WO2005085918A1 - 光学素子 - Google Patents

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protective film
optical element
polarizing film
polarizing
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Hirofumi Tanabe
Tatsufumi Watanabe
Katsuya Fujisawa
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Kuraray Co., Ltd.
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    • G02F2201/50Protective arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical element having a polyvinyl alcohol-based or polyvinylene-based polarizing film and a protective film laminated thereon.
  • a polarizing plate which is a kind of optical element, is formed by laminating both sides of a polyvinyl alcohol-based polarizing film obtained by dehydrating polyvinyl alcohol-polyvinyl alcohol in which iodine or a dye is adsorbed and oriented with a transparent protective film. It has a structure, and an adhesive is used when laminating both layers.
  • Various adhesives such as epoxy-based, acrylic-based, and urethane-based adhesives are known, but these adhesives generally have a problem that their adhesive strength to a polarizing film is insufficient. .
  • the adhesive strength between the butyl acetate adhesive and the polybutyl alcohol adhesive is relatively good with respect to the polarizing film, there is a problem that the adhesive strength changes with humidity.
  • a method of improving the adhesiveness between the adhesive and the protective film or the polarizing film a method of performing a surface treatment on the protective film is used.
  • the surface is made hydrophilic by performing saponification treatment by immersing the triacetyl cellulose in a high-temperature, high-concentration alkaline solution, and then applying an adhesive. Is applied, and the resultant is attached to a polarizing film.
  • Patent Document 2 JP-A-7-56017
  • an adhesive layer is interposed between the polarizing film and the protective film when the polarizing film and the protective film are laminated. Therefore, it is difficult to reduce the thickness of the polarizing plate, reduce the cost, and simplify the manufacturing process. .
  • a liquid crystal display device obtained by attaching the above-described polarizing plate to a liquid crystal cell has problems such as a viewing angle and coloring. This is due to the birefringence of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell. Therefore, by arranging a retardation plate having birefringence between the polarizing plate and the liquid crystal cell, the birefringence of liquid crystal molecules can be compensated, and the above-mentioned problem can be solved. .
  • the polarizing plate and the retardation plate are bonded to each other, it is general to use an adhesive layer, and it is not possible to achieve further thinning of the liquid crystal display device.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that a polarizing film and a protective film can be directly laminated without using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, and completed the present invention.
  • the present invention directly laminates a polarizing film, a protective film, and a retardation film as necessary without using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, thereby reducing the thickness, reducing the cost, and simplifying the manufacturing process. It is an object to provide an optical element that can be achieved.
  • an optical element according to the present invention has a protective film directly laminated on at least one surface of a polyvinyl alcohol-based or polyvinylene-based polarizing film without an adhesive or pressure-sensitive adhesive layer. ing.
  • An optical element with a retardation plate in which one protective film and a retardation plate in the above optical element are directly laminated without interposing an adhesive or a pressure-sensitive adhesive layer can be provided.
  • a retardation plate may be used as one of the protective films.
  • At least one surface of the polarizing film, the protective film, and the retardation plate is subjected to a surface treatment by an energy line having energy of 5 eV or more. Is being managed.
  • the protective film on one side is a film made of triacetyl cellulose, an alicyclic polyolefin resin or an alicyclic acrylic resin
  • the other side is a film made of an alicyclic acrylic resin.
  • the protective film When the protective film is laminated on only one side of the polarizing film, the protective film is made of triacetyl cellulose, polycarbonate finolem, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, (meth) acrylate resin, alicyclic resin.
  • the polarizing film and the protective film and Z or the protective film and the retardation plate and / or the polarizing film and the retardation plate are directly laminated without using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Therefore, the film thickness can be reduced, the cost can be reduced, and the manufacturing process can be simplified. Further, according to the present invention, a polarizing film, a protective film, and a retardation plate having no adhesiveness can be laminated without using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Various transparent films that do not have adhesiveness or tackiness can be used.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a polarizing film according to a first embodiment of the present invention, in which protective films are laminated on both sides of a polarizing film.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a polarizing film according to a second embodiment of the present invention, in which a protective film is laminated on only one side of the polarizing film.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a polarizing plate with a retardation plate according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a polarizing plate with a retardation plate according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a polarizing plate according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a polarizing plate according to a second embodiment
  • FIG. 3 is provided with a retardation plate according to the third embodiment
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a polarizing plate
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a polarizing plate with a retardation plate according to a fourth embodiment.
  • the polarizing plate which is the optical element 1 shown in FIG. 1, is mounted between the glass substrate 12 and the liquid crystal cell 11 of the liquid crystal display device 10, and protective films a and c are provided on both surfaces of the polarizing film b with an adhesive.
  • the protective film a is disposed on the side opposite to the liquid crystal cell surface 11a when the liquid crystal cell 11 is mounted, and the protective film c is provided on the glass surface side of the liquid crystal cell 11, that is, the liquid crystal cell surface 11a. It is arranged on the side. Further, in the polarizing film of FIG. 2, the protective film a is directly laminated on only one side of the polarizing film b without interposing an adhesive or an adhesive layer.
  • a polyvinyl alcohol-based or polyvinylene-based one is used as the polarizing film b constituting the polarizing plate 1.
  • a polyvinyl alcohol-based polymer forming the polyvinyl alcohol-based polarizing film a polymer obtained by polymerizing a vinyl ester-based monomer, which is obtained by saponifying a polyvinyl ester-based polymer, can be used. It is desirable to use butyl acetate as a monomer.
  • a monomer copolymerizable with the vinyl ester-based monomer can be copolymerized, if necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the polyvinylene-based polymer constituting the polyvinylene-based polarizing film b the polyvinyl alcohol-based polymer is dehydrated, or a halogen-containing vinyl ester-based polymer such as polychlorinated vinyl is used.
