JP4000297B2 - 偏光板用アクリル系接着剤組成物及びこれを利用した偏光板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板用アクリル系感圧接着剤組成物及びこれを使用して製造された偏光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示板を製造するためには基本的に液晶を含んでいる液晶セルと偏光板が必要であるが、これを合体するためには適切な感圧接着剤（pressure−sensitive adhesive。以下、ＰＳＡという。）層が用いられる必要がある。また、液晶表示板の機能を向上させるために、位相差板、広視野角補償板または輝度向上フィルムなどを付加的に偏光板に付着して用いることができる。
【０００３】
液晶表示板は、１）ガラス板２枚間に適当に配列されていて、その中にカラーフィルターと透明電極層とを構成している液晶層、及び２）必要に応じて位相差板、更には適当な接着剤又はＰＳＡ層によってガラス板上に積層されているその他の機能性フィルムを有する偏向板の２つの成分を主要成分とする。偏光板は、ポリビニルアルコール（Polyvinyl Alcohol）系分子鎖を延伸して、一定の方向に配列されたヨード系化合物または２色性偏光物質（二塩化物系偏光物質）を含む構造であるか、またはポリビニルアルコールフィルムの加水分解反応またはポリ塩化ビニル（Polyvinyl Chloride、PVC）フィルムの脱塩酸反応によって得られるポリエン（polyene）を形成した構造であり、一般的にこれら偏光素子を保護するために、少なくともある一側に保護フィルム、例えばトリアセチルセルロース（Triacetyl Cellulose、TAC）フィルムを使用して多層形状に構成されているのが一般的である。更に、偏光板は、異方性分子配列を有する位相差フィルムや液晶形フィルム等の広視野角補償フィルムや輝度向上フィルムを付加的に有することもできる。
【０００４】
ここで言及された各フィルムは互いに異なる分子構造及び組成を有している材料で形成されるため、各々互いに相異した物理的、化学的、光学的特性を有している。特に、液晶表示板を長期間使用する場合に現れる材料のエイジング（aging）によって分子構造の経時変化が起こるようになる。例えば、１）温度変化による材料の線膨脹係数に差があると、温度変化によるフィルムとフィルムの間の持続的な変形応力の発生をもたらし、２）既存の分子配列を有する材料が長時間経過後に受ける応力緩和作用による変形などが現れ、偏向板の分子的性質が変化して液晶表示素子からの光漏れなどを起こす。
【０００５】
前記光漏れ現象を改善するための一つの方法として、長時間使用時に偏光板の収縮現象による応力を減少させることが必要であるが、ガラス基板上の偏光板とＰＳＡは、高温・高湿下における伸縮において異なる寸法安定性（dimensional stability）を有しているため、互いに異なる物理的、化学的特性を有する物質を利用して加工した製品が付着された液晶パネルで発生する応力を除去することは非常に難しいことである。
【０００６】
米国特許第５,７９５,６５０号では、接着剤層に可塑剤を添加して、接着剤層（ＰＳＡ layer）と偏向板間の応力を緩和させる機能を付与してこれを解決しようとした。しかし、可塑剤の添加によっては光漏れ現象を大きく改善させることはできず、またその表面移行特性のため接着剤の性能を大きく低下させるのが問題点として現れ、起泡や剥離現象のような耐久性を満足させるには難しいという短所がある。また、接着剤の柔軟性が同時に増加するため、ナイフで製品を切断する場合は偏向板が可塑性成分により汚染されるという問題を抱いている。
【０００７】
また類似した方法として、日本特許公開公報平１０−２７９９０７号では、高分子量アクリル系ポリマーと分子量３０，０００未満の低分子量アクリル系ポリマーとを混合して、偏光板から発生する応力に対する緩和特性を付与することによって光漏れ現象を改善する方法を提案した。しかし、前記米国特許第５,７９５,６５０号の場合と同様に光漏れ現状の改善効果は微々たるものであり、長時間使用時は接着耐久性が大幅に減少し、切断特性が悪くなる短所が発見された。
【０００８】
一般に、ＰＳＡにはゴム系、アクリル系及びシリコン系などがあるが、この中でアクリル系ＰＳＡは様々な応用特性のため、高機能接着接着剤組成物の製造に最も広く用いられている。一般的なアクリル系接着剤は、主に常温で少し軽い圧力を加えれば優れた接着特性を示すが、これは接着剤を構成するポリマー分子が流動特性を有していて、圧力に敏感に作用して被着物に接着することを利用したものである。アクリル系ＰＳＡは通常１００〜３０００ｇｍ/ｉｎの接着力を示す。また、耐久信頼性を付与するためにはアクリル系ＰＳＡの構成成分、分子量分布、架橋密度などのような適切な分子構造特性が必要になるが、このために製造された接着剤は通常高い粘着力を必要とする。したがって、このように製造された接着層を使用して偏光板を製造すると、液晶パネルに付着されて長時間使用によって現れる偏光板収縮作用により応力が作用し、これを解消するためには接着剤層の応力緩和機能を付与することが必要となる。
