JPH08216324A - 液晶表示装置用偏光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 偏光フィルムと保護フィルムとをエチレン−
メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで結合させ
たアイオノマー樹脂を主成分とする光硬化性接着剤によ
り接着する液晶表示装置用偏光板。 【効果】 偏光フィルムと保護層を強固に接着させ、耐
熱、耐湿熱、耐冷熱サイクル等の各種耐久性に優れ、偏
光フィルムや保護層の光学的機能に何ら影響を与えるこ
となく、貼り合わせができる。また、偏光フィルムの偏
光度を向上させる機能を有し、硬化膜が柔軟で、かつ弾
性に富むため、外部からの衝撃や変形に対し抵抗力を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オプトエレクトロニク
ス分野において、液晶分子の電場による応答性を利用し
た表示を目的とする液晶表示装置に使用される液晶表示
装置用偏光板に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、一面に透明電極及び配向層を形成した２枚の基板の
前記配向層を対向配置させ、その間に液晶層を介在させ
ると共に、一方の基板の他面に偏光板を接着した液晶表
示装置（ＬＣＤ）が広く使用されている。この場合、偏
光板は、図１に示したように、偏光フィルム１の両面に
保護フィルム２，２を接着剤３，３により接着した構成
を有するものが多く用いられているが、従来、偏光フィ
ルムとその保護フィルムとを貼り合わせる接着剤に感圧
型接着剤を用いる技術（特開昭５７−１９５２０８号公
報、特開平３−１２４７１号公報）とビニルモノマー又
はオリゴマーを主成分とする液状物を用いる技術（特開
昭５８−１７１００７号公報、日東電工（株））が知ら
れている。

【０００３】しかし、感圧型接着剤（粘着剤）を用いた
場合、偏光板の耐熱、耐湿熱等の耐久性が著しく低く、
かつ接着力も低いという問題がある。

【０００４】一方、ビニルモノマー又はオリゴマーを主
成分とする液状物を用いた場合、 偏光板の構成要素である偏光フィルム層やその保護フ
ィルムをビニルモノマーやオリゴマーが膨潤させ、光学
的に歪みを生じさせる、 ビニルモノマーがアクリル系であるため硬化後の膜
（接着剤層）が硬く、もろく、割れやすい。携帯端末に
使用される液晶表示装置には耐衝撃性（落下時の）が要
求されており、この用途には不向きであり、用途が極め
て限定される、 偏光フィルムや保護フィルムとの密着性が低い、 接着剤が液状であるため、偏光フィルムの偏光度を向
上させる機能を全く有していないという問題がある。

【０００５】本発明は上記従来の欠点を解消すべくなさ
れたもので、接着及び各種耐久性に富み、高信頼性を有
する液晶表示装置用偏光板を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、上記偏
光フィルムと保護フィルムとの接着にエチレン−メタク
リル酸共重合体の分子間を金属イオンで結合させたアイ
オノマー樹脂を主成分とした光硬化性接着剤を用いた場
合、 偏光フィルムと保護層を強固に接着させる、 耐熱、耐湿熱、耐冷熱サイクル等の各種耐久性に優れ
る、 偏光フィルムや保護層の光学的機能に何ら影響を与え
ることなく、貼り合わせができる、 偏光フィルムの偏光度を向上させる機能を有する、 硬化膜が柔軟で、かつ弾性に富むため、外部からの衝
撃や変形に対し抵抗力を有するという優れた効果を有
し、高信頼性を有する偏光板が得られることを知見し、
本発明をなすに至ったものである。

【０００７】従って、本発明は、偏光フィルムに保護フ
ィルムを接着、被覆してなり、液晶表示装置の液晶セル
表面基板に積層される偏光板において、前記偏光フィル
ムと保護フィルムとをエチレン−メタクリル酸共重合体
の分子間を金属イオンで結合させたアイオノマー樹脂を
主成分とする光硬化性接着剤により接着したことを特徴
とする液晶表示装置用偏光板を提供する。