  • a polymer having a polyene structure formed by dehalogenating a polymer or a polymer having a polyene structure formed by polymerizing a biene monomer such as acetylene can be used.
  • the protective films a and c constituting the polarizing plate 1 are, for example, cellulose esters such as triacetyl cellulose or films having derivatives thereof, polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polycarbonate films.
  • Alicyclic polyolefin film such as polyolefin or polycycloolefin such as polyethylene and polypropylene, norbornene resin, film such as polymethyl methacrylate, acrylic resin or alicyclic acrylic resin.
  • Triacetylcellulose which can be used as a bur alcohol film is preferably used. Also
  • the protective film a film in which the above resins are laminated or a mixed film can be used.
  • the protective film c disposed on one side of the polarizing film b needs to use a film having little influence of the birefringence, and for this purpose, for example, cellulose such as triacetyl cellulose is used.
  • cellulose such as triacetyl cellulose is used.
  • Ester or their derivative-derived films, polycycloolefins, alicyclic polyolefin films such as norbornene-based resins, and films made of alicyclic atalyl resins are used.
  • the protective film a disposed on the other side of the polarizing film b, that is, on the side opposite to the liquid crystal cell, may have any transparency as long as it has transparency.
  • the above-mentioned triacetyl cellulose and the like can be used.
  • Polyester film such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc., which can be formed only from films made of cellulose esters or derivatives thereof, alicyclic polyolefin films such as polycycloolefin, norbornene resin, and alicyclic acrylic resin.
  • Polyolefin films such as polyethylene, polypropylene and the like, polycarbonate films, films made of acrylic resins such as polymethyl methacrylate and (meth) acrylate resins are preferably used. Even if this protective film a is a film having birefringence, there is no problem because it is installed on the opposite side of the liquid crystal cell. Uniformity of the birefringence does not matter. In this way, by laminating a film having a low water absorption on the opposite surface of the liquid crystal cell, the penetration of moisture from the glass surface side of the liquid crystal cell is almost negligible, and the permeability of the external force and the moisture is also reduced. A polarizing plate having excellent wet heat resistance can be obtained.
  • retardation plate d mica, quartz, quartz, calcite, LiNbO
  • base plates such as phase difference plates and glass substrates formed from single crystals such as LiTaO
  • a retardation plate having a birefringent film on the surface of a base substrate obtained by obliquely depositing an inorganic material from an oblique direction a retardation plate having a birefringent LB (Langmuir-Blodget) film, and triacetyl cellulose ( TAC) and other cellulose esters, polycarbonate, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyarylate, polysulfone, polyether sulfone, acrylic.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVB polyvinyl butyral
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • polyarylate polysulfone
  • polyether sulfone acrylic.
  • a phase difference film obtained by stretching a transparent resin film such as an alicyclic polyolefin such as a resin or norbornene resin is adhered to a glass substrate to maintain flatness and formability, or is sandwiched between two glass substrates.
  • a polarizing film having excellent wet heat resistance such as a polyvinyl alcohol-based polarizing film or a polyvinylene-based polarizing film using a dichroic dye is used, as shown in the second embodiment in FIG. It is possible to laminate the above protective film a only on the opposite side without laminating the protective film c on the cell 11 side.
  • a retardation plate d is directly laminated on the surface of the protective film c on the liquid crystal cell side without using an adhesive layer or an adhesive layer, or as shown in FIG.
  • a retardation plate d as a protective film is directly laminated on the surface of the polarizing film b on the liquid crystal cell side without using an adhesive layer or an adhesive layer, and the protective film a is provided only on the other side. By laminating them, it is possible to obtain the optical element 1A having excellent wet heat resistance.
  • the surface of the protective film a on the observer side disposed outside the polarizing film is subjected to an antiglare treatment and a Z or antireflection treatment. This makes it easier for an observer to see the liquid crystal cell.
  • the optical elements 1, 1A according to the present invention are laminated after irradiating an energy ray having an energy of 5 eV or more to the surfaces of the polarizing film, the protective film, and the retardation plate that are to be bonded to each other, and then performing surface treatment.
  • energy lines having an energy of 5 eV or more include ultraviolet rays, electron beams, and ion beams. Among them, it is preferable to use ultraviolet rays because it is simple.
  • Examples of the ultraviolet light source include an excimer laser, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a halogen lamp, and an excimer lamp.
  • the excimer lamps are argon, Dielectric barrier discharge lamps filled with gas mainly composed of ptone, xenon or argon, krypton, and xenon, and among them, those using xenon are more preferable.
  • the time required for irradiating the polarizing film and Z or the protective film and Z or the retardation plate with energy rays to irradiate them is not particularly limited, but it is desirable to laminate them immediately after irradiating the energy rays. They also found that the effect of energy beam irradiation can be improved by washing with water, which may weaken over time. Therefore, after irradiating the energy with one line, it may be laminated after being immersed in water or hot water.
  • the above surface treatment is performed by using an inert gas such as air, hydrogen, oxygen, nitrogen, ozone, hydrogen peroxide, water vapor, carbon dioxide, carbon monoxide, ammonia, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, or argon, or
  • an inert gas such as air, hydrogen, oxygen, nitrogen, ozone, hydrogen peroxide, water vapor, carbon dioxide, carbon monoxide, ammonia, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, or argon, or
  • the bond is surface-modified to a highly hydrophilic and functional group such as a hydroxyl group, an amino group, a ketone group, an aldehyde group, and a carboxyl group.
  • the temperature at the time of energy ray irradiation is not particularly limited. However, considering the heat resistance of the film, it is convenient to set the desired room temperature between 0 ° C and 100 ° C. Desirable.
