(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024081558
(43)【公開日】2024-06-18
(54)【発明の名称】位相差層付偏光板および画像表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20240611BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20240611BHJP
H10K 50/86 20230101ALI20240611BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20240611BHJP
【FI】
G02B5/30
H10K59/10
H10K50/86
G02F1/1335 510
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022199152
(22)【出願日】2022-12-14
(31)【優先権主張番号】P 2022195193
(32)【優先日】2022-12-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003845
【氏名又は名称】弁理士法人籾井特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】有賀 草平
【テーマコード(参考)】
2H149
2H291
3K107
【Fターム(参考)】
2H149AA02
2H149AA18
2H149AB02
2H149AB13
2H149BA02
2H149CA02
2H149DA02
2H149DA12
2H149DA24
2H149DA27
2H149DA33
2H149EA02
2H149EA06
2H149EA13
2H149EA19
2H149EA22
2H149FA02X
2H149FA03Y
2H149FA12Y
2H149FA13Y
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2H149FA26Y
2H149FA66
2H149FD05
2H149FD06
2H291FA22X
2H291FA22Z
2H291FA30X
2H291FA30Z
2H291FA94X
2H291FA94Z
2H291PA04
2H291PA07
2H291PA73
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC21
3K107CC32
3K107EE26
3K107FF06
(57)【要約】
【課題】耐久性に優れた位相差層付偏光板を提供すること。
【解決手段】偏光子を含む偏光板と、第一位相差層と、第一粘着剤層と、第二位相差層と、第二粘着剤層と、をこの順に有し、前記第一位相差層は、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示し、前記第二位相差層は、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示し、前記第一位相差層および前記第二位相差層は、樹脂フィルムで構成されている、位相差層付偏光板。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
偏光子を含む偏光板と、第一位相差層と、第一粘着剤層と、第二位相差層と、第二粘着剤層と、をこの順に有し、
前記第一位相差層は、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示し、
前記第二位相差層は、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示し、
前記第一位相差層および前記第二位相差層は、樹脂フィルムで構成されている、
位相差層付偏光板。
【請求項2】
前記偏光板は、前記偏光子と、前記偏光子の前記第一位相差層が配置された側と反対側のみに配置された保護層と、を含む、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
【請求項3】
前記第二位相差層は、Re(550)が120nm~170nmであり、
前記第二位相差層の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とのなす角度は、40°~50°または130°~140°である、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
【請求項4】
前記第一位相差層は、Rth(550)が-70nm~-165nmである、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
【請求項5】
前記第二位相差層を構成する樹脂フィルムは、ポリカーボネート系樹脂を含む、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
【請求項6】
有機EL表示装置に用いられる、請求項1に記載の位相差層付偏光板。
【請求項7】
請求項1から6のいずれかに記載の位相差層付偏光板を含む、画像表示装置。
【請求項8】
有機EL表示装置である、請求項7に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位相差層付偏光板および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、薄型ディスプレイの普及と共に、有機ELパネルを搭載したディスプレイ(有機EL表示装置)が提案されている。有機ELパネルは反射性の高い金属層を有するため、外光反射や背景の映り込み等の問題を生じやすい。そこで、円偏光板を視認側に設けることにより、これらの問題を防ぐことが知られている。一般的な円偏光板として、λ/4板として機能する位相差層を、その遅相軸が偏光子の吸収軸に対して約45°の角度をなすように積層したものが知られている。また、視野角補償の観点から、上記位相差層の偏光子と反対側にnz>nx=nyの屈折率特性を示す位相差層がさらに積層された位相差層付偏光板も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の位相差層付偏光板においては、高温下で色ムラが生じる場合があり、耐久性に向上の余地がある。本発明の主たる目的は、耐久性に優れた位相差層付偏光板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
[1]本発明の実施形態による位相差層付偏光板は、偏光子を含む偏光板と、第一位相差層と、第一粘着剤層と、第二位相差層と、第二粘着剤層と、をこの順に有し、上記第一位相差層は、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示し、上記第二位相差層は、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示し、上記第一位相差層および上記第二位相差層は、樹脂フィルムで構成されている。
[2]上記[1]において、上記偏光板は、上記偏光子と、上記偏光子の上記第一位相差層が配置された側と反対側のみに配置された保護層と、を含んでもよい。
[3]上記[1]または[2]において、上記第二位相差層は、Re(550)が120nm~170nmであってよく、上記第二位相差層の遅相軸と上記偏光子の吸収軸とのなす角度は、40°~50°または130°~140°であってよい。
[4]上記[1]から[3]のいずれかにおいて、上記第一位相差層は、Rth(550)が-70nm~-165nmであってよい。
[5]上記[1]から[4]のいずれかにおいて、上記第二位相差層を構成する樹脂フィルムは、ポリカーボネート系樹脂を含んでもよい。
[6]上記[1]から[5]のいずれかにおいて、上記位相差層付偏光板は、有機EL表示装置に用いられてもよい。