【０００９】
しかし、一般に応力緩和機能を有するアクリル系ＰＳＡはあまりにも柔軟性が良いため、長時間使用時や高温多湿状態で発生する応力により起泡が発生したり剥離するという、液晶表示機能に致命的な問題点を抱いている。また、柔軟性の高い接着層を用いると、偏光板接着剤品を精密に切断する時に接着剤が伸びやすく製品が汚染される等の問題点を有している。
【００１０】
したがって、接着耐久性、切断性などの偏光板製品の主要特性をほとんど変化させずに光漏れ現象を改善させることができる偏光板用接着剤、及びこれを利用した偏光板が要求されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような問題点を解決するために本発明は、既存接着剤の接着耐久性、切断性などの主要特性を変化させずに光漏れ現象を大幅に改善することができる偏光板用アクリル系ＰＳＡ組成物を提供することをその目的とする。
また本発明は、前記接着剤組成物で製造された偏光板を提供することをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、正の光弾性係数を有する成分を含む偏光用アクリル系ＰＳＡ組成物及びこれを利用して製造された偏光板を提供する。
本発明は、以下の事項［１］〜［８］をその要旨としている。
［１］ 偏光板用アクリル系感圧接着剤（ＰＳＡ）が、
ａ）架橋構造を形成するアクリル系共重合体１００重量部に対して；
ｂ）下記の化学式１で表される芳香族化合物を０．０１乃至３０重量部で反応してなることを特徴とする偏向板用アクリル系感圧接着剤。
【化１】

前記化学式１で、Ｘ及びＹ、そしてＲ₁及びＲ₂は１〜２０個の炭素数を有するアルキル、１〜２０個の炭素数を有するアルコキシ、６〜２０個の炭素数を有するアリール、そして水素、シアン基、塩素、臭素、ヒドロキシ、ジメチルアミン、及びクミルの中から選択される置換基であり；
Ａ−Ｂは、コア構造としての−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−Ｃ（Ｒ₁）−ＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｓ−、−ＳＯ₂−、−φ（Ｒ₁）−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−ＣＨ＝ＣＨ−であるか、
またはナフタレンやアントラセンのコア構造を有するものであるか、またはＡ−Ｂなしで前記コア構造が直接連結されており；
ａが１乃至３の整数であればｂは０乃至３の整数であり、ａが０であればｂは１乃至３の整数である。
［２］ 前記芳香族化合物は、ビフェニル、トランススチルベン、アゾベンゼン、ｐ−テルフェニル、ｍ−テルフェニル、クミルフェニルベンゾエート、ジフェニルアセチレン、４−エチルビフェニル、４'−ペンチル−４−ビフェニルカルボニトリル、４−ビフェニルカルボニトリル、４'−ペンチルビフェニル、４'−ペントキシ−４−ビフェニルカルボニトリル、４' −ヘキシル−４−ビフェニルカルボニトリル、４'−オクチル−４−ビフェニルカルボニトリル、トランス−４−オクチル−４'−エトキシスチルベン、ナフタレン、アントラセン、４'−メトキシベンジリデンアミノスチルベン、４'−メトキシベンジリデンアミノアゾベンゼン及びこれらの混合物からなる群より選択される、上記［１］に記載の偏向板用アクリル系感圧接着剤。
［３］ 前記接着剤が、ｃ）多官能性架橋剤化合物を前記アクリル系共重合体１００重量部に対して０．０１乃至１０重量部をさらに含有してなる、［１］〜［２］の何れかに記載の偏向板用アクリル系感圧接着剤。
［４］ 前記接着剤の架橋密度が１乃至９５％であることを特徴とする、［１］〜［３］の何れかに記載の偏向板用アクリル系感圧接着剤。
［５］ 上記［１］〜［４］の何れかに記載の偏光板用アクリル系感圧接着剤を使用した偏光板。
［６］ 正の光弾性係数を有する偏光素子保護フィルムを含有している、［５］に記載の偏光板。
［７］ 前記偏光素子保護フィルムはトリアセチルセルロースを含むものである、［６］に記載の偏光板。
［８］ 位相差板、広視野角補償フィルム及び輝度向上フィルムからなる群より選択された１種以上がさらに含有された、［５］に記載の偏光板。
【００１３】
【発明の具体的説明】
下記に示す本発明の具体的説明は、発明の実施のために本発明者によって企図されたベストモードの例示である。本発明は、本発明から出発して多様な観点から変形可能である。従って、本発明において、以下の図や記述は、全く例示とみなされるべきであり、限定的に解すべきでない。
【００１４】
本発明は、正の光弾性係数を有する成分を含む偏光用アクリル系ＰＳＡ組成物およびこれを利用して製造された偏光板を提供するものである。