  • the pressure at the time of energy beam irradiation is not particularly limited, but is preferably normal pressure from the viewpoint of workability.
  • the surface of the adherend of the polarizing film and Z or the protective film and Z or the retardation plate is irradiated with an energy ray of 5 eV or more, and the two are laminated to be firmly adhered to each other. Is fixed, there is no need to interpose an intermediate layer made of an adhesive or a pressure-sensitive adhesive between the adherends, and direct lamination becomes possible. This makes it possible to reduce the thickness of the optical element, reduce the cost and simplify the manufacturing process, and obtain a polarizing plate without lowering the light transmittance due to the intermediate layer.
  • the polarizing film b in FIG. 1 was obtained by adsorbing iodine on polybutyl alcohol made of Kuraray earth and stretching it. .
  • triacetyl cellulose (TAC) films manufactured by Fuji Photo Film were used as protective films a and c on both sides of the polarizing film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the contact angle between the polarizing film and water was measured with a contact angle meter (CA-DT'A type) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. and found to be 10 °. (Temperature 25 ° C, humidity 50% RH).
  • the polarizing film 1 and the protective film were laminated at a laminating pressure of 2.94 NZcm 2 to obtain a polarizing plate 1 as an optical element.
  • the adhesive strength between the polarizing film and the protective film in the polarizing plate was measured by a 90 ° peel test. As a result, the adhesive strength of the film having a width of 50 mm was 0.49 N.
  • the surface of the protective film was modified under the same conditions as in Example 1, and the surface modification of the polarizing film was also performed in the same manner.
  • the polarizing film and the protective film were laminated at a laminating pressure of 2.94 N / cm 2 .
  • the polarizing plate was obtained by performing the above.
  • the adhesive strength between the protective film and the polarizing element in the polarizing film was measured by a 90 ° peel test. As a result, the adhesive strength at a width of 50 mm was 0.98 N.
  • the polarizing film and the protective film were surface-modified under the same conditions as in Example 1.
  • a polarizing plate was obtained by laminating the polarizing film and the protective film at a laminating pressure of 2.94 N / cm 2 .
  • the adhesive strength between the protective film and the polarizing element on the polarizing plate was measured by a 90 degree peel test. As a result, the adhesive strength at a width of 50 mm was 1.47 N.
  • the adhesive strength between the polarizing film and the protective film in the polarizing plate was measured by a 90 degree peel test. As a result, the adhesive strength at a width of 50 mm was 0.20N.
  • polarizing film a polyvinylene-based polarizing film obtained by dehydrating Kuraray's polyvinyl alcohol was used.
  • a protective film Fuji Photo Film Triacetyl Cell Mouth Film was used. The surface of the polarizing film and the protective film laminated on both sides of the polarizing film were modified in the same manner as in Example 2, and then the polarizing film and the protective film were laminated to obtain a polarizing plate.
  • polarizing film a film obtained by adsorbing a dichroic dye on Kuraray's polybutyl alcohol and stretching was used.
  • Protective film c on the liquid crystal cell side Using a single film, a polyethylene terephthalate film manufactured by Toyobo and subjected to an anti-reflection treatment was used as the protective film a on the observer side.
  • the polarizing plate was obtained by modifying the surface of the polarizing film and the protective film laminated on both sides of the polarizing film in the same manner as in Example 2, and then laminating the polarizing film and the protective film.
  • polarizing film a film obtained by adsorbing iodine on Kuraray's polybutyl alcohol and stretching was used.
  • a triacetyl cellulose film made by Fuji Photo Film was used as the protective film c on the liquid crystal cell side, and a polycarbonate film made by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation was used as the protective film a on the observer side.
  • a polarizing plate was obtained by modifying the surface of the polarizing film and the protective film laminated on both sides of the polarizing film in the same manner as in Example 2, and then laminating the polarizing film and the protective film.
  • TAC film triacetyl cellulose film
  • Zeonor film manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., which is a cycloolefin polymer.
  • a TAC film and a Zeonor film were laminated on both sides of the polarizing film at a laminating pressure of 2.94 N / cm 2 , respectively, and the adhesive strength was measured by a 90 ° peel test. As a result, the adhesive strength at a width of 50 mm was 0.50 N.
  • the distance between a xenon lamp manufactured by X-Tech Co., Ltd. and the zeonophorium film was set to exactly 2 mm using ⁇ Zeonor film '' manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. Irradiated with ultraviolet light for 30 seconds.
  • the TAC which is the protective film for the polarizing plate obtained in Example 5
  • the distance between the xenon lamp manufactured by Xuetec Co., Ltd. and the zeonophorium film was set to exactly 2 mm using a ⁇ Zeonor film '' manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. Irradiated with ultraviolet light for 30 seconds.
  • the surface of the polarizing film having the protective film laminated on one side obtained in Example 4 was also surface-modified in the same manner as in Example 1, and laminated with the Zeonor film to obtain an optical element 1A.
  • a xenon lamp (UER200ZHM172; energy: 7.3 eV) manufactured by SHIOTEC Co., Ltd. was used. Furthermore, Fuji Photo Film Triacetyl Cellulose (TAC) film was used as the protective film a in FIG. Using a "Zonoa film", the distance between both films and the xenon lamp was exactly 2 mm, and the film was irradiated with ultraviolet rays for 200 seconds in the air. Next, a TAC film and a Zeonor film were laminated on both sides of the polarizing film b of Example 1 at a laminating pressure of 2.94 N / cm 2 , and the adhesive strength was measured by a 90 ° peel test. As a result, the Zeonor film was broken at a width of 50 mm.
  • TAC Fuji Photo Film Triacetyl Cellulose
  • the polarizing film without surface modification and the protective film on one side thereof were laminated under the same conditions as in Example 1 at a laminating pressure of 2.94 N. However, the polarizing film and the protective film could not be integrally formed.
