JP6136093B2 - 複合偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
[1]第一の感圧接着剤層、偏光板、第二の感圧接着剤層、透明なプラスチック基板がこの順に積層されている複合偏光板であって、
前記偏光板は、偏光フィルムと、第二の感圧接着剤層に接している透明保護フィルムとを有し、
第一の感圧接着剤層の80℃における貯蔵弾性率は、10〜100KPaであり、第二の感圧接着剤層の80℃における貯蔵弾性率は、0.1〜60KPaである複合偏光板。
[2]前記偏光板は、第一の感圧接着剤層に接している透明保護フィルムを有する前項[1]に記載の複合偏光板。
[3]透明なプラスチック基板の引張弾性率が、2000〜4500MPaである前項[1]又は[2]に記載の複合偏光板。
[4]透明なプラスチック基板の厚みが、10〜100μmである前項[1]〜[3]のいずれかに記載の複合偏光板。
[5]透明なプラスチック基板における第二の感圧接着剤層に接する面とは反対側に、帯電防止層が積層されている前項[1]〜[4]のいずれかに記載の複合偏光板。
[6]前項[5]に記載の複合偏光板と、回路基板を有する液晶パネルと、前記複合偏光板の帯電防止層と前記液晶パネルの回路基板を接続する導電性ペースト又は導電性テープとを備える液晶表示装置。
本発明における偏光板は、複合偏光板の構成部材の一つであり、偏光フィルムと、第二の感圧接着剤層側に積層された透明保護フィルムとを有するものである。かかる偏光板は、図1に示すように、偏光フィルム3/透明保護フィルム2aの2層構成であってもよく、図2に示すように、透明保護フィルム2b/偏光フィルム3/透明保護フィルム2aの3層構成であってもよい。汎用性の観点から、前記3層構成の偏光板が好ましい。
偏光フィルムは、入射する自然光から直線偏光を取り出す機能を有するフィルムであり、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光フィルムを用いることができる。偏光フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アクリルアミド類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%程度、好ましくは98モル%以上である。このポリビニルアルコール系樹脂はさらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000〜10000程度、好ましくは1500〜5000程度である。
偏光フィルムの少なくとも一方の面に透明保護フィルムが積層される。両者は、水溶液系、有機溶剤溶液系、無溶剤型など、適宜の接着剤により接着される。透明保護フィルムとしては、従来から偏光板の透明保護フィルムとして知られている各種の樹脂フィルムを使用することができる。一般的には、セルロースアセテート系の樹脂フィルム、特にトリアセチルセルロースフィルムが好適に用いられる。偏光フィルムの両面に透明保護フィルムを積層する場合も同様に、公知の透明樹脂フィルムを使用することができる。
透明なプラスチック基板としては、透明性を害しないものであればよく、例えば、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂などの環状オレフィン系樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロースエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどからなる各種樹脂フィルムが挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレートフィルムやセルロースエステル系樹脂フィルムは、硬度、透明性、生産性、コストなどの観点から、好適に用いられる。
本発明の複合偏光板10では、第一の感圧接着剤層1、第二の感圧接着剤層4を備え(図1〜図4)、さらに第一の感圧接着剤層1と偏光フィルム3との間に、位相差板7及び第三の感圧接着剤層8を備えてもよい。
第一の感圧接着剤層は、80℃における貯蔵弾性率が10〜100KPaである。第一の感圧接着剤層が、前記所定の貯蔵弾性率を有することにより、例えば、本発明の複合偏光板を第一の感圧接着剤層を介して薄型化されたガラス基板に貼合した場合に、高温、高湿下でもガラス基板の反りを抑制することができる。また、かかるガラス基板の反りを抑制する観点から、第一の感圧接着剤層の80℃における貯蔵弾性率は、10〜60KPaであることが好ましく、20〜50KPaであることがより好ましい。
第二の感圧接着剤層は、80℃における貯蔵弾性率が0.1〜60KPaである。第二の感圧接着剤層が、前記所定の貯蔵弾性率を有することにより、本発明の複合偏光板を高温、高湿下においても、偏光板及び透明なプラスチック基板の収縮を良好に抑制することが可能となる。特に、透明なプラスチック基板に帯電防止層を設け、同帯電防止層を導電性ペースト又は導電性テープを介して液晶パネルの回路基板と接続した場合に、高温、高湿下となっても導電性ペースト又は導電性テープの切断を防ぐことが可能となる。また、前述した収縮抑制の観点から、第二の感圧接着剤層の80℃における貯蔵弾性率は、0.1〜40KPaであることが好ましく、0.1〜30KPaであることがより好ましい。