液晶表示装置を長時間使用すると、液晶表示板に付着された偏光板が収縮して発生する応力により、偏光板を構成している各々の構成層で発生する予期しない複屈折現象（unexpected birefringence phenomenon）、つまり光漏れ現象が発生する。本発明者は前記光漏れ現象を根源的に改善するために、偏光板、液晶パネル、接着剤などの諸般要素を検討した。その結果、光漏れ現象が、互いに相異した基材の接合過程で発生する応力によって各々の層間で発生した複合的な複屈折問題から引き起こされることを発見した。前記光漏れ現象を改善するための方案として、相応する応力が作用する接着層の光学特性を調節して補償することに着眼し、接着剤層に複屈折現象を相殺させることのできる成分を含ませることによって前記問題点を解決した。
【００１５】
ＰＳＡ層は高温における強い接着力を必要とするが、このために適度に架橋された粘弾性体（viscoelastic material）が使用できる。したがって、架橋ＰＳＡは分子構造中に部分的な架橋構造を含んでいる場合がほとんどであるため、与えられた応力下で応力が十分に緩和されず、高分子主鎖が特定方向に応力を受ける部分が生じる。ここでＰＳＡはゴムまたは弾性体と同一な特性を示すが、ＰＳＡを構成するポリマー主鎖は応力を受ける方向に配列されるようになる。したがってこの場合、一般的に物質は正または負の複屈折を形成するが、ＴＡＣ（triacetyl cellulose）保護フィルム層は正の光弾性係数を示し、大部分のアクリル系ＰＳＡの架橋した線状分子構造は負の光弾性係数（stress optical coefficient）を示すようになる。
【００１６】
本発明の感圧接着剤は、応力が作用しない場合には光学的に方向性を有しない等方性（isotropic）を示して液晶表示装置の表示機能を変化させず、偏向板の収縮によって応力が作用している場合にだけ複屈折補償作用を示して光漏れをなくす特徴を有していて、非常に効果的な光補償特性を示す。
また、本発明のＰＳＡ及びこれを適用した偏光板は、従来に一般的に使用していたＰＳＡの製造工程及び偏光板の製造概念を大きく変更する必要はないことがまた一つの大きな長所である。
【００１７】
本発明は、偏光板用アクリル系ＰＳＡ組成物において、正の光弾性係数を有する成分を含むＰＳＡ組成物に関するものである。
前記偏光板用アクリル系ＰＳＡ組成物は、ａ）架橋構造を形成するアクリル系共重合体（成分（ａ）とも言う。）１００重量部に対して、ｂ）正の光弾性係数を有する成分（成分（ｂ）とも言う。）を０．０１乃至３０重量部を含むことを特徴とする。
本発明の偏光板用アクリル系感圧接着剤は、前記偏光板用アクリル系ＰＳＡ組成物中のアクリル系共重合体（ａ）に前記化学式１で表される芳香族化合物（ｂ）を共重合して得られるが、この際に成分（ｂ）として、成分（ａ）とブレンディング（混合）して使用できる正の光弾性係数を示す物質は多様なものがあるが、代表的には、軸方向に非対称分子構造を有する成分が好ましい。
【００１８】
しかし、本発明ではＰＳＡの性能をほとんどそのまま維持することが必要であるため、ｂ）の成分は少量を使用することを目的とする。このために軸方向に非対称構造を有する単量体を使用する。したがって、ＰＳＡ樹脂に正の光弾性係数を有する物質を適切な濃度に共重合して主鎖から枝を形成する側鎖構造で形成したりすることによって容易に製造することができ、これらによって作られた偏光板用アクリル系感圧接着剤（接着剤）は接着剤コーティング及び積層過程で使用していた従来のＰＳＡとほとんど同一な性能を示し、非常に安定した接着層を得られることが特徴である。
【００１９】
本発明においてｂ）の成分は非対称性分子構造を有し、長軸方向に正の光弾性係数を有する化合物のうちの単独または２種類以上の混合物であり得る。本発明で使用した正の光弾性係数値を有する物質は、また、アクリル系ＰＳＡとの相溶性が優れており、ＰＳＡのガラス転移温度変化を最小化する。成分ｂ）はＰＳＡ成分との相溶性を考慮して選択した後、適切な量を添加して用いることができる。
【００２０】
成分ｂ）はＰＳＡ内部に単独または２種類以上の混合物として用いられることができるが、ＰＳＡ内部に均一に分布した時の正の光弾性係数を示す成分である。特に、応力の作用下で接着剤の主鎖が特定の方向に配列された場合、成分ｂ）は主鎖（main chain）方向に配列されてＰＳＡ層の複屈折率特性を変化させる物質である。特に、複合フィルム層が応力の作用下で任意の複屈折率を示す時に成分ｂ）によって各フィルム層の複屈折率が補償されることを特徴とする。本発明では、前記ｂ）成分をより少量を使用しながらも償却効果を示すために、大きな複屈折率を有する物質を用いるのが好ましい。ここで軸方向に非柔軟性及び非対称性分子構造を有する物質が用いられる理由は、加えられた応力に応じて、また接着剤の変形に応じて効果的に配向されることができるという特徴があるからである。つまり、強い非等方性分子構造を有する非柔軟性、非等方性分子の分子配列状態が加えられた応力下で接着剤の主鎖方向に容易に変化し、強い正の複屈折を示すことを発見し、これによって保護フィルム層と接着剤層など偏光板の構成層で発生する複合的な複屈折現象を効果的に調節することができるようになる。
【００２１】
また、その成分が低分子量物質である場合はＰＳＡの弾性及び復原特性を向上させることができるので、前記正の光弾性係数を有する成分が２、０００未満の分子量を有する物質であるのが好ましい。