  • the contact angle between the surface-unmodified protective film and water was measured under the same conditions as in Example 1. As a result, the contact angle was 50 °. This indicates that the polarizing film and the protective film cannot be adhered to each other if the surface modification is not performed on the protective film.

Description

明 細 書
光学素子
技術分野
[0001] 本発明は、ポリビュルアルコール系またはポリビ-レン系偏光膜と保護フィルムが積 層された光学素子に関する。
背景技術
[0002] 光学素子の一種である偏光板は、ヨウ素や染料を吸着配向させたポリビニルアルコ ールゃポリビニルアルコールを脱水することにより得られるポリビニレン系偏光膜の両 面を透明な保護フィルムで積層した構造をしており、両層を積層する際には接着剤 が用いられている。使用される接着剤として、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系など 種々の接着剤が知られているが、一般的にこれらの接着剤は偏光膜に対して接着力 が不足するという問題があった。また、酢酸ビュル系接着剤やポリビュルアルコール 系接着剤は、偏光膜との接着力は比較的良好であるが、湿度により接着力が変化す るという問題があった。
[0003] そこで、接着剤と保護フィルムまたは偏光膜との接着性を向上させる方法として、保 護フィルムに表面処理を施す方法が使用されている。保護フィルムとして一般的に使 用されているトリァセチルセルロースフィルムの場合、トリァセチルセルロースを高温、 高濃度のアルカリ溶液に浸漬してケン化処理を行うことにより、表面を親水化した後、 接着剤を塗布し偏光膜と貼り合わせる方法が用いられている。また、セルロースエス テルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエステルフィルム、またはポリアクリルフィ ルムの表面をプラズマ処理した後、接着剤層を介して偏光膜と貼り合わせる方法も提 案されている(特開 2000-356714号公報)。
[0004] また、近年、液晶表示装置は、車載用や野外用として高温多湿の条件下で使用さ れる場合もあり、偏光板に対する要求物性として、耐湿熱性が高ぐかつ高精細な力 ラー表示のため透過率および偏光度の高 、偏光板が必要となってきて 、る。これに 対応するため、片側の保護フィルムにトリァセチルセルロースフィルムを用い、もう一 方の保護フィルムにポリカーボネート系榭脂および Zまたはポリメチルメタタリレート系 榭脂よりなるフィルムを用いる方法が提案されて 、る(特開平 7— 56017号公報)。 特許文献 1:特開 2000-356714号公報
特許文献 2 :特開平 7-56017号公報
[0005] しかし、上記いずれの方法においても偏光膜と保護フィルムを積層する際に中間に 接着剤層を介しており、このため偏光板の薄膜化、コスト低減および製作プロセスの 簡略ィ匕が難しい。
[0006] また、上述した偏光板を液晶セルに貼りあわせることで得られる液晶表示装置には 、視野角や色付け等といった課題がある。これは液晶セルにおける液晶分子の複屈 折性〖こよるものである。したがって、該偏光板と該液晶セルとの間に複屈折性を有す る位相差板を配することで、液晶分子の複屈折性を補償することができ、上記課題を 解決することができる。しかし、該偏光板と位相差板を貼り合わせる際には接着剤層 を介すことが一般的であり、液晶表示装置の一層の薄型化を達成することはできない 発明の開示
[0007] 本発明者らは、以上の問題を解決するために鋭意研究した結果、接着剤や粘着剤 を用いることなく偏光膜と保護フィルムを直接積層できることを見出し、本発明を完成 するに至った。すなわち、本発明は、接着剤や粘着剤を介さずに偏光膜と保護フィ ルムと必要に応じて位相差フィルムとを直接積層することにより、薄膜化、コスト低減 および製作プロセスの簡略ィ匕を図ることができる光学素子を提供することを課題とし ている。
[0008] 上記目的を達成するために、本発明に力かる光学素子は、ポリビュルアルコール系 またはポリビニレン系偏光膜の少なくとも片面に、保護フィルムが接着剤または粘着 剤層を介さずに直接積層されている。先の光学素子における一方の保護フィルムと 位相差板が接着剤または粘着剤層を介さず直接積層されている位相差板付きの光 学素子とすることができる。また、先の光学素子において、一方の保護フィルムとして 位相差板を用いてもよい。
[0009] さらに本発明に力かる光学素子は、好ましくは、 5eV以上のエネルギーを有するェ ネルギ一線により偏光膜、保護フィルム、位相差板の少なくとも一つの表面が表面処 理されている。
[0010] 保護フィルムが偏光膜の両面に積層されている場合、片側の保護フィルムはトリア セチルセルロース、脂環式ポリオレフイン榭脂または脂環式アクリル榭脂からなるフィ ルムであり、もう一方の側の保護フィルムがトリァセチルセルロース、ポリカーボネート 、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、 (メタ)アタリレート系榭脂、脂 環式ポリオレフイン榭脂または脂環式アクリル榭脂からなるフィルムである。保護フィ ルムが偏光膜の片面のみに積層されている場合、該保護フィルムはトリアセチルセル ロース、ポリカーボネートフイノレム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレ ート、(メタ)アタリレート系榭脂、脂環式ポリオレフイン榭脂または脂環式アクリル榭脂 力 なるフィルムである。