【０００８】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の偏光板は、例えば上述した図１に示す如き構成の偏
光板において、その偏光フィルム１と保護フィルム２と
を接着する接着剤として、エチレン−メタクリル酸共重
合体の分子間を金属イオンで結合させたアイオノマー樹
脂を主成分とする光硬化性接着剤を用いたことを特徴と
している。ここで、このアイオノマー樹脂において、そ
のエチレン−メタクリル酸共重合体中のメタクリル酸含
有率は１〜３０重量％、特に５〜２５重量％であること
が好ましい。この含有率が１重量％未満であるとイオン
架橋効果が低下し、ひいては接着力の低下を招く場合が
あり、３０重量％を超えると加工性が低下する場合が生
じる。また、上記金属イオンとしては、ナトリウム、亜
鉛、マグネシウム、リチウムなどの金属陽イオンが挙げ
られる。これら金属イオンによるイオン化度は５〜８０
％であることが好ましく、更に好ましくは７〜７０％で
ある。イオン化度が５％未満であると透明性が低下し、
８０％を超えると加工性が低下する場合がある。

【０００９】本発明による光硬化型接着剤の硬化のため
には光増感剤が配合されるが、使用可能な光増感剤とし
ては、例えばベンゾイン、ベンゾフェノン、ベンゾイン
メチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイ
ンイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテ
ル、ジベンジル、５−ニトロアセナフテン、ヘキサクロ
ロシクロペンタジエン、パラニトロジフェニル、パラニ
トロアニリン、２，４，６−トリニトロアニリン、１，
２−ベンズアントラキノン、３−メチル−１，３−ジア
ザ−１，９−ベンザンスロン等を挙げることができ、こ
れらは１種を単独で又は２種以上を混合して用いられ
る。

【００１０】本発明における光増感剤の添加量は、上記
アイオノマー樹脂１００重量部に対し０．１〜１０重量
部とすることが好ましい。

【００１１】また、本発明の接着剤には、接着促進剤と
してシランカップリング剤を添加することができる。こ
のシランカップリング剤としてはビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエト
キシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）
エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキ
シシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランなどがあり、これらの１種を
単独で又は２種以上を混合して用いることができる。こ
れらシランカップリング剤の添加量は、上記アイオノマ
ー樹脂１００重量部に対し通常０．０１〜５重量部で充
分である。

【００１２】更に、本発明の光硬化性接着剤の物性（機
械的強度、光学的特性、接着性、耐熱性、耐湿熱性、耐
候性、架橋速度）などの改良や調節のために、本発明に
おいては、アクリロキシ基、メタクリロキシ基又はアリ
ル基含有化合物を添加することができる。

【００１３】この目的に供せられる化合物としては、ア
クリル酸あるいはメタアクリル酸誘導体、例えばそのエ
ステルやアミドが最も一般的である。この場合、エステ
ル残基としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリ
ル、ラウリルのようなアルキル基の他に、シクロヘキシ
ル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、２
−ヒドロエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−ク
ロロ−２−ヒドロキシプロピル基などが挙げられる。ま
た、アクリル酸又はメタクリル酸とエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等の多官能アルコールとのエステルも同様に
用いられる。アミドとしては、アクリルアミドが代表的
である。また、アリル基含有化合物としては、トリアリ
ルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、フタル
酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリ
ル等が挙げられ、これらの１種又は２種以上の混合物
が、上記アイオノマー樹脂１００重量部に対し０．１〜
５０重量部、好ましくは０．５〜３０重量部添加して用
いられる。０．１重量部未満であると前記機械的強度向
上という改良効果を低下させることがあり、５０重量部
を超えると接着剤の調製時の作業性や製膜性を低下させ
ることがある。

