組み合わせにより、アンカー層と粘着剤層を順次に形成して、粘着剤層付偏光フィルムを作製した。
JISZ0208の透湿度試験(カップ法)に準じて測定した。直径60mmに切断した透明保護フィルムを、約15gの塩化カルシウムを入れた透湿カップにセットし、40℃、92%R.H.の恒温機に入れ、24時間放置した後の、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。
(i)アンカー層の表面抵抗値は、粘着剤層を形成する前のアンカー層付の偏光フィルムのアンカー層側表面について測定した(表1参照)。
(ii)粘着剤層の表面抵抗値は、セパレータフィルム上に形成した粘着剤層表面について測定した(表1参照)。
(iii)粘着剤層側の表面抵抗値は、得られた粘着剤層付偏光フィルムからセパレータフィルムを剥がした後、粘着剤層表面の表面抵抗値を測定した(表2参照)。
測定は、三菱化学アナリテック社製MCP−HT450を用いて行った。(i)は印加電圧10Vで10秒間測定した後の値であり、(ii)、(iii)は印加電圧250Vで10秒間測定した後の値である。
なお、表2の変動比(b/a)は、「初期値」の表面抵抗値(a)と、「加湿後」の表面抵抗値(b)から算出された値(少数点第2位の四捨五入値)である。
実施例1〜6および比較例1〜4は、粘着剤層付偏光フィルムからセパレータフィルムを剥がした後、図3に示すように、インセル型液晶セルの視認側に貼り合わせた。
次に、貼り合せた偏光フィルムの側面部に10mm幅の銀ペーストを偏光フィルム、アンカー層、粘着剤層の各側面部を覆うように塗布し、外部からのアース電極と接続した。
参考例1は、粘着剤層付偏光フィルムからセパレータフィルムを剥がした後、オンセル型液晶セルの視認側(センサー層)に貼り合わせた。
前記液晶表示パネルをバックライト装置上にセットし、視認側の偏光フィルム面に静電気放電銃(Electrostatic discharge Gun)を印加電圧9kVにて発射して、電気により白抜けした部分が消失するまでの時間を測定し、これを「初期値」として、下記の基準で判断した。また、「加湿後」についても、「初期値」と同様に、下記の基準で判断した。なお、実用上問題となる評価結果は、×である。
(評価基準)
◎:3秒以内。
〇:3秒を超え、10秒以内。
△:10秒を超え、60秒以内。
×:60秒を超える。
実施例1〜6および比較例1〜4は、インセル型液晶セル内部の透明電極パターン周辺部の引き回し配線(不図示)をコントローラIC(不図示)と接続し、参考例1は、オンセル型液晶セル視認側の透明電極パターン周辺部の引き回し配線をコントローラICと接続して、タッチセンシング機能内蔵液晶表示装置を作製した。タッチセンシング機能内蔵液晶表示装置の入力表示装置を使用している状態で、目視観察を行い、これを「初期値」として、誤作動の有無を確認した。
〇:誤作動なし。
×:誤作動あり。
粘着剤層付偏光フィルムを15インチサイズに切断したものをサンプルとした。当該サンプルを、厚さ0.7mmの無アルカリガラス(コーニング社製,EG−XG)にラミネーターを用いて貼着した。
次いで、50℃、0.5MPaで15分間オートクレーブ処理して、上記サンプルを完全に無アルカリルガラスに密着させた。かかる処理の施されたサンプルに、80℃の雰囲気下で500時間処理を施した後、又は、90℃の雰囲気下で500時間処理を施した後、偏光フィルムと無アルカリガラスの間の外観を下記基準で目視にて評価した。なお、実用上問題となる評価結果は、×である。
(評価基準)
○:発泡、剥がれ等の外観上の変化がない。
△:わずかながら端部に剥がれ、または発泡があるが、実用上問題なし。
×:端部に著しい剥がれあり、実用上問題あり。
B インセル型液晶セル
C インセル型液晶パネル
1、11 第1、第2偏光フィルム
2、12 第1、第2粘着剤層
3 アンカー層
4 表面処理層
20 液晶層
31 タッチセンサー電極
32 タッチ駆動電極
33 タッチ駆動電極兼センサー電極
41、42 第1、第2透明基板
Claims (4)
- 電界が存在しない状態でホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層、前記液晶層を両面で挟持する第1透明基板および第2透明基板、並びに、前記第1透明基板と第2透明基板との間にタッチセンサーおよびタッチ駆動の機能に係るタッチセンシング電極部を有するインセル型液晶セルと、
前記インセル型液晶セルの視認側に配置された第1偏光フィルムと視認側の反対側に配置された第2偏光フィルム、および、前記第1偏光フィルムと前記インセル型液晶セルとの間に配置された第1粘着剤層を有するインセル型液晶パネルにおいて、
前記第1偏光フィルムは、少なくとも、偏光子、及び、透明保護フィルムを含み、
視認側から、少なくとも、前記第1偏光フィルム、アンカー層、前記第1粘着剤層をこの順で有し、
前記アンカー層は、導電ポリマーを含有し、
前記アンカー層の表面抵抗値が、1.0×108〜1.0×1011Ω/□であり、
前記透明保護フィルムの40℃×92%RHにおける透湿度が、10g/(m2・24h)以上であり、
前記粘着剤層付き第1偏光フィルムの側面に導通構造を有することを特徴とするインセル型液晶パネル。 - 前記第1粘着剤層にセパレータが設けられた状態の粘着剤層付きの第1偏光フィルムを作製した直後に前記セパレータを剥離した際の第1粘着剤層側の表面抵抗値が、1.0×108〜2.0×1012Ω/□であることを特徴とする請求項1に記載のインセル型液晶パネル。
- 前記第1粘着剤層は、帯電防止剤を含有し、表面抵抗値が1.0×108〜5.0×1011Ω/□であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインセル型液晶パネル。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のインセル型液晶パネルを有することを特徴とする液晶表示装置。
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