[ooii] この光学素子によれば、偏光膜と保護フィルム、及び Zまたは保護フィルムと位相 差板、及び Zまたは偏光膜と位相差板を直接積層しているので、フィルムの薄膜化と コスト低減および製作プロセスの簡略ィ匕が図れる。
[0012] 本発明の光学素子によれば、偏光膜と保護フィルム及び Zまたは保護フィルムと位 相差板及び,または偏光膜と位相差板が接着剤や粘着剤を用いることなく直接積層 されて 、るので、フィルムの薄膜ィ匕とコスト低減および製作プロセスの簡略ィ匕を図るこ とができる。また本発明によれば、あらかじめ接着性を有さない偏光膜、保護フィルム 及び位相差板を接着剤や粘着剤を用いることなく積層することが可能となるため、保 護フィルム及び位相差板として接着性や粘着性を有しな ヽ種々の透明フィルムを用 いることがでさる。
図面の簡単な説明
[0013] この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭に 理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のた めのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発 明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面にお ける同一の部品番号は、同一部分を示す。
[図 1]本発明の第 1実施形態に係る偏光膜の両面に保護フィルムが積層された偏光 フィルムの縦断面図である。 [図 2]本発明の第 2実施形態に係る偏光膜の片面のみに保護フィルムが積層された 偏光フィルムの縦断面図である。
[図 3]本発明の第 3実施形態に係る位相差板付き偏光板を示す縦断面図である。
[図 4]本発明の第 4実施形態に係る位相差板付き偏光板を示す縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明につ 、て図面を参照しながら詳しく説明する。
図 1は本発明の第 1実施形態に係る偏光板を示す縦断面図、図 2は第 2実施形態 に係る偏光板を示す縦断面図、図 3は第 3実施形態に係る位相差板付き偏光板を示 す縦断面図、図 4は第 4実施形態に係る位相差板付き偏光板を示す縦断面図である 。図 1に示す光学素子 1である偏光板は、液晶表示装置 10のガラス基板 12と液晶セ ル 11との間に装着されるもので、偏光膜 bの両面に保護フィルム a, cが接着剤層また は粘着剤層を介さずに直接積層されている。ここで、保護フィルム aは、液晶セル 11 に装着するときに液晶セル面 11aとは反対側に配置されるものであり、保護フィルム c は、液晶セル 11のガラス面側、すなわち液晶セル面 11a側に配置されるものである。 また、図 2の偏光フィルムは、偏光膜 bの片面のみに保護フィルム aが接着剤または粘 着剤層を介さずに直接積層されている。
[0015] 前記偏光板 1を構成する偏光膜 bとしては、ポリビニルアルコール系またはポリビニ レン系のものが用いられる。ポリビュルアルコール系の偏光膜を形成するポリビュル アルコール系重合体としては、ビュルエステル系モノマーを重合して得られたポリビ -ルエステル系重合体をケン化したものを用いることができ、該ビュルエステル系モノ マーとしては、酢酸ビュルを用いることが望ましい。また、該ビュルエステル系モノマ 一を重合する際に、必要に応じて該ビニルエステル系モノマーと共重合可能なモノ マーを発明の効果を損なわない範囲内で共重合させることもできる。
[0016] また、ポリビ-レン系の偏光膜 bを構成するポリビ-レン系重合体としては、該ポリビ -ルアルコール系重合体を脱水し、またはポリ塩化ビュルなどの含ハロゲン系ビュル エステル系のポリマーを脱ハロゲンィ匕水素することによりポリェン構造を形成させたも のや、アセチレン等のビ-レンモノマーを重合することによりポリェン構造を形成させ たものなどを用いることができる。 [0017] 前記偏光板 1を構成する保護フィルム a, cとしては、例えばトリァセチルセルロース 等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体力もなるフィルム、ポリエチレンテレ フタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィ ルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフインまたはポリシクロォレフィン、ノル ボルネン系榭脂等の脂環式ポリオレフインフィルム、ポリメチルメタタリレート、アクリル 榭脂または脂環式アクリル榭脂力 なるフィルム、ある 、はエチレンビュルアルコール フィルム等を挙げることができる力 トリァセチルセルロースが好適に用いられる。また
、保護フィルムとしては、以上の榭脂を積層したフィルムや混合したフィルムも用いる ことができる。
[0018] ただし、偏光膜 bの片側、すなわち、液晶セル側に配置される保護フィルム cは、複 屈折率の影響の少ないものを用いる必要があり、このためには、例えばトリァセチル セルロース等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体力もなるフィルム、ポリシ クロォレフィン、ノルボルネン系榭脂等の脂環式ポリオレフインフィルム、脂環式アタリ ル榭脂からなるフィルムが用いられる。