前記正の光弾性係数を有する成分が芳香族（aromatic）化合物または脂環式（alicyclic）化合物であることができ、また、芳香族化合物は芳香族環の置換体の有無または種類によって、芳香族結晶性化合物、コレステリック系化合物及びスメクチック系化合物などのような芳香族液晶性化合物に区分されることができる。
【００２２】
前記正の光弾性係数を示す物質の代表的な例として芳香族化合物が挙げられるが、下記の化学式を有する化合物１が好ましい。
【００２３】
【化２】

【００２４】
前記式で、Ｘ及びＹ、そしてＲ₁及びＲ₂は１〜２０個の炭素数を有するアルキル、１〜２０個の炭素数を有するアルコキシ、６〜２０個の炭素数を有するアリール、そして水素、シアン基、塩素、臭素、ヒドロキシ、ジメチルアミン、及びクミルの中から選択される置換基であり；
Ａ−Ｂは、コア構造としての（コア構造を連結する）
−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−Ｃ（Ｒ₁）−ＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｓ−、−ＳＯ₂−、−φ（Ｒ₁）−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−ＣＨ＝ＣＨ−、またはナフタレンやアントラセンのコア構造を有するか、
またはＡ−Ｂなしで前記コア構造が直接連結され；
ａが１乃至３の整数であればｂは０乃至３の整数であり、ａが０であればｂは１乃至３の整数である。
【００２５】
前記芳香族化合物は、ビフェニル、トランススチルベン、アゾベンゼン、ｐ−テルフェニル、ｍ−テルフェニル、クミルフェニルベンゾエート、ジフェニルアセチレン、４−エチルビフェニル、４'−ペンチル−４−ビフェニルカルボニトリル、４−ビフェニルカルボニトリル、４'−ペンチルビフェニル、４'−ペントキシ−４−ビフェニルカルボニトリル、４' −ヘキシル−４−ビフェニルカルボニトリル、４'−オクチル−４−ビフェニルカルボニトリル、トランス−４−オクチル−４'−エトキシスチルベン、ナフタレン、アントラセン、４'−メトキシベンジリデンアミノスチルベン、４'−メトキシベンジリデンアミノアゾベンゼン及びこれらの混合物からなる群より選択されるが、これに限られるわけではない。
【００２６】
また、前記正の光弾性係数を有する芳香族化合物はＸやＹの置換体がない場合や小さい場合には、主に結晶性物質としてトランススチルベン、テルフェニル、ジフェニルアセチレンまたはビフェニルなどを例に挙げることができる。ＸやＹの誘導体が適切な極性/非極性の組み合わせを有したりキラルグループを含む場合は、Ｘ又はＹの誘導体を有する物質としてはスメクチック系またはコレステリック系液晶化合物があり、また芳香族化合物と脂環式化合物もよく知られている

【００２７】
本発明の接着剤組成物において、成分ｂ）に要求される特性は化合物の液晶性及び結晶性の可否にあるのではなく、前記物質を利用した接着剤組成物の光弾性係数値が正数とならなければならないことである。したがって、正の光弾性係数値を有する成分を提供するためには、化合物の分子構造的な側面と組成物の相溶性が主要因子になり、このような特性を満たす化合物は全て本発明の成分ｂ）に使用可能であり、特に、前記で例に挙げた芳香族化合物または脂環式化合物が使用可能である。つまり、分子構造上非対称電子構造（anisotropy）を有する成分であれば、物性の均衡によって制限なしで本発明の成分ｂ）として用いられることができる。
【００２８】
成分ｂ）の含量は複屈折特性、及び粘着または接着物性を考慮して多様に選択されることができる。接着剤の基本物性を保有するためには、使用量を０.００１乃至４０重量部、さらに好ましくは０.０１乃至３０重量部、最も好ましくは０.０５乃至２５重量部の範囲で用いることができる。前記成分はＰＳＡと従来法によってブレンディング（混合）して用いることができる。また、前記成分をＰＳＡ内に多層構造として含めることもできる。
【００２９】
前記ａ）アクリル系共重合体は、分子量２００，０００（２０万）乃至２，０００，０００（２００万）、好ましくは６００，０００（６０万）乃至１，５００，０００（１５０万）の範囲の値を有し、ｉ）炭素数１乃至１２、好ましくは炭素数が２〜８であるアルキルエステルを含んでなる（メタ）アクリル酸エステル単量体７５乃至９９.８９重量％、及びｉｉ）架橋剤に対して反応性を有する官能性単量体を含む。（メタ）アクリル酸エステル単量体は、アクリル系共重合体重量の７５乃至９９.８９重量％、より好ましくは８０乃至９８重量％が効果的である。
【００３０】
前記アルキル（メタ）アクリレートはアルキル基が長鎖形態になると接着剤の粘着力が低くなるため、高温下で粘着力を維持するためにはアルキル基の炭素数が２〜８の範囲で選択するのが良い。前記アルキル（メタ）アクリレートが過度に用いられる場合は粘着力が低下する。７５重量％未満である場合は接着剤の初期粘着特性が劣り、生産コストが上昇する要因となる。