[7]本発明の実施形態による画像表示装置は、上記[1]から[6]のいずれかに記載の位相差層付偏光板を含む。
[8]上記[7]において、上記画像表示装置は、有機EL表示装置であってよい。
【発明の効果】
【0006】
本発明の実施形態によれば、耐久性に優れた位相差層付偏光板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本発明の1つの実施形態における位相差層付偏光板の概略の構成を示す模式的な断面図である。
【
図2】本発明の1つの実施形態に係る有機EL表示装置の概略の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルをいう。また、本明細書中において、数値範囲を表す「~」は、その上限および下限の数値を含む。
【0009】
(用語および記号の定義)
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(nx-nz)×dによって求められる。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば、「45°」は、時計回りに45°および反時計回りに45°を意味する。
【0010】
A.位相差層付偏光板
本発明の実施形態による位相差層付偏光板は、偏光子を含む偏光板と、第一位相差層と、第一粘着剤層と、第二位相差層と、第二粘着剤層と、をこの順に有し、上記第一位相差層は、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示し、上記第二位相差層は、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示し、上記第一位相差層および上記第二位相差層は、樹脂フィルムで構成されている。このような構成とすることにより、耐久性に優れた位相差層付偏光板を得ることができる。また、このような構成を有する位相差層付偏光板は、優れた反射防止特性を発揮することができる。
【0011】
A-1.位相差層付偏光板の全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態に係る位相差層付偏光板の概略の構成を示す模式的な断面図である。位相差層付偏光板100は、偏光板10と、第一位相差層20と、第一粘着剤層30と、第二位相差層40と、第二粘着剤層50と、をこの順に有する。第一位相差層20および第二位相差層40はいずれも、樹脂フィルムで構成されている。
【0012】
偏光板10は、偏光子12を含み、偏光子12の第一位相差層20が配置された側と反対側に配置された保護層14をさらに含む。図示例では、偏光子12と第一位相差層20との間には保護層は配置されておらず、第一位相差層20は偏光子12に隣接して配置されている。このように保護層を省略した場合であっても、樹脂フィルムで構成されている第一位相差層20が偏光子12の保護層として機能できることから、位相差層付偏光板100の耐久性を確保することができる。また、位相差層付偏光板100の薄型化に寄与することができる。位相差層付偏光板100は、代表的には、画像表示装置に用いられ、画像表示装置において第一位相差層20よりも偏光子12が視認側となるように配置される。例えば、位相差層付偏光板100は、第二粘着剤層50により、画像表示装置に含まれる画像表示パネルに貼り付け可能である。
【0013】
図示しないが、第二粘着剤層50の表面には、実用的には、はく離ライナーが貼り合わせられる。はく離ライナーは、位相差層付偏光板が使用に供されるまで仮着され得る。はく離ライナーを用いることにより、例えば、第二粘着剤層50を保護するとともに、位相差層付偏光板100のロール形成が可能となる。
【0014】
位相差層付偏光板100は、図示しない他の機能層をさらに有していてもよい。位相差層付偏光板が有し得る他の機能層の種類、特性、数、組み合わせ、配置等は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、位相差層付偏光板は、導電層または導電層付等方性基材をさらに有していてもよい。導電層または導電層付等方性基材を有する位相差層付偏光板は、例えば、画像表示パネル内部にタッチセンサが組み込まれた、いわゆるインナータッチパネル型入力表示装置に適用される。さらに別の例としては、位相差層付偏光板は、他の位相差層をさらに有していてもよい。他の位相差層の光学的特性(例えば、屈折率特性、面内位相差、Nz係数、光弾性係数)、厚み、配置等は、目的に応じて適切に設定され得る。具体例として、偏光子の視認側には、偏光サングラスを介して視認する場合の視認性を改善するその他の位相差層(代表的には、(楕)円偏光機能を付与する層、超高位相差を付与する層)が設けられていてもよい。このような層を設けることにより、偏光サングラス等の偏光レンズを介して表示画面を視認した場合でも、優れた視認性を実現することができ、屋外で用いられ得る画像表示装置にも好適に適用され得る。
【0015】
位相差層付偏光板100を構成する各部材は、代表的には、任意の適切な接着層を介して積層される。接着層の具体例としては、接着剤層、粘着剤層が挙げられる。例えば、上述のとおり、第一位相差層20と第二位相差層40とは第一粘着剤層30を介して積層されている。図示しないが、保護層14は、例えば、接着剤層を介して(好ましくは、活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて)偏光子12に貼り合わせられている。また例えば、偏光板10と第一位相差層20とは接着剤層を介して(好ましくは、活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて)または粘着剤層を介して(好ましくは、アクリル系粘着剤を用いて)積層されている。接着剤層の厚みは、例えば0.1μm以上であり、好ましくは0.3μm~5μmであり、より好ましくは0.5μm~3μmである。
【0016】
偏光板10から第二粘着剤層50までの積層部分の厚み(以下、総厚みと称する場合がある)は、例えば150μm以下であり、好ましくは100μm以下であり、また例えば30μm以上であり、好ましくは60μm以上である。なお、総厚みは接着層の厚みを含む。
【0017】
位相差層付偏光板100は、枚葉状であってもよく長尺状であってもよい。本明細書において「長尺状」とは、幅に対して長さが十分に長い細長形状を意味し、例えば、幅に対して長さが10倍以上、好ましくは20倍以上の細長形状を含む。長尺状の積層体は、ロール状に巻回可能である。
【0018】
A-2.偏光板
偏光板10は、偏光子12を含み、好ましくは偏光子12の第一位相差層20が配置された側と反対側に保護層14をさらに含む。必要に応じて、偏光板10は、偏光子12の第一位相差層20が配置された側に保護層を含んでいてもよい。
【0019】
A-2-1.偏光子
偏光子12は、代表的には、二色性物質(例えば、ヨウ素)を含む樹脂フィルムである。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムが挙げられる。
【0020】
偏光子の厚みは、例えば18μm以下であり、好ましくは15μm以下であり、より好ましくは12μm以下であり、さらに好ましくは8μm以下である。偏光子の厚みは、好ましくは1μm以上である。
【0021】
偏光子は、好ましくは、波長380nm~780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子の単体透過率は、例えば40.0%~46.0%であり、好ましくは41.0%~45.0%であり、より好ましくは41.5%~44.5%である。偏光子の偏光度は、好ましくは97.0%以上であり、より好ましくは99.0%以上であり、さらに好ましくは99.9%以上である。
【0022】
偏光子は、任意の適切な方法で作製し得る。具体的には、偏光子は、単層の樹脂フィルムから作製してもよく、基材を含む積層体を用いて作製してもよい。
【0023】