[0019] また、偏光膜 bのもう一方の側、すなわち、液晶セルとは反対側に配置される保護フ イルム aは、透明性を有するものであればよぐ例えば、以上のトリァセチルセルロース 等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体力もなるフィルム、ポリシクロォレフ イン、ノルボルネン系榭脂等の脂環式ポリオレフインフィルム、脂環式アクリル榭脂か らなるフィルムだけでなぐポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の ポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフインフィルム、ポリ力 ーボネートフィルム、ポリメチルメタタリレート、(メタ)アタリレート系榭脂などのアクリル 榭脂からなるフィルムなどが好適に用いられる。この保護フィルム aは、複屈折性を有 するフィルムであっても、液晶セルの反対側に設置されるので問題になることはなぐ また複屈折率の均一性も問題になることはない。このように、液晶セルの反対面に、 吸水率の低いフィルムを積層することにより、液晶セルのガラス面側からの水分の進 入はほとんどなぐかつ外側力もの水分の透過率も低くなるため、耐湿熱性の優れた 偏光板とすることができる。
[0020] また、位相差板 dとしては、複屈折性を備える雲母、石英、水晶、方解石、 LiNbO 、 LiTaOなどの単結晶から形成される位相差板、ガラス基板などの下地基板に対し
3
て斜め方向から無機材料を蒸着することにより得られる下地基板の表面に複屈折膜 を有する位相差板、複屈折性を有する LB (Langmuir-Blodget)膜を有する位相差板 、またトリァセチルセルロース(TAC)などのセルロースエステル類、ポリカーボネート 、ポリビュルアルコール(PVA)、ポリビュルプチラール(PVB)、ポリエチレンテレフタ レート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ ン、アクリル榭脂、ノルボルネン系榭脂等の脂環式ポリオレフインなどの透明榭脂フィ ルムを延伸した位相差フィルムを平坦性、定形性維持のためガラス基板に接着したり 、 2枚のガラス基板で挟持した位相差板が挙げられる。
[0021] また、二色性染料を用いたポリビニルアルコール系偏光膜またはポリビニレン系偏 光膜などの耐湿熱性に優れた偏光膜を用いる場合には、図 2の第 2実施形態のよう に、液晶セル 11側には保護フィルム cを積層せず、その反対側のみに以上の保護フ イルム aを積層することが可能である。また、図 3に示すように、液晶セル側の保護フィ ルム cの表面に、位相差板 dを、接着剤層または粘着剤層を介さずに直接積層するこ とによって、または、図 4に示すように、偏光膜 bの液晶セル側の面に、保護フィルムと して位相差板 dを接着剤層もしくは接着剤層を介さずに直接積層し、もう一方の側の みに保護フィルム aを積層することによって、耐湿熱性に優れた光学素子 1Aを得るこ とがでさる。
[0022] また、偏光膜外側に配置される観察者側の保護フィルム aの表面には、防眩処理お よび Zまたは反射防止処理が施すことが好ましい。このようにすると、観察者が液晶 セルを見易くなる。
[0023] 本発明にかかる光学素子 1, 1Aは、偏光膜、保護フィルムおよび位相差板におけ る互いに接着させる面に、 5eV以上のエネルギーを有するエネルギー線を照射して 表面処理した後に積層することが好まし 、。 5eV以上のエネルギーを有するェネル ギ一線としては、紫外線、電子線、イオン線等が挙げられ、そのなかでも紫外線を用 V、ることが簡便であるので望ま 、。
[0024] 紫外線源としては、エキシマレーザー、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ハロゲン ランプ、エキシマランプが挙げられる。ここで、エキシマランプとしては、アルゴン、タリ プトン、キセノンまたはアルゴン、クリプトン、キセノンを主成分とするガスを封入した誘 電体バリア放電ランプが挙げられ、そのなかでもキセノンを用いたものがより好ましい
[0025] エネルギー線照射時には、偏光膜表面および Zまたは保護フィルムおよび Zまた は位相差板の表面にガスを接触させることが望ましぐこのときは、例えば大気、水素 、酸素、窒素、オゾン、過酸化水素、水蒸気、二酸化炭素、一酸化炭素、アンモニア 、一酸化窒素、二酸化窒素、アルゴン等の不活性ガスまたはケトン、アルコール、ヒド ラジンなど低沸点の有機化合物のうち、少なくとも 1つ以上のガスまたはそれらの混 合ガスと接触させることが望ましい。大気中である場合は、操作が簡便であり作業性 の点で望ましい。
[0026] 偏光膜および Zまたは保護フィルムおよび Zまたは位相差板にエネルギー線を照 射して力 積層させるまでの時間は、特に限定されないが、エネルギー線照射直後 に積層することが望ましい。また、エネルギー線照射による効果は時間の経過と共に 弱くなる場合がある力 水洗によって改善されることも見出した。したがって、エネルギ 一線照射した後、水または温水に浸漬した後に積層させても良!、。
[0027] 5eV以上のエネルギーを有するエネルギー線を照射すると、 C Cや C Hなどの分 子結合は容易に切断されて榭脂表面が表面改質され、これにより接着剤や粘着剤 層を介さずにより強固な直接積層が可能となる。ここで、エネルギー線のエネルギー 力 eVよりも小さい場合は、十分な接着力が得られにくい。
[0028] 以上の表面処理を大気、水素、酸素、窒素、オゾン、過酸化水素、水蒸気、二酸化 炭素、一酸化炭素、アンモニア、一酸化窒素、二酸化窒素、アルゴン等の不活性ガ ス、または
ケトン、アルコール、ヒドラジンなど低沸点の有機化合物のうち、少なくとも 1つ以上の ガスまたはそれらの混合ガス中で行うことにより、雰囲気中の炭素成分、酸素成分、 窒素成分、水分などによって切断された分子結合は、水酸基、アミノ基、ケトン基、ァ ルデヒド基、カルボキシル基などの親水性の高 、官能基に表面改質される。
[0029] さらに、エネルギー線の照射時間を最適化することにより、 C C結合や C H結合 などの切断が進み、表面にオリゴマーや低分子化合物が形成され、 粘着性や接着 性が発現する。
[0030] また、エネルギー線照射時における温度は、特に限定されな 、が、フィルムの耐熱 性を考慮すると、摂氏 0度一 100度の間が望ましぐ室温であることが簡便であり、特 に望ましい。
