JP2005338343A

JP2005338343A - 偏光板及び偏光板用接着剤

Info

Publication number: JP2005338343A
Application number: JP2004155792A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Ota; 義輝太田; Shigetoshi Hayashi; 成年林
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2005-12-08
Also published as: CN1702482A; KR20060046121A; US20050264726A1; TW200606476A

Abstract

【課題】耐光性が一層、向上した偏光板、及び偏光膜と保護フィルムとの接着に好適な偏光板用接着剤を提供する。
【解決手段】染料及びヒンダードアミン系化合物を含有する偏光板、並びに、分子量20000〜200000のポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分、アクリル樹脂を有効成分とする接着成分及びウレタン樹脂を有効成分とする接着成分からなる群から選ばれる少なくとも１種の接着成分と、ヒンダードアミン系化合物と、を含有する偏光板用接着剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示装置（LCD）、有機エレクトロルミネッセンス（EL）などのフラットパネル表示装置（FPD）に用いられる染色系偏光板及び偏光膜と保護フィルムとの接着に好適な偏光板用接着剤に関する。

液晶表示装置（LCD）や有機エレクトロルミネッセンス（EL）などのフラットパネル表示装置（FPD）は液晶プロジェクターや車載用途などに用いられている。FPDには、偏光板が用いられ、その偏光板には、延伸配向したポリビニルアルコール又はその誘導体のフィルムなどの偏光膜基材に、偏光材料としてのヨウ素や二色性染料を含有せしめて製造される偏光膜や、ポリ塩化ビニルフィルムの脱塩酸又はポリビニルアルコール系フィルムの脱水によりポリエンを生成配向せしめた偏光膜などが用いられている。
そして、偏光材料として二色性染料を用いる染料系偏光膜は一般にヨウ素系偏光膜に比べて、高温且つ高湿条件下における耐光性等が優れていることも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２４０７６２号公報（［００６５］発明の効果）

このような優れた特性を持つ染料系偏光膜に、保護フィルムを貼合してなる偏光板は、耐光性に優れることから、液晶プロジェクターや車載用途に汎用されている。最近、FPDは光量の増加や屋外での使用が求められることから、偏光板についても、一層高い耐光性が求められている。
本発明の目的は、耐光性が一層、向上した偏光板、及び偏光膜と保護フィルムとの接着に好適な偏光板用接着剤を提供することにある。

本発明は、染料及びヒンダードアミン系化合物を含有する偏光板、及び、分子量20000〜200000のポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分、アクリル樹脂を有効成分とする接着成分及びウレタン樹脂を有効成分とする接着成分からなる群から選ばれる少なくとも１種の接着成分とヒンダードアミン系化合物とを含有する偏光板用接着剤である。

本発明により、耐光性が一層、向上した偏光板を与えることができる。中でも、本発明の接着剤を用いた偏光板は、従来の偏光膜及び保護フィルムをそのまま使用することができることから、偏光板の調製が容易なことから好ましい。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の偏光板は、染料及びヒンダードアミン系化合物を含有する偏光板であり、具体的には、
（ア）ポリビニルアルコールなどの高分子フィルム用樹脂にヒンダードアミン系化合物を混合あるいは溶融混練などの方法により含有させたのち、フィルム化し、得られたフィルム（偏光膜基材）に二色性染料を含有させて染料系偏光膜を得、続いて、保護フィルムを該偏光膜に貼合してなる偏光板、
（イ）高分子フィルム用樹脂からなるフィルム（偏光膜基材）に二色性染料及びヒンダードアミン系化合物を含浸などの方法により含有させて染料系偏光膜を得、続いて、保護フィルムを該偏光膜に貼合してなる偏光板、
（ウ）高分子フィルム用樹脂からなるフィルム（偏光膜基材）に二色性染料を含有させてなる染料系偏光膜を得、別途、ヒンダードアミン系化合物と低分子量のポリビニルアルコールを含有する偏光板用接着剤を調製し、該偏光膜に該接着剤とを介して保護フィルムを貼合してなる偏光板
などが挙げられる。

中でも、（ウ）の偏光板は、従来の染料系偏光膜及び保護フィルムをそのまま使用することができることから好ましい。
以下、染料及びヒンダードアミン系化合物を含有する偏光板として（ウ）の偏光板について、説明する。