上記単層の樹脂フィルムから偏光子を作製する方法は、代表的には、樹脂フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理と延伸処理とを施すことを含む。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムが用いられる。当該方法は、不溶化処理、膨潤処理、架橋処理等をさらに含んでいてもよい。このような製造方法は、当業界で周知慣用であるので、詳細な説明は省略する。
【0024】
上記基材を含む積層体を用いて得られる偏光子は、例えば、樹脂基材と樹脂フィルムまたは樹脂層(代表的には、PVA系樹脂層)との積層体を用いて作製され得る。具体的には、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光子とすること;により作製され得る。本実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とPVA系樹脂とを含むPVA系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。加えて、本実施形態においては、好ましくは、積層体は、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。代表的には、本実施形態の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVAの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成し得る。また、同時にPVAの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVAの配向性の低下や溶解等の問題を防止することができ、高い光学特性を達成し得る。さらに、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、PVA分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得、高い光学特性を達成し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、高い光学特性を達成し得る。得られた樹脂基材/偏光子の積層体から樹脂基材を剥離した剥離面に、もしくは、剥離面とは反対側の面に保護層を積層して偏光板が得られ得る。このような偏光子の製造方法の詳細は、例えば特開2012-73580号公報、特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【0025】
A-2-2.保護層
保護層14は、例えば、偏光子の保護層として使用できる任意の適切な樹脂フィルムで形成され得る。当該樹脂フィルムの主成分となる樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリノルボルネン等のシクロオレフィン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、アセテート系樹脂等が挙げられる。
【0026】
位相差層付偏光板100は、代表的には、画像表示装置の視認側に配置され、保護層14は、視認側に配置される。したがって、保護層14には、必要に応じて、ハードコート(HC)処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、アンチグレア処理等の表面処理が施されていてもよい。
【0027】
保護層の厚みは、例えば5μm~80μm、好ましくは10μm~50μm、さらに好ましくは15μm~35μmである。なお、上記表面処理が施されている場合、保護層の厚みは、表面処理層の厚みを含めた厚みである。
【0028】
A-3.第一位相差層
第一位相差層20は、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す、いわゆるポジティブCプレートである。偏光子と屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す第二位相差層との間にポジティブCプレートを配置することにより、斜め方向の反射を非常に良好に防止することができ、反射防止機能のさらなる広視野角化が可能となる。ここで、「nx=ny」は、nxとnyが厳密に等しい場合のみならず、nxとnyが実質的に等しい場合も包含する。すなわち、第一位相差層の面内位相差Re(550)は10nm未満であり得る。
【0029】
第一位相差層の厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは-70nm~-165nm、より好ましくは-80nm~-155nm、さらに好ましくは-90nm~-145nm、特に好ましくは-100nm~-135nmである。
【0030】
第一位相差層は、好ましくは突刺し弾性率が50g/mm以上であり、より好ましくは52g/mm以上であり、さらに好ましくは55g/mm以上である。第一位相差層の突刺し弾性率は、例えば、200g/mm以下である。第一位相差層の突刺し弾性率が上記範囲である場合、第二位相差層の寸法変化(例えば、樹脂フィルムの延伸フィルムで構成されている第二位相差層の膨張、収縮等)を好適に抑制することができる。本明細書において、突刺し弾性率は、ニードル(突刺し治具)を位相差フィルム(例えば、第一位相差層)の主面に対して垂直に突刺したときに位相差フィルムが破断する(もしくは裂ける)直前の力(g)を、そのときの歪み(mm)で除した値をいう。ニードルとしては、先端径が1mmφ、0.5Rであるものを使用することができる。ニードルを突き刺す速度は、0.33cm/秒とすることができる。突刺し弾性率の測定は、ニードルが通過することができる直径15mm以下(例えば、直径11mm)の円形の穴の開いた2枚の板の間に位相差フィルムを挟んで行うことができる。突刺し弾性率の測定は、温度23℃の環境下で行うことができる。例えば、5枚の位相差フィルムに対して突刺し弾性率を測定し、その平均値を位相差フィルムの突刺し弾性率とすることができる。突刺し弾性率の測定には、市販の装置を利用することができる。市販の装置としては、カトーテック株式会社製のハンディー圧縮試験機「KES-G5ニードル貫通力測定仕様」、株式会社島津製作所社製の小型卓上試験機「EZ Test」などが挙げられる。
【0031】
第一位相差層は、樹脂フィルムで構成されている。位相差層は、その形成材料によって、液晶化合物の配向固化層(以下、「液晶配向固化層」と称する場合がある)と樹脂フィルムとに大別できるが、偏光板に隣接する第一位相差層が液晶配向固化層であると、液晶配向固化層に含まれる液晶化合物、重合開始剤等の影響で偏光子が劣化(例えば、退色)する場合がある。これに対し、第一位相差層が樹脂フィルムであると、そのような偏光子の劣化が好適に防止される。なお、液晶配向固化層とは、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層であり、液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を例示することができる。
【0032】
第一位相差層を構成する樹脂フィルムの材料としては、代表的には負の複屈折を有する樹脂材料が挙げられる。負の複屈折を有する樹脂は、一軸延伸した場合に延伸方向と直角方向の屈折率が最大となる性質を示す樹脂である。負の複屈折を有する樹脂としては、例えば、芳香環やカルボニル基などの分極異方性の大きい化学結合や官能基が、側鎖に導入された樹脂が挙げられる。負の複屈折を有する樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、フマル酸エステル系樹脂等が挙げられる。上記樹脂材料は、単独で、または、二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0033】