【００３１】
前記アクリル系共重合体は、溶液重合法、光重合法、バルク重合法、サスペンション重合法またはエマルジョン重合法によって製造できる。特に、本発明におけるアクリル系重合体は溶液重合するのが好ましいが、重合温度は５０〜１４０℃が好ましく、単量体が均一に混合された状態で重合開始剤を添加するのが好ましい。ＰＳＡの特性のうちの最も重要であるのは粘弾性であるが、それは高分子鎖の分子量及び分子量分布、及び分枝構造の存在量に依存する。この中でも主に分子量及び分子量分布が粘着性にとって重要であることが知られている。本発明に用いられたアクリル系共重合体の分子量は粘着特性及びコーティング性などを考慮して２００，０００〜２，０００，０００程度が好ましく、６００，０００乃至１，５００，０００の範囲がさらに好ましく、一般によく知られたラジカル共重合過程によって製造することができる。
【００３２】
前記アクリル系共重合体の単量体成分である（メタ）アクリル酸単量体は、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート及びこれらの混合物を含むが、これに限られるわけではない。また、ＰＳＡのガラス転移温度を調節する目的及びその他の機能特性を付与するためにアクリル系共重合体の共重合工程中に共重合単量体を使用することができるが、例えば、アクリロニトリル、グリシジル（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、スチレンなどのビニル系モノマーを単独または混合して用いることができる。それ以外にも本発明の目的を達成する範囲内でいろいろな形態のアクリル系またはビニル系モノマー誘導体を用いることができる。
【００３３】
前記ｉｉ）の官能性単量体は、α、β不飽和カルボン酸単量体０．１乃至２０重量％、または水酸基を含む重合性単量体０．０１乃至５重量％を単独または混合して使用可能である。α、β不飽和カルボン酸単量体は、さらに好ましくは０．５乃至１５重量％を用いるのが良い。この成分は接着強度または粘着力を付与する成分である。これを０.１重量％未満使用すると接着力向上効果が低下し、２０重量％を超えて使用すると粘着力上昇によって流動特性が減少し、したがって接着力が低下する。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二重体、イタコン酸、マレイン酸、マレイン酸無水物及びこれらの混合物などがこれに含まれるが、これに限られるわけではない。
【００３４】
水酸基を含む官能性単量体は、単独でまたは架橋剤と反応して高温時にＰＳＡの粘着力破壊が起こらないように化学結合による粘着力を付与する成分であり、０．０１乃至５重量％を使用する。これを０．０１重量％未満使用すると高温時に粘着力破壊が起こりやすく、５重量％超過して使用すると高温流動特性が減少するようになる。官能性単量対は２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート及びこれらの混合物を含むが、これに限られるわけではない。それ以外にも本発明の目的に合致する限りは水酸基を含むビニル系単量体等を全て用いることができる。前記例示された成分は必要に応じて単独または混合して用いることができる。
【００３５】
α、β不飽和カルボン酸単量体及び水酸基を含む官能性単量体は接着力と粘着力、及び架橋構造を形成する機能を果たすが、ＰＳＡの架橋構造や粘着力が形成されていれば、使用しなくても本発明の主要目的である複屈折率相殺作用を可能にすることができる。しかし、水酸基を含む官能性単量体を使用することによって粘着耐久性及び複屈折相殺作用がより安定に具現されることができる。
【００３６】
本発明の目的に合致する限り、α，β−不飽和カルボン酸単量体及び水酸基を含む官能性単量体は他の官能性単量体に変更されることができる。例えば、架橋構造を形成するために多官能性エポキシ系化合物とカルボン酸の官能基との反応を利用する方法、または多官能性アジリジン系化合物とカルボン酸の官能基との反応を利用する方法、またはＵＶ硬化剤を使用する方法など、公知の方法を多様に適用することができる。また、接着力の形成のために、前記α，β−不飽和カルボン酸単量体以外にも基材との表面エネルギーを考慮して極性（polar）の物質を用いることができる。前記官能性単量体化合物は架橋構造を形成することによってＰＳＡの粘着力を維持させ、接着信頼性を向上させる役割を果たす。
【００３７】
本発明の一例において前記偏光板用アクリル系ＰＳＡ組成物は、ａ）架橋構造を形成するアクリル系共重合体１００重量部に対して、ｂ）正の光弾性係数を有する成分を０．０１乃至３０重量部、及びｃ）多官能性架橋化合物を前記アクリル系共重合体１００重量部に対して０．０１乃至１０重量部を含有することができる。
【００３８】
また、前記ｃ）成分は、本発明では架橋構造を形成することによって応力下で主鎖及び側鎖構造を配向させる役割を果たし、弾性体としてのＰＳＡではゴム弾性効果によって主鎖及び側鎖の配向を補助する役割を果たす。