アクリル樹脂(1):単量体(A)に由来する構造単位(a)、および、単量体(B)に由来する構造単位(b)を含有するアクリル樹脂であって、重量平均分子量が1000000〜2000000であるアクリル樹脂
(式(A)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1〜14のアルキル基またはアラルキル基を表す。R2の水素原子は炭素数1〜10のアルコキシ基によって置換されていてもよい。)
(B−1):少なくとも1つのカルボキシル基と、1つのオレフィン性二重結合とを含有する単量体
(B−2):水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、アルデヒド基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1つの極性官能基と、オレフィン性二重結合とを含有する単量体
アクリル樹脂(2):構造単位(a)および構造単位(b)を含有し、重量平均分子量が50000〜500000であるアクリル樹脂
シリコーンオリゴマー(3):下記式(S)で示される化合物に由来する構造単位(s)を2〜100個含有するオリゴマー。(ただし、シリコーンオリゴマー(3)中には、異なる2種類以上の構造単位(s)を含有していてもよい。)
<第三の感圧接着剤層>
第一の感圧接着剤層と偏光フィルムとの間に位相差板を備える場合に、偏光フィルムと位相差板とを第三の感圧接着剤層を介して接着させることができる。かかる第三の感圧接着剤層は、23〜80℃の温度範囲において0.15〜1MPaの貯蔵弾性率を示すものが好ましい。このような貯蔵弾性率を得るためには、例えば、前述した粘着剤組成物にウレタンアクリレート系のオリゴマーを配合することが有効である。このようなウレタンアクリレート系オリゴマーを配合したうえで、エネルギー線を照射して硬化させたものが、より好ましい。
本発明の複合偏光板は、図4及び図5に示すように、第一の感圧接着剤1と偏光フィルム3との間に、透明保護フィルム2bにかえて位相差板7を備えることができる。これにより、液晶セルの視野角補償機能を付与した複合偏光板を形成したり、楕円又は円偏光モードの複合偏光板を形成したりすることができる。かかる位相差板は、例えば、熱可塑性樹脂フィルムを延伸することで得ることができる。位相差板を構成する熱可塑性樹脂の種類は特に限定されず、上記のセルロースアセテート系樹脂のほか、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂を代表例とする環状オレフィン系樹脂などを挙げることができる。
図3に示すように、透明なプラスチック基板5における第二の感圧接着剤層4に接する面とは反対側に、帯電防止層6を積層することができる。帯電防止層6は公知の紫外線硬化型樹脂中に樹脂硬化後に透明になる帯電防止剤、フッ素系又はシリコーン系のレベリング剤、及び溶剤乾燥型樹脂を含有する透明樹脂を、透明なプラスチック基板5上に塗工し、紫外線により前記透明樹脂を硬化することにより形成することができる。一般的に帯電防止層としての機能を得る為には、表面抵抗値が1014Ω/□以下であることが好ましく、1012Ω/□以下であることがより好ましい。
また、透明なプラスチック基板の表面に、帯電防止層と共にハードコート層、アンチグレア層、反射防止層などの表面処理層を有するものを構成することで、視認性を高めたり硬度や耐擦傷性を高めることも可能である。ただし帯電防止層の機能を維持するために、表面処理層を有する場合でも表面抵抗値は1014Ω/□以下であることが好ましく、1012Ω/□以下であることがより好ましい。
本発明の複合偏光板を製造する方法の一例について、以下に説明する。偏光フィルムの片面又は両面に透明保護フィルムを公知の接着剤により接着して偏光板を得る。次いで、偏光板の表面に第一の感圧接着剤層を積層する。なお、第一の感圧接着剤層の外側には、通常、セパレーターが貼合される。
本発明の複合偏光板は、第一の感圧接着剤層を液晶パネルのガラス基板に貼合して液晶表示装置とすることができる。ここで、複合偏光板をセパレーターで保護している場合には、これを剥離した後、液晶パネルに貼合する。また、帯電防止性の観点から、本発明の複合偏光板は、透明なプラスチック基板における第二の感圧接着剤層に接する面とは反対側に、帯電防止層が積層されているのが好ましく、この場合、本発明の複合偏光板は、帯電防止層を外側として、液晶表示装置の視認側に配置するのが好ましい。