上記アクリル系樹脂は、例えば、アクリレート系モノマーを付加重合させることにより得られ得る。アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリブチルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート等が挙げられる。
【0034】
上記スチレン系樹脂は、例えば、スチレン系モノマーを付加重合させることにより得られ得る。スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-クロロスチレン、p-ニトロスチレン、p-アミノスチレン、p-カルボキシスチレン、p-フェニルスチレン、2,5-ジクロロスチレン、p-t-ブチルスチレン等が挙げられる。
【0035】
上記マレイミド系樹脂は、例えば、マレイミド系モノマーを付加重合させることにより得られ得る。マレイミド系モノマーとしては、例えば、N-エチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-(2-メチルフェニル)マレイミド、N-(2-エチルフェニル)マレイミド、N-(2-プロピルフェニル)マレイミド、N-(2-イソプロピルフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジメチルフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジプロピルフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジイソプロピルフェニル)マレイミド、N-(2-メチル-6-エチルフェニル)マレイミド、N-(2-クロロフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジクロロフェニル)マレイミド、N-(2-ブロモフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジブロモフェニル)マレイミド、N-(2-ビフェニル)マレイミド、N-(2-シアノフェニル)マレイミド等が挙げられる。マレイミド系モノマーは、例えば、東京化成工業(株)等から入手することができる。
【0036】
上記付加重合において、重合後に、側鎖を置換したり、マレイミド化やグラフト化反応させたりすること等により、得られる樹脂の複屈折特性を制御することもできる。
【0037】
上記負の複屈折を有する樹脂は、他のモノマーが共重合されていてもよい。他のモノマーが共重合されることにより、脆性や成形加工性、耐熱性が改善され得る。当該他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1,3-ブタジエン、2-メチル-1-ブテン、2-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン等のオレフィン;アクリロニトリル;アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリレート;無水マレイン酸;酢酸ビニル等のビニルエステル等が挙げられる。
【0038】
上記負の複屈折を有する樹脂が、上記スチレン系モノマーと上記他のモノマーとの共重合体である場合、スチレン系モノマーの配合率は、好ましくは50モル%~80モル%である。上記負の複屈折を有する樹脂が、上記マレイミド系モノマーと上記他のモノマーとの共重合体である場合、マレイミド系モノマーの配合率は、好ましくは2モル%~50モル%である。このような範囲で配合させることにより、靭性および成形加工性に優れた樹脂フィルムが得られ得る。
【0039】
上記負の複屈折を有する樹脂としては、好ましくは、スチレン-無水マレイン酸共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-(メタ)アクリレート共重合体、スチレン-マレイミド共重合体、ビニルエステル-マレイミド共重合体、オレフィン-マレイミド共重合体等が用いられる。これらは単独でまたは二種以上組み合わせて用いることができる。これらの樹脂は高い負の複屈折を示し、かつ、耐熱性に優れ得る。これらの樹脂は、例えば、ノヴァ・ケミカル・ジャパンや、荒川化学工業(株)等から入手することができる。
【0040】
上記負の複屈折を有する樹脂として、好ましくは、下記一般式(I)で表わされる繰り返し単位を有するポリマーも用いられる。このようなポリマーは、より一層、高い負の複屈折を示し、かつ、耐熱性、機械的強度に優れ得る。このようなポリマーは、例えば、出発原料のマレイミド系モノマーのN置換基として、少なくともオルト位に置換基を有するフェニル基を導入したN-フェニル置換マレイミドを用いることにより得ることができる。
【化1】
【0041】
上記一般式(I)中、R1~R5は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン原子、カルボン酸、カルボン酸エステル、水酸基、ニトロ基、または炭素数1~8の直鎖もしくは分枝のアルキル基もしくはアルコキシ基を表し(ただし、R1およびR5は、同時に水素原子ではない)、R6およびR7は、水素または炭素数1~8の直鎖もしくは分枝のアルキル基もしくはアルコキシ基を表し、nは、2以上の整数を表す。
【0042】
負の複屈折を有する樹脂としては、上記に限定されず、例えば、特表2008-544304号公報、特表2008-544317号公報等に記載の負の複屈折を有する樹脂を用いることができる。
【0043】
第一位相差層を形成する樹脂フィルムは、必要に応じて、任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。添加剤の具体例としては、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、帯電防止剤、相溶化剤、架橋剤、増粘剤等が挙げられる。添加剤の種類および含有量は、目的に応じて適宜設定され得る。樹脂フィルムにおける添加剤の含有量は、例えば3重量%~10重量%程度である。
【0044】
上記樹脂フィルムで構成される第一位相差層の製造方法としては、任意の適切な製造方法が用いられ得る。1つの実施形態において、上記樹脂材料を含む樹脂フィルムは、製膜後そのまま(すなわち、無延伸の状態で)、第一位相差層として用いることができる。例えば、上記樹脂材料を含む樹脂溶液を用いて溶液製膜法によって製膜すると、支持体上で樹脂溶液が乾燥される際の体積収縮により応力が生じ、ポリマーの分子鎖が面内方向に配向する傾向がある。よって、複屈折発現性が高く、かつ、負の固有複屈折を有する樹脂材料を用いると、乾燥時の収縮作用により、大きな厚み方向複屈折を有する塗膜を支持体上に形成させることができ、当該塗膜を、そのままポジティブCプレートとして用いることができる。
【0045】
第一位相差層の厚みは、例えば1μm~40μmであり、好ましくは3μm~35μm、より好ましくは5μm~30μmである。
【0046】
A-4.第二位相差層
第二位相差層40は、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す。1つの実施形態において、第二位相差層は、λ/4板として機能し得る。第二位相差層の面内位相差Re(550)は、例えば120nm~170nmであり、好ましくは130nm~160nmであり、より好ましくは140nm~150nmである。なお、ここで「ny=nz」はnyとnzが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ny<nzとなる場合があり得る。なお、本明細書中、屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す位相差層をポジティブAプレートと称する場合があり、屈折率特性がnx>ny>nzの関係を示す位相差層をネガティブBプレートと称する場合がある。
【0047】