【００１４】なおまた、本発明の接着剤には、加工性や
貼り合わせ等の加工性向上の目的で炭化水素樹脂を添加
することができる。この場合、添加される炭化水素樹脂
は天然樹脂系、合成樹脂系のいずれでも差支えない。天
然樹脂系ではロジン、ロジン誘導体、テルペン系樹脂が
好適に用いられる。ロジンではガム系樹脂、トール油系
樹脂、ウッド系樹脂を用いることができる。ロジン誘導
体としてはロジンをそれぞれ水素化、不均一化、重合、
エステル化、金属塩化したものを用いることができる。
テルペン系樹脂ではα−ピネン、β−ピネンなどのテル
ペン系樹脂のほか、テルペンフェノール樹脂を用いるこ
とができる。また、その他の天然樹脂としてダンマル、
コーバル、シェラックを用いても差支えない。一方、合
成樹脂系では石油系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン
系樹脂が好適に用いられる。石油系樹脂では脂肪族系石
油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、共重合
系石油樹脂、水素化石油樹脂、純モノマー系石油樹脂、
クマロンインデン樹脂を用いることができる。フェノー
ル系樹脂ではアルキルフェノール樹脂、変性フェノール
樹脂を用いることができる。キシレン系樹脂ではキシレ
ン樹脂、変性キシレン樹脂を用いることができる。

【００１５】上記炭化水素樹脂の添加量は適宜選択され
るが、上記アイオノマー樹脂１００重量部に対して１〜
２００重量部が好ましく、より好ましくは５〜１５０重
量部である。

【００１６】以上の添加剤の他、本発明の光硬化性接着
剤は紫外線吸収剤、老化防止剤、染料、加工助剤等を少
量含んでいても良い。また、場合によってはシリカゲ
ル、炭酸カルシウム、シリコン共重合体の微粒子等の添
加剤を少量含んでも良い。

【００１７】本発明の光硬化性接着剤は、上記アイオノ
マー樹脂と上述の添加剤とを均一に混合し、押出機、ロ
ール等で混練した後、カレンダー、ロール、Ｔダイ押
出、インフレーション等の製膜法により所定の形状に製
膜して用いることができる。なお、製膜に際してはブロ
ッキング防止、偏光フィルムあるいは保護フィルムとの
圧着時の脱気を容易にするため、エンボス加工を施して
も良い。また、上記アイオノマー樹脂と上述の添加剤と
を保護フィルムや偏光フィルムに何ら影響を及ぼさない
溶媒に均一に溶解させ、溶液タイプの接着剤として用い
ることもでき、フィルムの表面に均一に塗布し、仮圧着
した後、接着硬化させることができる。

【００１８】本発明の偏光板に用いられる偏光フィルム
には、何ら制限はなく、ポリビニルアルコール、ケン化
ＥＶＡ等のヒドロキシ基を含有する親水性ポリマーにヨ
ウ素及び／又は二色性染料を吸着、配向、延伸させた一
般の偏光フィルムが用いられる。また、その保護フィル
ムにも何ら制限はなく、市販のセルロース系やポリエス
テル系、ポリカーボネート系フィルム等が好適に用いら
れる。

【００１９】なお、上記光硬化性接着剤の硬化条件とし
ては、通常の水銀ランプ等により、紫外線を積層体に照
射することにより硬化を行うことができる。また、硬化
促進のために予め積層体を４０〜１２０℃程度に加温
し、これに紫外線を照射しても良い。

【００２０】この場合、まず偏光フィルムと保護フィル
ムとの間に本発明の接着剤を介在させ、５０〜１２０
℃、特に７０〜１００℃で０．０１〜２０ｋｇ／ｃ
ｍ²、特に０．１〜１０ｋｇ／ｃｍ²の圧力下において２
〜２０分間、特に５〜１０分間加熱加圧した後、光硬化
を行うことが推奨される。