前記多官能性架橋剤化合物は、イソシアネート架橋剤、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤または金属キレート系架橋剤を含む。前記イソシアネート系架橋剤は、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びそれらのメチロール付加物などを含むが、これに限定されない。ここで成分ｃ）は架橋構造を提供して本発明の効果をさらに確実にし、水酸基を有する官能性物質と共に組み合わせて多様に選択することができる。
【００３９】
前記多官能性架橋剤は、接着層の形成のために実施する混合過程では架橋剤の官能基架橋反応がほとんど起こらないので、均一なコーティング作業ができる。また、コーティング作業の後に乾燥及び熟成過程を経て架橋構造が形成され、弾性があると共に粘着力の強いＰＳＡ層を得ることができる。この時、ＰＳＡの強い粘着力によって接着剤品の耐久信頼性及び切断作業性（cuttability）が向上する。また、ＵＶまたはＥＢなどを利用する公知の架橋方法も使用可能である。したがって、これら成分ｂ）とｃ）により、ＰＳＡの粘着物性、高温多湿での耐久信頼性及び切断性が損傷されず、応力下で複合的な光漏れ問題も効果的に改善することができるようになる。
【００４０】
本発明によるＰＳＡ組成物は、光補償特性及び最適の物的均衡を考慮すれば、架橋密度が１乃至９５重量％であり、好ましくは３０〜９０重量％、さらに好ましくは４０〜８０重量％である。前記で言及された架橋密度は、一般に知られているアクリル系ＰＳＡのゲル含量測定法により、溶媒に溶解されない架橋構造を形成した部分の量を重量％にした数値を言う。
【００４１】
それ以外にもＰＳＡの性能を調節するために粘着性付与樹脂を添加することができるが、これは１乃至１００重量部の範囲で用いることができる。前記成分を過剰に用いるとＰＳＡの粘着力を減少させる虞があるので注意して適切に添加しなければならない。前記粘着性付与樹脂の例としては、（水添）ヒドロカーボン系樹脂、（水添）ロジン樹脂、（水添）ロジンエステル樹脂、（水添）テルペン樹脂、（水添）テルペンフェノル樹脂、重合ロジン樹脂、重合ロジンエステル樹脂などを用いることができるが、これらは単独または２種以上混合して用いることができる。この他にも特定の目的のために、エポキシレジン及び架橋剤などを混合して使用することができ、シラン系カップリング剤、可塑剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、調色制、補強剤、充填剤などを一般的な目的に応じて適切に添加して用いることができる。
【００４２】
本発明のＰＳＡ組成物は、ランダム共重合方法、グラフト共重合方法、ブロック共重合方法のような多様な重合方法によって製造することができる。また、本発明のＰＳＡ組成物は、従来の適切な光重合開始剤を選定して光重合方法によって製造することもできる。
また、本発明はここで例に挙げたＰＳＡにだけ限定されるわけではなく、いろいろな形態のシリコン系、ゴム系、ウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系などのＰＳＡ、接着剤、加熱活性ＰＳＡ、ＵＶ硬化型接着剤または接着剤、ホットメルト接着剤など光学的に用いられる諸般粘着、接着素材に制限なく適用することができる特徴を有している。つまり、本発明は次に言及されるアクリル系接着剤の実施例だけに限定されず、光漏れ現象のような複屈折の補償を必要とする諸般光学素材の接合に用いられるいろいろな類型の接着剤、接着剤などに制限せず使用されることができる。
【００４３】
本発明は前記偏光板用ＰＳＡ組成物を使用した偏光板に関するものである。
本発明の偏光板は、偏光フィルムの一側面に前記接着剤から形成されるＰＳＡ層を含む。本発明で用いられる偏光フィルムまたは偏光素子は従来の公知のものでも使用可能である。例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール及びエチレン、酢酸ビニル共重合体などのポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムにヨードまたは２色性染料などの偏光成分を含有させて延伸することにより得られたフィルムに、トリアセチルセルロースなどのセルロース系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルホン系フィルムなどの保護フィルムが積層された多層フィルムなどを用いることができる。
【００４４】
このような偏光フィルムにＰＳＡ層を形成する方法は特別の制限はなく、この偏光フィルム表面に直接バーコーターなどを使用して前記ＰＳＡを塗布して乾燥させる方法、または前記ＰＳＡを一応剥離性基材表面に塗布して乾燥させた後、この剥離性基材表面に形成されたＰＳＡ層を偏光フィルム表面に転写し、続いて熟成させる方法を採用することもできる。
【００４５】
本発明の偏光板に用いられる保護フィルムは正の光弾性係数のものを用いるのが好ましく、特に、トリアセチルセルロースからなるものがさらに好ましい。保護フィルムの種類及び製造法は、当業界の技術者に知られている全ての方法を用いることができる。