第二位相差層のNz係数は、好ましくは0.9~3、より好ましくは0.9~2.5、さらに好ましくは0.9~1.5、特に好ましくは0.9~1.3である。このような関係を満たすことにより、得られる位相差層付偏光板を画像表示装置に用いた場合に、非常に優れた反射色相を達成し得る。
【0048】
第二位相差層は、その遅相軸が偏光子12の吸収軸と、例えば40°~50°または130°~140°、好ましくは42°~48°または132°~138°、より好ましくは約45°または約135°の角度をなすように配置されている。このような構成とすることにより、非常に優れた円偏光特性(結果として、非常に優れた反射防止特性)を有する位相差層付偏光板が得られ得る。
【0049】
第二位相差層は、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長に応じて小さくなる正の波長分散特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長によってもほとんど変化しないフラットな波長分散特性を示してもよい。1つの実施形態においては、第二位相差層は、逆分散波長特性を示す。この場合、位相差層のRe(450)/Re(550)は、例えば0.8以上1未満であり、好ましくは0.8以上0.95以下である。このような構成であれば、非常に優れた反射防止特性を実現することができる。
【0050】
第二位相差層は、樹脂フィルムで構成されている。第二位相差層は、代表的には樹脂フィルムの延伸フィルムである。
【0051】
1つの実施形態において、第二位相差層は、光弾性係数の絶対値が好ましくは2×10-11m2/N以下、より好ましくは2.0×10-13m2/N~1.5×10-11m2/N、さらに好ましくは1.0×10-12m2/N~1.2×10-11m2/Nの樹脂を含む。光弾性係数の絶対値がこのような範囲であれば、加熱時の収縮応力が発生した場合に位相差変化が生じにくい。その結果、得られる画像表示装置の熱ムラが良好に防止され得る。
【0052】
上記樹脂フィルムに含まれる樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、環状オレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、組み合わせて(例えば、ブレンド、共重合)用いてもよい。第二位相差層が逆分散波長特性を示す場合、ポリカーボネート系樹脂またはポリエステルカーボネート系樹脂(以下、単にポリカーボネート系樹脂と称する場合がある)を含む樹脂フィルムが好適に用いられ得る。
【0053】
上記ポリカーボネート系樹脂としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切なポリカーボネート系樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジオール、脂環式ジメタノール、ジ、トリまたはポリエチレングリコール、ならびに、アルキレングリコールまたはスピログリコールからなる群から選択される少なくとも1つのジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、を含む。好ましくは、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジメタノールに由来する構造単位ならびに/あるいはジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含み;さらに好ましくは、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、ジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含む。ポリカーボネート系樹脂は、必要に応じてその他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。なお、第二位相差層に好適に用いられ得るポリカーボネート系樹脂および第二位相差層の形成方法の詳細は、例えば、特開2014-10291号公報、特開2014-26266号公報、特開2015-212816号公報、特開2015-212817号公報、特開2015-212818号公報に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。
【0054】
第二位相差層の厚みは、例えば10μm~100μmであり、好ましくは10μm~70μm、より好ましくは10μm~60μm、さらに好ましくは20μm~50μmである。
【0055】
A-5.第一粘着剤層
第一粘着剤層30は、第一位相差層20と第二位相差層40との間に設けられている。代表的には、第一位相差層20と第二位相差層40とは第一粘着剤層30を介して直接貼り合わせられている。
【0056】
第一粘着剤層の貯蔵弾性率(25℃)は、例えば0.05MPa~1.50MPa、好ましくは0.08MPa~0.50MPaである。第一粘着剤層の貯蔵弾性率が上記範囲内であると、本発明の効果を好適に得ることができる。貯蔵弾性率は、例えば、下記の測定方法で測定することができる。
<貯蔵弾性率の測定方法>
複数の粘着剤層を積層して厚み約1.5mmとした積層物を測定用サンプルとして用いる。測定装置として、Rheometric Scientific社製の「Advanced Rheometric Expansion System (ARES)」を用い、以下の条件により動的粘弾性測定を行い、測定結果から、25℃における貯蔵弾性率を読み取る。
(測定条件)
・変形モード:ねじり
・周波数:1Hz
・圧着加重:100g
・昇温速度:5℃/分
・温度範囲:-50℃~150℃
・形状:パラレルプレート、8.0mmφ
【0057】
第一粘着剤層は、任意の適切な粘着剤で構成され得る。具体例としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、およびポリエーテル系粘着剤が挙げられる。粘着剤のベース樹脂を形成するモノマーの種類、数、組み合わせおよび配合比、ならびに、架橋剤の配合量、反応温度、反応時間等を調整することにより、目的に応じた所望の特性を有する粘着剤を調製することができる。粘着剤のベース樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ベース樹脂としては、アクリル系樹脂が好ましく用いられる。具体的には、第一粘着剤層は、好ましくは(メタ)アクリル系ポリマーを主成分として含有するアクリル系粘着剤で構成される。
【0058】
(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位を含む。(メタ)アクリル系ポリマーにおけるアルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位の含有割合は、代表的には50重量%以上、例えば80重量%以上、好ましくは90重量%以上、より好ましくは93重量%以上であり、例えば100重量%以下、好ましくは98重量%以下である。
【0059】
アルキル(メタ)アクリレートが有するアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。アルキル基の炭素数は、例えば1以上18以下である。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、2-エチルヘキシル基、デシル基、イソデシル基、オクタデシル基が挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートは、単独でまたは組み合わせて使用できる。アルキル基の平均炭素数は3~10であることが好ましい。
【0060】