本発明に用いられる染料系偏光板は、例えば、二色性染料を、高分子フィルムである偏光膜基材に含有させて偏光膜とし、更にその片面又は両面に、ヒンダードアミン系化合物を含有する接着剤を用いて、光学的透明性及び機械的強度に優れる保護膜を貼合することによって、製造することができる。この偏光膜基材としては、例えば、ポリビニルアルコール系の樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン／酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂等からなる高分子フィルムが利用される。ここでいうポリビニルアルコール系の樹脂には、ポリ酢酸ビニルの部分又は完全ケン化物であるポリビニルアルコール自体の他、ケン化ＥＶＡ樹脂のような、酢酸ビニルと他の共重合可能な単量体、例えば、エチレンやプロピレンのようなオレフィン類、クロトン酸やアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸のような不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、ビニルエーテル類等との共重合体のケン化物、さらにはポリビニルアルコールをアルデヒドで変性したポリビニルホルマールやポリビニルアセタール等も包含される。偏光膜基材としては、ポリビニルアルコール系のフィルム、特にポリビニルアルコールフィルムが、染料の吸着性及び配向性の点から好適に用いられる。

偏光膜基材に二色性染料を含有させるにあたっては、通常、偏光膜基材を染色する方法が採用される。染料の配向は、偏光膜基材を延伸することによって行われる。延伸する方法としては、例えば湿式法や乾式法等のいずれの方法を採用してもよい。偏光膜基材の延伸は、染色の前に行っても、染色の後に行ってもよい。

二色性染料を含有させ、配向させた高分子フィルムは、そのまま、偏光膜としてもよいが、好ましくは、ホウ酸処理等の後処理が施す。このような後処理は、偏光膜の光線透過率、偏光度及び耐久性を向上させる目的で行われる。

このようにして得られた染料系偏光膜は、その片面又は両面に、光学的透明性及び機械的強度に優れる保護フィルムを貼合して、偏光板とすることができる。保護フィルムを形成する材料は、従来から使用されているものでよく、例えば、トリアセチルセルロース系フィルムやアクリル系フィルムのほか、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体のようなフッ素樹脂系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、ポリアミド系フィルム等が用いられる。中でもトリアセチルセルロース系フィルムが好適である。

本発明の接着剤は、分子量20000〜200000のポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分、アクリル樹脂を有効成分とする接着成分及びウレタン樹脂を有効成分とする接着成分からなる群から選ばれる少なくとも１種の接着成分と、ヒンダードアミン系化合物とを含有する偏光板用接着剤である。該接着成分は、透明で光学的に等方性を有する市販の接着剤をそのまま用いればよい。
中でも、分子量20000〜200000のポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分は接着性に優れることから好適である。
該ポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分としてはクラレ製“クラレポバール（商品名）”のＰＶＡ-１０５、ＰＶＡ-１１０、ＰＶＡ-１１７、ＰＶＡ-１１７Ｈ、ＰＶＡ-１２０、ＰＶＡ-１２４、ＰＶＡ-１２４Ｈ、ＰＶＡ−ＣＳ、ＰＶＡ-ＣＳＴ、ＰＶＡ-ＨＣ、ＰＶＡ-２０３、ＰＶＡ-２０４、ＰＶＡ-２０５、ＰＶＡ-２１０、ＰＶＡ-２１７、ＰＶＡ-２２０、ＰＶＡ-２２４、ＰＶＡ-２２８、ＰＶＡ-２３５、ＰＶＡ-２１７ＥＥ、ＰＶＡ-２１７、ＰＶＡ-２２０Ｅ、ＰＶＡ-２２４Ｅ、ＰＶＡ-４０３、ＰＶＡ-４０５、ＰＶＡ-４２０、ＰＶＡ-４２０、ＰＶＡ-６１３、ＫＬ-５０６、ＫＬ-３１８、ＫＬ-１１８、ＫＭ-６１８、ＫＭ-１１８、Ｃ−５０６、Ｒ-１１３０などが挙げられ、また、日本合成化学工業（株）社製“ゴーセノール（商品名）”のＮＨ-２６、ＮＨ-２０、ＮＨ-１８、ＮＭ-１４、ＡＨ-２６、ＡＨ-２２、ＡＨ-１７、ＧＨ-２３、ＧＭ-１４、ＧＬ-０５、ＫＨ-１７、ＫＰ-０８などが挙げられ、日本合成化学工業（株）社製“ゴーセファイマー（商品名）”のＺ−１００、Ｚ−２００、Ｚ−２１０、Ｚ−２００Ｈなどが挙げられる。
本発明の接着剤は光学的な特性、接着性及び耐光性を損なわない範囲で界面活性剤などを含有させてもよい。