このようなＰＳＡ層が偏光フィルムの少なくとも一側面に形成されており、本発明で偏光フィルムの両面に前記ＰＳＡ層を形成することもできる。また、本発明の偏光板には保護層、反射層、眩光防止層、位相差板、広視野角補償フィルム、または輝度向上フィルムなど追加機能を提供する層が積層されていることもできる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を下記の実施例及び比較例に基づいてより具体的に説明する。しかし、これらの例は本発明を例示するためのものであって、本発明がこれに限られるわけではない。また、別途の言及がない限り含量は重量部で表記する。
【００４７】
【実施例】
本発明で用いられた物質の略語は下記の通りである。
ｎ−ＢＡ：ブチルアクリレート
ＭＡ：メチルアクリレート
ＡＡ：アクリル酸
２−ＨＥＭＡ：ヒドロキシエチルメタクリレート
ＡＩＢＮ：アゾビスイソブチロニトリル
ＥＡ（ＥＡｃ）：酢酸エチル
ＬＣ−１：液晶−１
【００４８】
【化３】

【００４９】
【実施例１】
共重合体の製造
窒素ガスが還流され温度調節が容易になるように冷却装置を設置した１０００ｃｃ反応器に、ｎ−ブチルアクリレート（ＢＡ）９４.５重量部、アクリル酸（ＡＡ）５重量部、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（２−ＨＥＭＡ）０.５重量部で構成される単量体の混合物を投入した。そして、溶剤として酢酸エチル（ＥＡ）１００重量部を投入した。次に、酸素を系外に除去するために窒素ガスで２０分間パージングし、６５℃に維持して均一にした後、反応開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．０３重量部を５０％濃度に酢酸エチルに希釈して投入し、１０時間反応させて最終アクリル系ポリマー（ＰＡ−１）を得た。前記アクリル系ポリマーの分子量は、ポリスチレン標準サンプルを利用して測定したところ、６００，０００（６０万）乃至１，０００，０００（１００万）の範囲の値を有していた。前記のようにして得られたアクリル系ポリマーを次の表１に示した。
【００５０】
ＰＳＡ層の製造過程
前記共重合過程によって得られたアクリル系ポリマー溶液（約５０％固形分）１００重量部に対してＬＣ−１の３重量部を添加した後、よく混合した。次に、イソシアネート系架橋剤であるトリメチルオールプロパンのトリレンジイソシアネート付加物（ＴＤＩ−１）１.２重量部を各々酢酸エチル溶液に１０重量％に希釈して投入し、コーティング性を考慮して適切な濃度に希釈して均一に混合した後、離型紙にコーティングして乾燥して３０ミクロンの均一なＰＳＡ層を得た。
【００５１】
積層過程
前記のように得られた接着層を、ラミネータを用いて厚さ１８５ミクロンのヨード系偏光板に積層加工した。得られた偏光板を適切な大きさに切断して評価に使用した。製造された偏向板の特性を評価するために、次のような試験項目を検討した。
【００５２】
< 偏光板の評価試験 >
耐久信頼性
前記製造されたＰＳＡがコーティングされた偏光板（９０ｍｍ×１７０ｍｍ）を、ガラス基板（１１０ｍｍ×１９０ｍｍ×０.７ｍｍ）に両面に光学吸収軸がクロスされた状態で付着させた。この時加わった圧力は約５ｋｇ/ｃｍ²であり、起泡や汚染が生じないようにクリーンルーム作業を行った。この試片の耐湿熱特性を把握するために、６０℃、９０％の相対湿度の条件下で１０００時間放置した後、起泡や剥離が発生したか否かを観察した。耐熱特性は、８０℃で１０００時間放置した後、起泡や剥離が発生したか否かを観察した。試片の状態を評価する直前に常温で２４時間放置した後に実施した。信頼性に対する評価基準は次の通りである。
【００５３】
Ｏ：起泡や剥離現象無し
△：起泡や剥離現象多少有り
Ｘ：起泡や剥離現象有り
光透過均一性（光透過性）
前記と同一な試片を使用して光透過度の均一性を調べるために、バックライトを利用して暗室で光が漏れる部分があるか否かを観察した。光透過均一を実験する方法としては、コーティングされた偏光板（９０ｍｍ×１７０ｍｍ）をガラス基板（１１０ｍｍ×１９０ｍｍ×０.７ｍｍ）に付着して観察する実験方法Ａと、コーティングされた偏光板（１３０ｍｍ×２４０ｍｍ）をガラス基板（１５０ｍｍ×２６０ｍｍ×０.７ｍｍ）に付着して観察する実験方法Ｂを採択した。
【００５４】
光透過性の均一性は、次のような基準で評価した。
Ｏ：光透過性の不均一現象を肉眼で判断し光漏れがなかった
△：光透過性の不均一現象多少有り
×：光透過性の不均一現象有り、光漏れがあった
切断性
前記のＰＳＡが適用された偏光板を、トムソンカッターを利用して切断性を試験した。粘着層の切られた断面を観察し、次のような基準で評価した。
【００５５】
Ｏ：切断面の接着剤残留物及び接着剤の放出程度が良好である（０.２ｍｍ未満）。
△：切断面の接着剤残留物及び接着剤の放出程度が多少不良（０.２ｍｍ〜０.５ｍｍ）である。
×：切断面の接着剤残留物及び接着剤の放出程度が多い（０.５ｍｍ以上）。