(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位以外にも、アルキル(メタ)アクリレートと重合可能な共重合モノマー由来の構造単位を含有してもよい。共重合モノマーとして、例えば、カルボキシル基含有モノマー、ヒドロキシル基含有モノマー、窒素含有モノマーが挙げられる。共重合モノマーは、単独でまたは組み合わせて使用できる。
【0061】
カルボキシル基含有モノマーは、その構造中にカルボキシル基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性不飽和二重結合を含む化合物である。カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル酸が挙げられる。(メタ)アクリル系ポリマーがカルボキシル基含有モノマー由来の構造単位を含むと、粘着剤層の粘着特性の向上を図り得る。(メタ)アクリル系ポリマーがカルボキシル基含有モノマー由来の構造単位を含む場合、(メタ)アクリル系ポリマーにおけるカルボキシル基含有モノマー由来の構造単位の含有割合は、好ましくは0.01重量%以上10重量%以下である。
【0062】
ヒドロキシル基含有モノマーは、その構造中にヒドロキシル基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性不飽和二重結合を含む化合物である。ヒドロキシル基含有モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、12-ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート、(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)-メチルアクリレートが挙げられ、好ましくは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられ、より好ましくは、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。(メタ)アクリル系ポリマーがヒドロキシル基含有モノマー由来の構造単位を含むと、粘着剤層の耐久性の向上を図り得る。(メタ)アクリル系ポリマーがヒドロキシル基含有モノマー由来の構造単位を含む場合、(メタ)アクリル系ポリマーにおけるヒドロキシル基含有モノマー由来の構造単位の含有割合は、好ましくは0.01重量%以上10重量%以下である。
【0063】
窒素含有モノマーとしては、例えば、窒素含有ビニル系モノマーおよびシアノアクリレートモノマーが挙げられる。窒素含有ビニル系モノマーとしては、例えば、N-ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-ビニルカルボン酸アミド類、およびN-ビニルカプロラクタムが挙げられる。シアノアクリレート系モノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。(メタ)アクリル系ポリマーが窒素含有モノマー由来の構造単位を含む場合、(メタ)アクリル系ポリマーにおける窒素含有モノマー由来の構造単位の含有割合は、好ましくは0.01重量%以上10重量%以下である。
【0064】
(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量Mwは、例えば100万~300万であり、好ましくは120万~250万である。
【0065】
粘着剤における(メタ)アクリル系ポリマーの含有割合は、固形分比で、例えば50重量%以上であり、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上である。含有割合の上限は、例えば99.9重量%以下、好ましくは99.8重量%以下であり得る。
【0066】
また、(メタ)アクリル系粘着剤は、架橋剤を含有することができる。架橋剤としては、代表的には、有機系架橋剤および多官能性金属キレートが挙げられ、好ましくは有機系架橋剤が挙げられる。有機系架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤が挙げられ、より好ましくは、イソシアネート系架橋剤が挙げられる。粘着剤が架橋剤を含有する場合、架橋剤の含有割合は、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、通常0.01重量部以上15重量部以下、例えば0.1重量部以上10重量部以下である。
【0067】
(メタ)アクリル系粘着剤は、必要に応じて、種々の添加剤、例えば、重合開始剤、重合触媒、架橋触媒、シランカップリング剤、粘着性付与剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、帯電防止剤等を、本発明の特性を損なわない範囲で含有していてもよい。
【0068】
第一粘着剤層の厚みは、例えば5μm以上、好ましくは10μm以上であり、例えば100μm以下、好ましくは80μm以下である。
【0069】
第一粘着剤層は、ベース樹脂、架橋剤等の添加剤および溶剤を含む粘着剤組成物を塗工し、乾燥することにより形成することができる。例えば、粘着剤組成物を第一位相差層または第二位相差層に直接塗工および乾燥して第一粘着剤層を形成することができる。また例えば、粘着剤組成物を別に準備した基材フィルム等の基体に塗工および乾燥して第一粘着剤層を形成し、第一位相差層または第二位相差層に転写することができる。乾燥は、代表的には、加熱により行う。
【0070】
A-6.第二粘着剤層
第二粘着剤層50は、第二位相差層40の第一粘着剤層30が配置された側と反対側に設けられている。上述のとおり、第二粘着剤層50を介して位相差層付偏光板100を表示素子等の画像表示装置を構成する部材に貼り合わせることができる。
【0071】
第二粘着剤層の貯蔵弾性率(25℃)は、例えば0.05MPa~1.50MPa、好ましくは0.08MPa~0.50MPaである。第二粘着剤層の貯蔵弾性率が上記範囲内であると、本発明の効果を好適に得ることができる。
【0072】
第二粘着剤層は、任意の適切な粘着剤で構成され得る。具体例としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、およびポリエーテル系粘着剤が挙げられる。粘着剤のベース樹脂を形成するモノマーの種類、数、組み合わせおよび配合比、ならびに、架橋剤の配合量、反応温度、反応時間等を調整することにより、目的に応じた所望の特性を有する粘着剤を調製することができる。粘着剤のベース樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ベース樹脂としては、アクリル系樹脂が好ましく用いられる。具体的には、第二粘着剤層は、好ましくは(メタ)アクリル系ポリマーを主成分として含有するアクリル系粘着剤で構成される。第二粘着剤層を構成する粘着剤については、第一粘着剤層を構成する粘着剤と同様の説明を適用することができる。
【0073】
第二粘着剤層の厚みは、例えば5μm以上、好ましくは10μm以上であり、例えば100μm以下、好ましくは80μm以下である。
【0074】
A-7.はく離ライナー
はく離ライナーとしては、例えば、可撓性を有するプラスチックフィルムが挙げられる。当該プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、およびポリエステルフィルムが挙げられる。はく離ライナーの厚みは、例えば3μm以上であり、また、例えば200μm以下である。はく離ライナーの表面は、剥離剤でコートされている。剥離剤の具体例としては、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤が挙げられる。
【0075】
B.画像表示装置
上記位相差層付偏光板は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の実施形態による画像表示装置は、上記位相差層付偏光板を備える。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置、無機EL表示装置)が挙げられる。