【００２１】

【発明の効果】本発明による偏光板は、光硬化性接着剤
層が柔軟性、弾性、耐衝撃性に富み、かつ接着力が高い
ので、偏光板全体としての強度や信頼性が極めて向上し
たものである。また、加工が低温で行えるので、耐熱限
界の低い偏光フィルム層に何ら悪影響を及ぼすことな
く、貼り合わせ加工を行うことができる。しかも、アク
リル系モノマーを多量に含有する従来の液状接着剤のよ
うに、偏光フィルムや保護フィルムの表面を膨潤させた
り、これをあらしたりすることもないため、偏光板とし
ての機能を何ら低減させることなく、貼り合わせを行う
ことができる。さらに、耐熱、耐湿熱、耐冷熱サイクル
いった耐久性の面においては、光硬化によって架橋した
上記アイオノマー樹脂が耐熱性及び耐冷熱サイクル性に
富み、特に水分や湿気の侵入を防止し得るので、湿気に
弱い偏光フィルムの劣化が十分に防げる。このことは、
従来のアクリル系モノマー又はオリゴマーを主成分とす
る液状接着剤には認められず、特に好ましい点である。
また、本発明の光硬化性接着剤をＴ−ダイやカレンダー
ロール等を用いて製膜した場合、上記アイオノマー樹脂
の分子軸が製膜方向に一様に並ぶ傾向があり、この性質
が、偏光フィルムの偏光度に加算され、偏光板全体の偏
光度を向上させるという効果も発揮する。

【００２２】

【実施例】以下、実施例と比較例とを示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。なお、下記の例で部は重量部を示す。

【００２３】［実施例１］エチレン−メタクリル酸共重
合体アイオノマー樹脂（ハイミラン１８５６，三井デュ
ポンポリケミカル社製：メタクリル酸含量約５％，Ｎａ
イオンによるイオン化率約４０％）１００部に対し、ベ
ンゾインイソプロピルエーテルを１部、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランを０．５部、トリアリル
イソシアヌレートを５部混合し、４０ｍｍ押出機にて５
０μｍ厚さの接着フィルムＡを作製した。ついで、図１
に示すごとく、この接着フィルムＡを介して、偏光フィ
ルム及び厚さ５０μｍのトリアセテートフィルム製の保
護フィルムを重ね合わせた。この積層体を電熱プレス間
にセットし、９０℃で１５分間、０．５ｋｇ／ｃｍ²の
圧力で加熱加圧し、その後、４ｋｗ高圧水銀灯に片面３
０秒ずつ合計１分間紫外線照射を行って、偏光板Ａを得
た。

【００２４】［実施例２］エチレン−メタクリル酸共重
合体アイオノマー樹脂（ハイミラン１７０７，三井デュ
ポンポリケミカル社製：メタクリル酸含量約１５％，Ｎ
ａイオンによるイオン化率約５０％）１００部に対し、
ベンゾフェノンを２部、γ−メタクリロキシプロピルメ
トキシシランを２部、エチレングリコールジメタクリレ
ート２０部を６０℃のトルエン溶媒中で均一に溶解さ
せ、溶質濃度１５重量％の接着剤溶液Ｂを作製した。こ
の溶液Ｂを保護フィルムである２枚の一軸延伸ポリエス
テルフィルム上に塗布し、バーコート法により均一な厚
みの塗膜を得た。５０℃のオーブン中で１時間トルエン
成分を揮散させ、ドライ厚みで２５μｍの乾燥接着層を
得た。偏光フィルムをこれら２枚の一軸延伸ポリエステ
ルフィルム間に介装し、ゴム袋中にて、真空状態で９０
℃、３０分間の加熱を行った。その後、積層体をゴム袋
より取り出し、４ｋｗ高圧水銀灯に片面３０秒ずつ合計
１分間紫外線照射を行って、偏光板Ｂを得た。

【００２５】［実施例３］エチレン−メタクリル酸共重
合体アイオノマー樹脂（ハイミラン１８５５，三井デュ
ポンポリケミカル社製：メタクリル酸含量約５％，Ｚｎ
イオンによるイオン化率約６０％）１００部に対し、
１，２−ベンズアントラキノンを５部、γ−メタクリロ
キシプロピルメトキシシランを５部、脂環族系炭化水素
樹脂アルコンＭ−１００（荒川化学工業社製）を３０
部、ネオペンチルグリコールジアクリレート５部を７０
℃に設定したロールミルで混練し、電熱プレスにより８
０℃×１５分間、５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加えて１０
０μｍの膜厚の接着フィルムＣを作製した。実施例１と
同様の方法で、偏光フィルム及びトリアセチルセルロー
ス保護フィルムを一体化し、その後、４ｋｗ高圧水銀灯
に片面３０秒ずつ合計１分間紫外線照射を行って、偏光
板Ｃを得た。