導電性ペースト又は導電性テープとしては、一般に市販されているもので十分な導電性を有し、かつ透明なプラスチック基板に設けた帯電防止層や、液晶パネルの回路基板との密着性が良いものが適宜選択される。例としては、導電性ゴム部材、金属箔を表面に積層したゴム、金属箔を巻いたプラスチック部材、Au、Ag、Cu、Co、Ni、Sn、Pbの少なくともいずれ単体もしくは合金を含有する、いわゆる金属ハンダ、Au、Ag、Cu、Co、Ni、Sn、Pbの少なくともいずれ単体もしくは合金を含有する樹脂、金属配線、もしくは金属箔テープなどが挙げられる。
感圧接着剤から25±1mgの球形試料2個を作製し、これら試料を1個ずつ3枚のプレート冶具間に入れて試料片を準備する。試料片に対しアイティー計測制御(株)社製の動的粘弾性測定装置”DVA―200”を用いて、周波数10Hzの非共振強制振動法により、80℃における貯蔵弾性率(G’)を測定する。このように80℃における感圧接着剤の貯蔵弾性率(G’)を測定することにより、同感圧接着剤より形成される80℃における感圧接着剤層の貯蔵弾性率を測定することができる。
感圧接着剤を住友化学(株)社製の偏光板SRW062Aに貼り合わせる。この際に280W、10m/minの条件でコロナ放電処理を感圧接着剤層側と偏光板側に実施した。次いで、25mm×100mmのサイズに切断した後、これを無アルカリガラス(コーニング(株)社製、Eagle−XG)に貼合し、次いで、5MPa、50℃、20minの条件でオートクレーブ処理を行い、クリープ量を測定する試験片を作製する。こうして作製された試料片を23℃×55%の環境下で24時間放置して養生した後、試験片の長辺と平行になるように1kgの荷重をかける。初期から3000秒までの感圧接着剤層の変位量をレーザ変位計(KEYENCE(株)社製LK-G15)で測定し、クリープ量とする。
本実施例では、以下のコロナ放電装置を使用した。
コロナ表面処理フレームSTR−1764、高周波電源CT−0212、高圧トランスCT−T02W(全て春日電機(株)製)。
帯電防止層付きの透明なプラスチック基板として、「凸版印刷(株)社製の光学用透明保護フィルム;40KSPLR」を使用した。同基板の引張弾性率は、MD方向では3431〜4412MPa、TD方向では2941〜3431MPaであり、厚みは45μmである。また、帯電防止層の表面抵抗値は5×1011Ω/□である。
感圧接着剤層を形成するための感圧接着剤として以下の感圧接着剤を使用した。
(1)感圧接着剤A
・80℃における貯蔵弾性率(G’);34KPa
・クリープ量;343μm
・膜厚;10μm
(2)感圧接着剤B(住友化学(株)社製、光学用感圧接着剤 L2)
・80℃における貯蔵弾性率(G’);227KPa
・クリープ量;193μm
・膜厚;5μm
(3)感圧接着剤C
・80℃における貯蔵弾性率(G’);36KPa
・クリープ量;254μm
・膜厚;25μm
(4)感圧接着剤D
・80℃における貯蔵弾性率(G’);53KPa
・クリープ量;236μm
・膜厚;10μm
(感圧接着剤Cの調製)
固形分含量を基準として、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸メチル(MA)、アクリル酸2-フェノキシエチル(PEA)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)及びアクリル酸(AA)を69:20:9:1:1の重量比で重合し、重量平均分子量が150万であるアクリル樹脂を得た。次いで、該アクリル樹脂100重量部を、架橋剤であるトリレンジイソシアネートのアダクト体(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン工業(株)製)0.5重量部、帯電防止剤2重量部およびシラン化合物(商品名:KBM−403、信越化学工業(株)製)0.3重量部と混合した。次いで、濃度が15%となるようにこの混合物をメチルエチルケトン(MEK)で希釈させて粘着剤組成物(感圧接着剤C)を得た。
「アクリル樹脂(1)の調製」
固形分含量を基準として、アクリル酸ブチル(BA)及びアクリル酸(AA)を99:1の重量比で重合し、重量平均分子量が130万であるアクリル樹脂(1)を得た。
「アクリル樹脂(2)の調製」
固形分含量を基準として、アクリル酸ブチル(BA)、メタクリル酸ブチル(BMA)、アクリル酸メチル(MA)及びアクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)を35:44:20:1の重量比で重合し、重量平均分子量が10万であるアクリル樹脂(2)を得た。
「感圧接着剤Aの調製」
前述したアクリル樹脂(1)及びアクリル樹脂(2)100重量部(重量比70:30)を、架橋剤であるトリレンジイソシアネートのアダクト体(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン工業(株)製)3重量部およびシラン化合物(商品名:KBM−403、信越化学工業(株)製)0.3重量部と混合し、濃度が15%となるようにメチルエチルケトン(MEK)で希釈させて粘着剤組成物(感圧接着剤A)を得た。