ヒンダードアミン系化合物とは、アミノ基に隣接する炭素にメチル基が置換されてアミノ基を立体的に保護している二級アミンまたは三級アミンであり、具体的には下記式Ａで表される2,2,6,6,-テトラメチルピペリジン骨格を有する化合物が挙げられる。

（式中、Ｒ^１は、水素原子、オキシラジカル、アルキル基、アルコキシ基、アシル基等を表す。Ｒ^１の炭素数は、通常、１〜１６程度である。）

ヒンダードアミン系化合物としては、例えば、Ａを分子内に１個有する化合物として、

（式中、Ａは前記と同じ意味を表す。Ｒ^２は炭素数８〜２０のアルキル基を表し、Ｒ^３は水素原子又はメチル基を表す。）
などが挙げられる。

また、Ａを分子内に２個有するヒンダードアミン系化合物としては

（式中、Ａは前記と同じ意味を表し、Ａは互いに異なっていてもよい。ｎは２〜２０、好ましくは、６〜１０を表す。Ｒ^４は水素原子又は炭素数１〜８程度のアルキル基を表す。）
などが挙げられる。

Ａを分子内に４個含有し得るヒンダードアミン系化合物としては

（式中、Ｒ^５の少なくとも１つはＡを表し、Ａ以外のＲ^５は炭素数１〜２０程度のアルキル基を表す。Ｒ^５は互いに異なっていてもよい。Ａは前記と同じ意味を表す。）
などが挙げられる。

式（１１）に含まれるＲ^５の１つを結合部位とする置換基を−Ｂと表すと、式（１２）も本発明のヒンダードアミン系化合物である。

（式中、Ｂは互いに異なっていてもよい。）

さらに、下記繰り返し構造単位を有する分子量１０００〜４０００の化合物も本発明のヒンダードアミン系化合物である。

（式中、Ａ、ｎ、Ｒ^３及びＲ^４は前記と同じ意味を表し、ｍは２〜２０を表す。Ｒ^６は、アミノ基、炭素数１〜２０のアルキルアミノ基、モルフォリノ基、ピペリジノ基、ピロジニル基を表す。式（１６）中のＰは、図示されたＡを含む置換基を分子中に少なくとも１つ含有する。）

さらに、Ａを含まないヒンダードアミン系化合物としては、次の式（１７）を繰り返し構造単位とする分子量１０００〜４０００の化合物及び式（１８）で表される化合物などが挙げられる。

（式中、ｎ、ｍ、Ｒ^１は前記と同じ意味を表し、Ｒ^７は水素原子又は炭素数１〜２０のアルキル基を表す。）

ヒンダードアミン系化合物を含む市販品として、チバ・スペシャリティ・ケミカル社製のチヌビン１２３（式（８）のｎが８、ＡのＲ^１が−Ｏ−Ｃ_８Ｈ_１７）、チヌビン４４０（式（１８）のＲ^１がアセチル基、Ｒ^７が−Ｃ_１２Ｈ_２５、チヌビン７７０（式（８）のｎが８、ＡのＲ^１が水素原子）、チヌビン７６５（式（８）のｎが８、ＡのＲ^１がメチル基）、チヌビン７８０（式（８）のｎが２、ＡのＲ^１が水素原子）、チヌビン９０５（式（１６）のＰが全て、図示されたＡを有する置換基でＡのＲ^１が水素原子、Ｒ^３はメチル基を表す）、キマソーブ１１９ＦＬ（式（１６））、キマソーブ９４４ＦＬ（式（１３）のＡに含まれるＲ^１が水素原子、Ｒ^６が−ＮＨ−Ｃ_８Ｈ_１７であり、ｎ＝６、粒状）、キマソーブ９４４ＬＤ（キマソーブ９４４ＦＬと同じ成分で粉末）、リグノスタブ１１９８、チヌビン６２２ＬＤ（式（１７）のｎが２、ｍが２、Ｒ^１がメチル基、分子量３１００〜４０００）、旭電化社製のアデカスタブＬＡ−５２（式（１１）のＲ^５が全てＡであり、ＡのＲ^１がメチル基）、アデカスタブＬＡ−５７（式（１１）のＲ^５が全てＡであり、ＡのＲ^１が水素原子）、アデカスタブＬＡ−６２（式（１１）のＲ^５がＡ又は−C₁₃H₂₇であり、ＡのＲ^１がメチル基）、アデカスタブＬＡ−６３Ｐ（式（１２）のＲ^５がＡであり、ＡのＲ^１がメチル基）、アデカスタブＬＡ−６７（式（１１）のＲ^５がＡ又は−C₁₃H₂₇であり、ＡのＲ^１が水素原子）、アデカスタブＬＡ−６８ＬＤ（式（１２）のＲ^５がＡであり、ＡのＲ^１が水素原子）、サイテック社製のサイアソーブＵＶ−３３４６（式（１３）のＡのＲ^１が水素原子であり、Ｒ^６がモルフォリノ基であり、ｎ＝６）、サイアソーブＵＶ−３８５３Ｓ（式（６）のＡのＲ^１が水素原子、Ｒ^２が炭素数１１〜２０のアルキル基）、ユニケム社製のユバシル２９９（式（１５）のｎが３、ＡのＲ^１が水素原子）、グッドリッチ社のグッドライトＵＶ−３０３４（式（９）のＡのＲ^１が水素原子）、クラリアント社のＶＰサンドボア３０５２、センカ社製のＡＦＧ−０１等が挙げられることから、これら市販品を用いてもよい。