【００５６】
【実施例２−５】
前記実施例１を基準にして、ＬＣ−１、ＬＣ−２の含量比率に対する効果を観察するために、表２の通りに組成を変化させたことを除いては実施例１と同様な方法で試験した。
【００５７】
【実施例６−８】
前記実施例１を基準にして、ＬＣ−１、ＬＣ−２の含量比率に対する効果を観察するために、表３の通りに組成を変化させたことを除いては実施例１と同様な方法で試験した。
【００５８】
【実施例９−１０】
前記実施例１を基準にして、Ｃ−１、Ｃ−２に対する効果を観察するために、表３の通りに組成を変化させたことを除いては実施例１と同様な方法で試験した。
【００５９】
【比較例１−２】
前記で言及された実施例１を基準にして、ポリアクリレート重合体組成及び架橋構造と、ＬＣ−１、ＬＣ−２を添加しなかった場合の効果とを観察するために、接着剤の重合組成を変化させたことを除いては実施例１と同一に実施した。
【００６０】
【比較例３】
前記実施例１を基準にして、ポリアクリレート重合体組成及びＣ−１の含量を変化させたことを除いては実施例１と同一に実施した。なお、前記のように得られたアクリル系ＰＳＡの組成及び各実施例並びに比較例の試験結果を、表２及び表３に示した。
【００６１】
【表１】

【００６２】
【表２】

【００６３】
【表３】

【００６４】
【発明の効果】
前記のように本発明のＰＳＡ組成物は、耐久信頼性及び切断性のような主要な接着特性はほとんど変化させず、長時間または高温多湿の条件下で発生する応力状態で複屈折補償効果を利用して、光漏れ現象を大幅に改善させることができる。
【００６５】
本発明は、正の光弾性係数を有する成分を含む偏光板用アクリル系ＰＳＡ組成物及びこれを適用して製造された偏光板を提供して、偏光板の収縮によって発生する応力によって各々の構成層で発生する複合的な複屈折現象を減少させ、液晶表示板の光漏れ現象を改善させる効果がある。

Claims (8)

1. 偏光板用アクリル系感圧接着剤（ＰＳＡ）が、
   ａ）架橋構造を形成するアクリル系共重合体１００重量部に対して；
   ｂ）下記の化学式１で表される芳香族化合物を０．０１乃至３０重量部で反応してなることを特徴とする偏向板用アクリル系感圧接着剤。
   

   

   前記化学式１で、Ｘ及びＹ、そしてＲ₁及びＲ₂は１〜２０個の炭素数を有するアルキル、１〜２０個の炭素数を有するアルコキシ、６〜２０個の炭素数を有するアリール、そして水素、シアン基、塩素、臭素、ヒドロキシ、ジメチルアミン、及びクミルの中から選択される置換基であり；
   Ａ−Ｂは、コア構造としての−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−Ｃ（Ｒ₁）−ＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｓ−、−ＳＯ₂−、−φ（Ｒ₁）−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−φ（Ｒ₁）−φ（Ｒ₂）−ＣＨ＝ＣＨ−であるか、またはナフタレンやアントラセンのコア構造を有するものであるか、またはＡ−Ｂなしで前記コア構造が直接連結されており；
   ａが１乃至３の整数であればｂは０乃至３の整数であり、ａが０であればｂは１乃至３の整数である。
2. 前記芳香族化合物は、ビフェニル、トランススチルベン、アゾベンゼン、ｐ−テルフェニル、ｍ−テルフェニル、クミルフェニルベンゾエート、ジフェニルアセチレン、４−エチルビフェニル、４'−ペンチル−４−ビフェニルカルボニトリル、４−ビフェニルカルボニトリル、４'−ペンチルビフェニル、４'−ペントキシ−４−ビフェニルカルボニトリル、４' −ヘキシル−４−ビフェニルカルボニトリル、４'−オクチル−４−ビフェニルカルボニトリル、トランス−４−オクチル−４'−エトキシスチルベン、ナフタレン、アントラセン、４'−メトキシベンジリデンアミノスチルベン、４'−メトキシベンジリデンアミノアゾベンゼン及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の偏向板用アクリル系感圧接着剤。
3. 前記接着剤が、ｃ）多官能性架橋剤化合物を前記アクリル系共重合体１００重量部に対して０．０１乃至１０重量部をさらに含有してなる、請求項１〜２の何れかに記載の偏向板用アクリル系感圧接着剤。
4. 前記接着剤の架橋密度が１乃至９５％であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の偏向板用アクリル系感圧接着剤。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の偏光板用アクリル系感圧接着剤を使用した偏光板。
6. 正の光弾性係数を有する偏光素子保護フィルムを含有している、請求項５に記載の偏光板。
7. 前記偏光素子保護フィルムはトリアセチルセルロースを含むものである、請求項６に記載の偏光板。
8. 位相差板、広視野角補償フィルム及び輝度向上フィルムからなる群より選択された１種以上がさらに含有された、請求項５に記載の偏光板。