前述した帯電防止層付きの透明なプラスチック基板において、帯電防止層が付いてない面に、第二の感圧接着剤層として感圧接着剤Aから形成された感圧接着剤層を貼合することによって、両者が積層した積層体を作製した。なお、両者を貼り合わせる際には、280W、10m/minの条件でコロナ放電処理を各貼合面に実施し、感圧接着剤層とプラスチック基板の密着性を高めるようにした。
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上であるポリビニルアルコールからなる厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムを得た。
この偏光フィルムの両面に、透明保護フィルムとして、表面にケン化処理が施された厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルムを貼合した。貼合には、水系接着剤を用い、貼合後80℃で5分間乾燥することにより、透明保護フィルムを偏光フィルムに接着させて、透明保護フィルム/偏光フィルム/透明保護フィルムの三層からなる偏光板を作製した。
前記偏光板の片面に、第一の感圧接着剤層として感圧接着剤Cから形成された感圧接着剤層を貼合することによって、第一の感圧接着剤層と偏光板の積層体を作製した。なお、両者を貼り合わせる際には、280W、10m/minの条件でコロナ放電処理を各点合面に実施し、第一の感圧接着剤層と偏光板の密着性を高めるようにした。
第一の感圧接着剤層が貼合された偏光板における第一の感圧接着剤層とは反対側と、第二の感圧接着剤層が形成された透明なプラスチック基板における第二の感圧接着剤層とを貼合して、複合偏光板を作製した。なお、両者を貼り合わせる際には、先と同様、各貼合面にコロナ放電処理を実施し、両者の密着性を高めるようにした。
前記複合偏光板を、偏光板吸収軸が、長辺に対して83°になるように92mm×53mmのサイズに切断し、評価用サンプルとした。次いで、この評価用サンプルを無アルカリガラス(コーニング(株)社製、Eagle−XG)に貼合し、次いで、5MPa、50℃、20minの条件でオートクレーブ処理を行い、ガラスと評価サンプルの密着性が十分になるようにした。
次いで、ガラスに貼合した評価用サンプルを高温槽(85℃)で100hr加熱処理した後、ニコン(株)社製の2次元測定器“NEXIV VMR−12072”を用いて透明なプラスチック基板の寸法変化量(収縮量)を測定した。その結果、長辺側の寸法変化量(収縮量)は、131μmであり、短辺側の寸法変化量(収縮量)は、190μmであった。
(感圧接着剤Dの調製)
実施例1で使用したアクリル樹脂(1)100重量部を、架橋剤であるトリレンジイソシアネートのアダクト体(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン工業(株)製)3重量部およびシラン化合物(商品名:KBM−403、信越化学工業(株)製)0.3重量部と混合し、濃度が15%となるようにメチルエチルケトンで希釈して粘着剤組成物(感圧接着剤D)を得た。
実施例1で使用した感圧接着剤Aのかわりに、感圧接着剤Bを使用した以外は実施例1と同様の方法により、複合偏光板を作製した。次いで、同複合偏光板に対し、実施例1と同様の試験法により、その透明なプラスチック基板の寸法変化量(収縮量)を測定した結果、長辺側の寸法変化量(収縮量)は、289μmであり、短辺側の寸法変化量(収縮量)は、335μmであった。
2a、2b 透明保護フィルム
3 偏光フィルム
4 第二の感圧接着剤層
5 透明なプラスチック基板
6 帯電防止層
7 位相差板
8 第三の感圧接着剤層
10 複合偏光板
Claims (4)
- 複合偏光板と、回路基板を有する液晶パネルと、前記複合偏光板の帯電防止層と前記液晶パネルの回路基板を接続する導電性ペースト又は導電性テープとを備える液晶表示装置であって、
前記複合偏光板は、第一の感圧接着剤層、偏光板、第二の感圧接着剤層、透明なプラスチック基板がこの順に積層されており、
前記帯電防止層は、前記透明なプラスチック基板における第二の感圧接着剤層に接する面とは反対側に積層されており、
前記偏光板は、偏光フィルムと、第二の感圧接着剤層に接している透明保護フィルムとを有し、
第一の感圧接着剤層の80℃における貯蔵弾性率は、20〜50KPaであり、第二の感圧接着剤層の80℃における貯蔵弾性率は、0.1〜34KPaである液晶表示装置。 - 前記偏光板は、第一の感圧接着剤層に接している透明保護フィルムを有する請求項1に記載の液晶表示装置。
- 透明なプラスチック基板の引張弾性率が、2000〜4500MPaである請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 透明なプラスチック基板の厚みが、10〜100μmである請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。
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