本発明の接着剤は、ヒンダードアミン系化合物を均一に分散させるために溶解助剤を含有させる場合がある。かかる溶解助剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチルグリコール、エチルジグリコール、エチルトリグリコール、ブチルグリコール、ブチルジグリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等が挙げられる。
接着剤はヒンダードアミン系化合物を中和するために、酸類を含有させることも可能である。かかる酸類としては、塩酸、硫酸、酢酸、シュウ酸、りん酸等が挙げられる。

本発明の接着剤におけるヒンダードアミン系化合物の含有比率としては、偏光板１ｃｍ^２あたり、通常、ヒンダードアミン系化合物０．００１〜０．５ｍｇ程度である。０．００１ｍｇ以上であると耐光性が向上する傾向にあることから好ましく、０．５ｍｇ以下であると接着効果に優れる傾向にあることから好ましい。

かくして得られた偏光板は、フラットパネル表示装置（FPD）に含有させて用いることができる。具体的には、偏光板に粘着剤を介しガラス基材を積層して、液晶表示装置を与えることができる。また、電極が形成された透明基板と、金、銀、アルミニウム、白金等や合金の電極の間に、少なくとも１層の導電性有機化合物からなる発光層が形成させ、透明基板上に本発明の偏光板を具備せしめることにより有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置が与えられる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例により、何ら限定されるものではない。例中の「％」及び「部」は、特記ない限り、重量％及び重量部である。

（合成例１ヒンダードアミン系化合物（１）の合成）
４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン７８部を、酢酸エチル３９０部及びメタノール５００部の混合溶媒に仕込み、４０℃で攪拌した。別途、無水コハク酸５３部、酢酸エチル２６３部及びメタノール５００部を混合し、先のピペリジン誘導体の溶液に１時間かけて滴下した。滴下後、４０℃で３時間保温した後、１０℃に冷却し、３時間保温後、ろ過してウエットケーキを得た。ウエットケーキを減圧乾燥し、式（１）で表されるヒンダードアミン系化合物を得た。重水に溶解し、^１ＨＮＭＲ（２７０ＭＨｚ）を測定したところ、δ１．４４〜１．５８（１４Ｈ）、δ２．０６（２Ｈ、ｄｄ）、δ２．４５（４Ｈ、ｓ）、δ４．２７１（１Ｈ、ｍ）であった。

（合成例２ヒンダードアミン系化合物（２）の合成）
４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン７８部を、酢酸エチル３９０部及びメタノール３００部の混合溶媒に仕込み、４０℃で攪拌した。別途、無水マレイン酸５２部、酢酸エチル２５７部を混合し、先のピペリジン誘導体の溶液に１時間かけて滴下した。滴下後、４０℃で３時間保温した後、１０℃に冷却し、３時間保温後、ろ過してウエットケーキを得た。ウエットケーキを減圧乾燥し、式（２）で表されるヒンダードアミン系化合物を得た。重水に溶解し、^１ＨＮＭＲ（２７０ＭＨｚ）を測定したところ、δ１．４５〜１．５９（１４Ｈ）、δ２．１２（２Ｈ、ｄｄ）、δ４．３０（１Ｈ、ｍ）、δ５．９４（２Ｈ、ｄ）、δ６．３５（２Ｈ、ｄ）であった。