【0076】
図2は、本発明の1つの実施形態に係る画像表示装置(有機EL表示装置)の概略の構成を模式的に示す断面図である。有機EL装置200は、有機ELパネル120と、その視認側に配置される位相差層付偏光板100と、を有している。位相差層付偏光板100は、第一位相差層20が偏光子12よりも有機ELパネル120側となるように配置され、第二粘着剤層50によって有機ELパネル120に貼り合わせられている。有機ELパネル120は、金属部材(例えば、電極、センサ、配線、金属層)を含むが、位相差層付偏光板100が優れた反射防止特性を有することから、当該金属部材に起因する反射を好適に防止することができる。
【実施例0077】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各種測定方法は以下のとおりである。また、特に明記しない限り、実施例および比較例における「部」および「%」は重量基準である。
【0078】
1.厚み
1μm以下の厚みは、走査型電子顕微鏡(日本電子社製、製品名「JSM-7100F」)を用いて測定した。1μmを超える厚みは、デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC-351C」)を用いて測定した。
2.面内位相差Re(λ)および厚み方向位相差Rth(λ)
ミュラーマトリクス・ポラリメーター(Axometrics社製、製品名「Axoscan」)を用いて、23℃における各波長での面内位相差を測定した。
3.屈折率
アタゴ社製のアッベ屈折率計を用いて平均屈折率を測定し、上記位相差値から屈折率nx、ny、nzを算出した。
4.色差Δa*b*
分光測色計(CM-2600d,コニカミノルタ社製)を用いて、下記測定条件にて分光反射率を測定し、L*a*b*色空間のa*およびb*を求めた。
(測定条件)
受光光学系の種類:SCE(正反射光除去)
測定波長範囲:360nm-740nm
光源:D65
測定径 MAV:φ8mm
また、色差(Δa*b*)は下式で算出した。
Δa*b*=√(Δa*^2+Δb*^2)
5.単体透過率および偏光度
分光光度計(大塚電子社製、「LPF-200」)を用いて、偏光板の単体透過率Ts、平行透過率Tp、直交透過率Tcを測定した。これらのTs、TpおよびTcは、JIS Z8701の2度視野(C光源)により測定して視感度補正を行なったY値である。得られたTpおよびTcから、下記式を用いて偏光板(偏光子)の偏光度を求めた。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
【0079】
[製造例1:偏光板Aの作製]
(偏光子の作製)
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm)を用い、樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセネックスZ410」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で縦方向(長手方向)に2.4倍に一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光子の単体透過率(Ts)が所望の値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を5重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、約90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が約75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに接触させた(乾燥収縮処理)。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光子を形成した。
【0080】
(偏光板Aの作製)
得られた偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、保護層としてHC-TACフィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、紫外線硬化型接着剤の厚みが1.0μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線を保護層側から照射して接着剤を硬化させた。なお、HC-TACフィルムは、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(厚み25μm)にハードコート(HC)層(厚み7μm)が形成されたフィルムであり、TACフィルムが偏光子側となるようにして貼り合わせた。次いで、樹脂基材を剥離除去し、[偏光子/HC付TAC保護層]の構成を有する偏光板Aを得た。偏光板Aの単体透過率は43%、偏光度は99.9%であった。
【0081】
[製造例2A:ポジティブCプレートAの作製]
攪拌機、冷却管、窒素導入管および温度計を備えたオートクレーブに、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(信越化学製、商品名:メトローズ60SH-50)48重量部、蒸留水15601重量部、フマル酸ジイソプロピル8161重量部、アクリル酸3-エチル-3-オキセタニルメチル240重量部および重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート45重量部を入れ、窒素バブリングを1時間行った後、攪拌しながら49℃で24時間保持し、ラジカル懸濁重合を行った。次いで、室温まで冷却し、生成したポリマー粒子を含む懸濁液を遠心分離した。得られたポリマーを蒸留水で2回およびメタノールで2回洗浄した後、減圧乾燥した。得られたフマル酸エステル系樹脂を、トルエン・メチルエチルケトン混合溶液(トルエン/メチルエチルケトン、50重量%/50重量%)に溶解して20%溶液とした。さらに、フマル酸エステル系樹脂100重量部に対し、可塑剤としてトリブチルトリメリテート5重量部を添加して、ドープを調製した。支持体フィルムとして、ポリエステル(ポリエチレン-テレフタレート/イソフタレート共重合体)の二軸延伸フィルム(厚み75μm)を用いた。支持体フィルムに調整したドープを、乾燥後の膜厚が28μmになるように塗布して、140℃で乾燥させた。これにより、nz>nx=nyの屈折率特性を示す樹脂フィルム(ポジティブCプレートA)を得た。ポジティブCプレートAの厚みは28μmであり、面内位相差Re(550)≒0nmであり、厚み方向位相差Rth(550)は-135nmであった。
【0082】
[製造例2B:ポジティブCプレートBの作製]
下記化学式(3)(式中の数字65および35はモノマーユニットのモル%を示し、便宜的にブロックポリマー体で表している:重量平均分子量5000)で示される側鎖型液晶ポリマー20重量部、ネマチック液晶相を示す重合性液晶(BASF社製:商品名PaliocolorLC242)80重量部および光重合開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製:商品名イルガキュア907)5重量部をシクロペンタノン200重量部に溶解して液晶塗工液を調製した。そして、垂直配向処理を施したPET基材に当該塗工液をバーコーターにより塗工した後、80℃で4分間加熱乾燥することによって液晶を配向させた。この液晶層に紫外線を照射し、液晶層を硬化させることにより、nz>nx=nyの屈折率特性を示す液晶配向固化層(ポジティブCプレートB)を基材上に形成した。ポジティブCプレートBの厚みは4μmであり、厚み方向位相差Rth(550)は-135nmであった。
【化2】
【0083】
[製造例3:ネガティブBプレートAの作製]