【００２６】［比較例１］トリアセチルセルロース保護
フィルムの片面にメタクリル酸エチル１００部、メタク
リル酸グリシジル１０部、アゾビスイソブチリロニトリ
ル１部からなる混合液状物を塗布し、偏光フィルムの両
面に貼り合わせて圧着し、９０℃に保持したままオーブ
ン中に６０分間放置して、偏光板Ｄを得た。

【００２７】各実施例及び比較例の偏光板について、耐
熱性、耐湿熱性の試験を実施し、剥離やズレ、発泡等の
外観異常の有無を調べた。これらの結果を表１にまとめ
た。なお、上述の異常が認められなかった場合は合格、
そうでない場合を不合格と判定した。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例Ａ〜Ｃの偏光板は、作製後の目視検
査ではいずれもゆがみや凹凸のない、フラットな積層体
であった。これに対し、比較例の偏光板Ｄでは、アクリ
ルモノマーによると思われる構成部材表面への溶解や膨
潤により接合面の境界層に光学的ゆらぎを生じ、このた
め透過像が歪んで見えるという不具合が観察された。

【００３０】また、表１の結果で明らかなように、本発
明による偏光板は、いずれも構成部材に対する高い接着
性と本発明のアイオノマー樹脂内に形成された架橋構造
による高い耐久性により、耐熱、耐湿熱の両試験でなん
ら異常は認められず、実用上高い信頼性を有しているこ
とがわかった。ところが、比較例の場合は、両試験によ
り、偏光フィルムと保護層との間に０．５〜１．０ｍｍ
程度のズレと耐湿熱試験ではエッジ部から５ｍｍ程度の
接着剥離が観察された。

【００３１】以上のことから、本発明により接着及び各
種耐久性に富み、信頼性の高い偏光板の提供が可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏光板の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 偏光フィルム ２ 保護フィルム ３ 接着剤 ４ 偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０９Ｊ 4/06 ＪＢＮ Ｃ０９Ｊ 4/06 ＪＢＮ 123/26 ＪＣＬ 123/26 ＪＣＬ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光フィルムに保護フィルムを接着、被
   覆してなり、液晶表示装置の液晶セル表面基板に積層さ
   れる偏光板において、前記偏光フィルムと保護フィルム
   とをエチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イ
   オンで結合させたアイオノマー樹脂を主成分とする光硬
   化性接着剤により接着したことを特徴とする液晶表示装
   置用偏光板。
2. 【請求項２】 光硬化性接着剤が、上記アイオノマー樹
   脂１００重量部に対し、光増感剤を０．１〜１０重量
   部、シランカップリング剤を０．０１〜５重量部添加し
   てなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用
   偏光板。
3. 【請求項３】 光硬化性接着剤が、上記アイオノマー樹
   脂１００重量部に対し、アクリロキシ基含有化合物、メ
   タクリロキシ基含有化合物及びアリル基含有化合物のう
   ち少なくとも１つを０．１〜５０重量部添加してなるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置用偏
   光板。
4. 【請求項４】 光硬化性接着剤が、上記アイオノマー樹
   脂１００重量部に対し、炭化水素樹脂を１〜２００重量
   部添加してなることを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れか１項記載の液晶表示装置用偏光板。
5. 【請求項５】 上記アイオノマー樹脂におけるエチレン
   −メタクリル酸共重合体中のメタクリル酸含有率が１〜
   ３０重量％であり、金属イオンによるイオン化度が５〜
   ８０％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   か１項記載の液晶表示装置用偏光板。