[0031] また、エネルギー線照射時における圧力は、特に限定されないが、常圧であること が作業性の点で望ましい。
[0032] 以上のように、偏光膜および Zまたは保護フィルムおよび Zまたは位相差板の被着 体面に、 5eV以上のエネルギー線を照射した後、両者を積層することにより強固に接 着されて表面が固定されるため、被着体同士の間に接着剤や粘着剤カゝらなる中間層 を介装させる必要がなくなって、直接的な積層が可能となる。これによつて、光学素 子の薄膜化とコスト低減および製作プロセスの簡略ィ匕が可能となり、し力も中間層に よる光線透過率の低下を生じな 、偏光板が得られる。
実施例
[0033] <実施例 1 >
本実施例では、株式会社ゥシォユーテック社製キセノンランプ (UER200ZHM17 2 ;エネルギー 7. 3eV)を用いて、図 1の偏光膜 bはクラレネ土製ポリビュルアルコール にヨウ素を吸着させて、延伸したものを使用した。また、偏光膜の両側の保護フィルム a, cとして富士写真フィルム製のトリァセチルセルロース (TAC)フィルムを用いた。ま ず、該キセノンランプと該トリアセチルセルロースフィルムとの距離を正確に 2mmとし 、大気中で紫外線を 30秒間照射した。次に、表面改質の効果を確認するために、該 偏光膜と水との接触角を協和界面科学株式会社製接触角計 (CA— DT'A型)で測 定したところ 10°であった (温度 25°C、湿度 50%RH)。次に、偏光膜と保護フィルム とをラミネート圧力 2. 94NZcm2でラミネートすることで、光学素子である偏光板 1が 得られた。該偏光板における偏光膜と保護フィルムとの接着力を 90度剥離試験によ り測定した。その結果、 50mm幅のフィルムにおいて接着力は 0. 49Nであった。
[0034] <実施例 2>
実施例 1と同様の条件で保護フィルムを表面改質し、さらに偏光膜も同様に表面改 質処理を行った。次に、偏光膜と保護フィルムとをラミネート圧力 2. 94N/cm2でラミ ネートすることで偏光板が得られた。該偏光フィルムにおける保護フィルムと偏光素 子との接着力を 90度剥離試験により測定した。その結果、 50mm幅での接着力は 0 . 98Nであった。
[0035] <実施例 3 >
実施例 1と同様の条件で偏光膜および保護フィルムを表面改質した。次に、保護フ イルムを水に浸漬した後、偏光膜と保護フィルムとをラミネート圧力 2. 94N/cm2で ラミネートすることで偏光板が得られた。該偏光板における保護フィルムと偏光素子と の接着力を 90度剥離試験により測定した。その結果、 50mm幅での接着力は 1. 47 Nであった。
[0036] <実施例 4 >
エネルギー線源として、株式会社オーク製低圧水銀ランプ(HMW— 615N;ェネル ギー 5. OeV)を用いて、以下に示す方法により表面改質を行った。まず、該低圧水 銀ランプとトリァセチルセルロースからなる保護フィルムとの距離を正確に 10mmとし 、大気中で紫外線を 200秒間照射した。表面改質の効果を確認するために、該保護 フィルムと水との接触角を協和界面科学株式会社製接触角計 (CA— DT'A型)で測 定したところ、 20° であった (温度 25°C、湿度 50%RH)。次に、図 2に示す偏光膜 b とその片側の表面改質した保護フィルム aとをラミネート圧力 2. 94Nでラミネートする ことで偏光板を得た。該偏光板における偏光膜と保護フィルムとの接着力を 90度剥 離試験により測定した。その結果、 50mm幅での接着力は 0. 20Nであった。
[0037] <実施例 5 >
偏光膜として、クラレ製ポリビュルアルコールを脱水することにより得られたポリビ- レン系偏光膜を用いた。保護フィルムとしては富士写真フィルム製トリアセチルセル口 一スフイルムを用いた。実施例 2と同様にして偏光膜および偏光膜の両側に積層す る保護フィルムを表面改質し、次いで、偏光膜と保護フィルムとをラミネートすることで 偏光板が得られた。
[0038] <実施例 6 >
偏光膜として、クラレ製ポリビュルアルコールに二色性色素を吸着させて延伸したも のを用いた。液晶セル側の保護フィルム cに富士写真フィルム製トリアセチルセル口 一スフイルムを用いて、観察者側の保護フィルム aには東洋紡製ポリエチレンテレフタ レートフィルムに反射防止処理を施したものを用いた。実施例 2と同様にして偏光膜 および偏光膜の両側に積層する保護フィルムを表面改質し、次いで、偏光膜と保護 フィルムとをラミネートすることで偏光板が得られた。
[0039] <実施例 7 >
偏光膜として、クラレ製ポリビュルアルコールにヨウ素を吸着させて延伸したものを 用いた。液晶セル側の保護フィルム cに富士写真フィルム製トリアセチルセルロースフ イルムを用いて、観察者側の保護フィルム aには三菱エンジニアリングプラスチックス 社製ポリカーボネートフィルムを用いた。実施例 2と同様にして偏光膜および偏光膜 の両側に積層する保護フィルムを表面改質し、次いで、偏光膜と保護フィルムとをラミ ネートすることで偏光板が得られた。
[0040] <実施例 8 >
実施例 1と同様の条件で、保護フィルムとして用いる富士写真フィルム製トリァセチ ルセルロースフィルム(TACフィルム)及びシクロォレフインポリマーである日本ゼオン 株式会社製「ゼォノアフィルム」に紫外線照射を行った。次に、 TACフィルムとゼオノ ァフィルムを偏光膜の両側にそれぞれラミネート圧力 2. 94N/cm2でラミネートし、そ の接着力を 90度剥離試験により測定した。その結果、 50mm幅での接着力は 0. 50 Nであった。
[0041] <実施例 9 >
図 3の位相差板 dとして、シクロォレフインポリマーである日本ゼオン株式会社製「ゼ ォノアフィルム」を用いて株式会社ゥシォユーテック製キセノンランプと該ゼオノァフィ ルムとの距離を正確に 2mmとし、大気中で紫外線を 30秒照射した。次に実施例 5で 得られた偏光板の保護フィルムである TACも実施例 1と同様に表面改質し、先のゼ ォノアフィルム dとラミネートすることで光学素子 1A (位相差板付き偏光板)が得られ た。