（実施例１）
厚さ７５μmのポリビニルアルコールフィルム［クラレビニロン＃７５００、（株）クラレ製品］を縦一軸に５倍延伸して、偏光膜基材とした。このポリビニルアルコールフィルムを緊張状態に保ったまま、式（６）で示される染料で染色し、ホウ酸処理を施して偏光膜を得た。

一方、平均重合度約１，７００、ケン化度９９．６モル％以上のポリビニルアルコール水溶液（分子量７５，０００）に、式（１）で示されるヒンダードアミン系化合物を加えて、ポリビニルアルコール／ヒンダードアミン系化合物／水の重量比が５／５／１００の均一の溶液である接着剤とした。該接着剤を用いて、該偏光膜の両面に、表面ケン化処理が施された厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース系フィルム（“コニカタックＫＣ８０ＵＶＳＨＦ”、コニカ（株）製）を接着した後、５０℃で１０分間乾燥して偏光板を得た。得られた偏光板における接着剤層の厚さ（片面）は約０．１μｍであり、偏光板１ｃｍ^２あたりのヒンダードアミン系化合物（１）の含有量（両面の合計）は、約０．０１２ｍｇであった。

＜耐光性の評価＞
１００Ｗ高圧水銀ランプからの光をダイクロイックフィルターで分光して波長４２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の光を取り出し、実施例１で作製した偏光板に照射した。この際、偏光板の表面温度を１２０℃に維持した。偏光板の吸収軸方向におけるλｍａｘの吸光度を４８時間光照射前後で測定し、その差をΔＡとして耐光性の指標とした。ΔＡが小さいほど光分解が小さく高い耐光性であることを表す。結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１で用いた式（１）で示されるヒンダードアミン系化合物に代えて、式（２）のヒンダードアミン系化合物を用いるほかは、実施例１に準拠して偏光板を作製し、実施例１と同様に耐光性を測定した。光照射前後の吸光度差（ΔＡ）は表１に記載の値であった。

（実施例３）
実施例１で用いた式（１）で示されるヒンダードアミン系化合物に代えて、センカ株式会社製ＡＦＧ−０１を用いるほかは、実施例１に準拠して偏光板を作製し、実施例１と同様に耐光性を測定した。光照射前後の吸光度差（ΔＡ）は表１に記載の値であった。

（比較例１）
ヒンダードアミン系化合物を加えないこと以外は、実施例１に準拠して偏光板を得、耐光性を評価した。光照射前後の吸光度差は０．８まで低下した。結果を表１に示した。

本発明の偏光板は、その優れた耐光性から、カーナビゲーション等の車載用液晶表示装置、液晶プロジェクター、ノート型パソコン用モニター、デスクトップモニター、液晶テレビ、カムコーダ、アミューズメント用ディスプレー、携帯情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ用モニター、携帯電話などに用いられている液晶表示装置、および、車載用テレビ、カーナビゲーション用表示装置、携帯電話用表示装置などに用いられている有機ＥＬ装置などのフラットパネル表示装置（FPD）に好適に用いられる。

Claims

染料及びヒンダードアミン系化合物を含有する偏光板。
分子量20000〜200000のポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分、アクリル樹脂を有効成分とする接着成分及びウレタン樹脂を有効成分とする接着成分からなる群から選ばれる少なくとも１種の接着成分とヒンダードアミン系化合物とを含有する偏光板用接着剤を介して、染料系偏光膜と保護フィルムとを貼合してなる請求項１に記載の偏光板。
ヒンダードアミン系化合物が 2,2,6,6-テトラメチルピペリジン骨格をもつ化合物である請求項１又は２に記載の偏光板。
偏光膜の基材が、ポリビニルアルコール系の樹脂からなるフィルムである請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板。
請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板を含有するフラットパネル表示装置。
分子量20000〜200000のポリビニルアルコールを有効成分とする接着成分、アクリル樹脂を有効成分とする接着成分及びウレタン樹脂を有効成分とする接着成分からなる群から選ばれる少なくとも１種の接着成分と、ヒンダードアミン系化合物と、を含有する偏光板用接着剤。