[0042] <実施例 10 >
実施例 1と同様の条件でクラレネ土製ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させて延 伸した偏光膜と日本ゼオン株式会社製ゼォノアフィルムに紫外線照射を行った。次 に、偏光膜とゼォノアフィルムをラミネート圧力 2. 94N/cm2でラミネートし、その接着 力を 90度剥離試験により測定した。その結果、 50mm幅での接着力は 0. 20Nであつ た。
[0043] <実施例 11 >
図 4の位相差板 dとして、シクロォレフインポリマーである日本ゼオン株式会社製「ゼ ォノアフィルム」を用いて株式会社ゥシォユーテック製キセノンランプと該ゼオノァフィ ルムとの距離を正確に 2mmとし、大気中で紫外線を 30秒照射した。次に実施例 4で 得られた片面に保護フィルムが積層された偏光膜側にも実施例 1と同様に表面改質 し、先のゼォノアフィルムとラミネートすることで光学素子 1Aが得られた。
[0044] <実施例 12 >
株式会社ゥシォユーテック社製キセノンランプ(UER200ZHM172 ;エネルギー 7 . 3eV)を用い、さらに、図 4の保護フィルム aとして富士写真フィルム製トリァセチルセ ルロース (TAC)フィルムを、位相差板 dとして日本ゼオン株式会社製「ゼォノアフィル ム」をそれぞれ用い、両フィルムと該キセノンランプとの距離を正確に 2mmとし、大気 中で紫外線を 200秒間照射した。次に、 TACフィルムとゼォノアフィルムを、実施例 1 の偏光膜 bの両側にラミネート圧力 2. 94N/cm2でラミネートし、その接着力を 90度剥 離試験により測定した。その結果、 50mm幅でゼォノアフィルムが破断した。
[0045] <比較例 1 >
表面改質していない偏光膜とその片側の保護フィルムとを、実施例 1と同条件にて ラミネート圧力 2. 94Nでラミネートしたが、偏光膜と保護フィルムは一体ィ匕できなかつ た。また、表面改質を施していない保護フィルムと水との接触角を実施例 1と同条件 で測定したところ、接触角は 50° であった。このことから、保護フィルムに表面改質を 行わな 、場合は、偏光膜と保護フィルムとは接着できな 、ことがわかる。

Claims

請求の範囲
[1] ポリビニルアルコール系またはポリビニレン系偏光膜の少なくとも片面に保護フィル ムを積層した偏光板であって、偏光膜と保護フィルムとが接着剤層または粘着剤層を 介さずに直接積層されており、該保護フィルムがトリァセチルセルロース、ポリカーボ ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、 (メタ)アタリレート系榭 脂、脂環式ポリオレフイン榭脂または脂環式アクリル榭脂からなるフィルムである光学 素子。
[2] 請求項 1にお 、て、前記偏光膜と保護フィルムの互いに接する面力 5eV以上のェ ネルギーを有するエネルギー線により表面処理されている光学素子。
[3] 請求項 2にお 、て、エネルギー線が紫外線、電子線およびイオン線力も選ばれた 一つである光学素子。
[4] 請求項 3にお 、て、エネルギー線がエキシマレーザー、高圧水銀ランプ、低圧水銀 ランプ、ハロゲンランプおよびエキシマランプ力 選ばれた一つを線源とする紫外線 である光学素子。
[5] 請求項 4において、線源の少なくとも一つがエキシマランプであり、該エキシマラン プがアルゴン、クリプトンもしくはキセノン、またはアルゴン、クリプトンもしくはキセノン を主成分とするガスを封入した誘電体バリア放電ランプである光学素子。
[6] 請求項 2において、エネルギー線照射時における前記偏光膜表面および Zまたは 保護フィルム表面が、大気、水素、酸素、窒素、オゾン、過酸化水素、水蒸気、二酸 化炭素、一酸化炭素、アンモニア、一酸化窒素、二酸化窒素、不活性ガスおよび低 沸点の有機化合物力 選択される少なくとも 1つ以上のガスもしくはそれらの混合ガ スと接触している光学素子。
[7] 液晶表示装置の液晶セルに装着される請求項 1に記載の光学素子であって、前記 偏光膜の両面に前記保護フィルムが積層されている場合の液晶セル側の保護フィル ム、または前記偏光膜の片面に前記保護フィルムが積層されて ヽる場合の保護フィ ルムが積層されて!ヽな ヽ側の偏光膜に、位相差板が接着剤層または粘着剤層を介 さずに直接積層されており、該位相差板がトリァセチルセルロース、ポリカーボネート 、ポリビニノレアルコール、ポリビュルブチラール、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロ ピレン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、 (メタ)アタリレート系榭脂 、脂環式ポリオレフイン榭脂および脂環式アクリル榭脂より選ばれる一種力 なる位相 差板付きの光学素子。
[8] 請求項 7にお 、て、前記位相差板と偏光膜及び Zまたは保護フィルムとの互いに 接する面が、 5eV以上のエネルギーを有するエネルギー線により表面処理されてい る光学素子。
[9] 請求項 8にお 、て、前記エネルギー線が紫外線、電子線およびイオン線から選ば れた一つである光学素子。
[10] 請求項 9にお 、て、エネルギー線がエキシマレーザー、高圧水銀ランプ、低圧水銀 ランプ、ハロゲンランプおよびエキシマランプ力 選ばれた一つを線源とする紫外線 である光学素子。
[11] 請求項 10において、前記線源の少なくとも一つがエキシマランプであり、該エキシ マランプがアルゴン、クリプトンもしくはキセノン、またはアルゴン、クリプトンもしくはキ セノンを主成分とするガスを封入した誘電体バリア放電ランプである光学素子。
[12] 請求項 1にお 、て、観察者側の保護フィルム表面に防眩処理および Zまたは反射 防止処理が施されて!/ヽる光学素子。
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