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置に、ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン29.60重量部(0.046mol)、イソソルビド(ISB)29.21重量部(0.200mol)、スピログリコール(SPG)42.28重量部(0.139mol)、ジフェニルカーボネート(DPC)63.77重量部(0.298mol)、および、触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2重量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネート系樹脂100重量部に対してPMMAを0.7質量部溶融混錬した後、水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。
得られたポリエステルカーボネート系樹脂(ペレット)を80℃で5時間真空乾燥した後、単軸押出機(東芝機械社製、シリンダー設定温度:250℃)、Tダイ(幅200mm、設定温度:250℃)、チルロール(設定温度:120~130℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み135μmの長尺状の樹脂フィルムを作製した。得られた長尺状の樹脂フィルムを、所定の位相差が得られるように調整しながら133℃で、幅方向に約2.8倍延伸することにより、nx>ny>nzの屈折率特性を示す厚み48μmの延伸フィルム(ネガティブBプレートA)を得た。ネガティブBプレートAのRe(550)は143nmであり、Nz係数は1.1であり、Re(450)/Re(550)は0.86であった。
【0084】
[製造例4:粘着剤層Aの作製]
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、および冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート91.5部、アクリル酸3部、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.5部およびアクリロイルモルホリン5部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、このモノマー混合物100部に対して、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行った。次いで、得られた反応液に酢酸エチルを加えて固形分濃度12重量%に調整し、重量平均分子量(Mw)250万のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂社製)0.3部と、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物(商品名:コロネートL、東ソー社製)0.2部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業社製)0.2部を配合して、アクリル系粘着剤を調製した。
得られたアクリル系粘着剤を、剥離面にシリコーン処理が施されたはく離ライナーである、厚み38μmのPETフィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、MRF38)の剥離面に塗布し乾燥させて、厚み20μmの粘着剤層Aを形成した。
【0085】
[製造例5:紫外線硬化型接着剤Aの作製]
不飽和脂肪酸ヒドロキシアルキルエステル修飾ε-カプロラクトン(ダイセル社製、製品名「プラクセルFA-1DDM」)50部、ポリエチレングリコールジアクリレート(共栄社化学社製、製品名「ライトアクリレート9EG-A」)10部、アクリロイルモルホリン20部、アクリル系ポリマー(東亞合成社製、製品名「ARUFON UP-1190」)15部、光重合開始剤(IGM Resins社製、製品名「Omnirad 907」)3部、および光重合開始剤(日本化薬社製、製品名「KAYACURE-DETX-S」)2部を配合して、紫外線硬化型接着剤Aを調製した。
【0086】
[実施例1]
上記ポジティブCプレートAの片面に粘着剤層Aをはく離ライナーから転写し、その上にネガティブBプレートAを貼り合わせて、[ポジティブCプレートA/粘着剤層A/ネガティブBプレートA]の構成を有する積層体1を得た。
上記偏光板Aの偏光子側に紫外線硬化型接着剤Aを介して積層体1を貼り合わせた。具体的には、紫外線硬化型接着剤Aの厚みが1.0μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線を積層体1側から照射して接着剤を硬化させた。このとき、ポジティブCプレートAが偏光子側となるように、かつ、偏光子の吸収軸方向に対してネガティブBプレートAの遅相軸方向が時計回りに45°の角度をなすように、貼り合わせを行った。次いで、積層体1の上にさらに別の粘着剤層Aをはく離ライナーごと貼り合わせた。これにより、[偏光板A/接着剤層/ポジティブCプレートA/粘着剤層A/ネガティブBプレートA/粘着剤層A/はく離ライナー]の構成を有する位相差層付偏光板1を得た。位相差層付偏光板1において、第一位相差層はポジティブCプレートAであり、第二位相差層はネガティブBプレートAである。
【0087】
[比較例1]
上記ポジティブCプレートBの片面に、上記と同様にして紫外線硬化型接着剤A(硬化後の厚み1μm)を介して上記ネガティブBプレートAを貼り合わせて、[ポジティブCプレートB/接着剤層/ネガティブBプレートA]の構成を有する積層体2を得た。
上記偏光板Aの偏光子側に粘着剤層Aを介して積層体2を貼り合わせた。このとき、ネガティブBプレートAが偏光子側となるように、かつ、偏光子の吸収軸方向に対してネガティブBプレートAの遅相軸方向が時計回りに45°の角度をなすように、貼り合わせを行った。次いで、積層体2の上にさらに粘着剤層Aをはく離ライナーごと貼り合わせた。これにより、[偏光板A/粘着剤層A/ネガティブBプレートA/接着剤層/ポジティブCプレートB/粘着剤層A/はく離ライナー]の構成を有する位相差層付偏光板C1を得た。
【0088】
[比較例2]
上記ポジティブCプレートAの片面に、上記と同様にして紫外線硬化型接着剤A(硬化後の厚み1μm)を介して上記ネガティブBプレートAを貼り合わせて、[ポジティブCプレートA/接着剤層/ネガティブBプレートA]の構成を有する積層体3を得た。
上記偏光板Aの偏光子側に粘着剤層Aを介して積層体3を貼り合わせた。このとき、ネガティブBプレートAが偏光子側となるように、かつ、偏光子の吸収軸方向に対してネガティブBプレートAの遅相軸方向が時計回りに45°の角度をなすように、貼り合わせを行った。次いで、積層体3の上にさらに粘着剤層Aをはく離ライナーごと貼り合わせた。これにより、[偏光板A/粘着剤層A/ネガティブBプレートA/接着剤層/ポジティブCプレートA/粘着剤層A/はく離ライナー]の構成を有する位相差層付偏光板C2を得た。
【0089】
[比較例3]
上記偏光板Aの偏光子側に粘着剤層Aを介して比較例2と同様の積層体3を貼り合わせた。このとき、ポジティブCプレートAが偏光子側となるように、かつ、偏光子の吸収軸方向に対してネガティブBプレートAの遅相軸方向が時計回りに45°の角度をなすように、貼り合わせを行った。次いで、積層体3の上にさらに粘着剤層Aをはく離ライナーごと貼り合わせた。これにより、[偏光板A/粘着剤層A/ポジティブCプレートA/接着剤層/ネガティブBプレートA/粘着剤層A/はく離ライナー]の構成を有する位相差層付偏光板C3を得た。
【0090】
[比較例4]
上記ポジティブCプレートBの片面に粘着剤層Aをはく離ライナーから転写し、その上にネガティブBプレートAを貼り合わせて、[ポジティブCプレートB/粘着剤層A/ネガティブBプレートA]の構成を有する積層体4を得た。
上記偏光板Aの偏光子側に、上記と同様にして紫外線硬化型接着剤A(硬化後の厚み1μm)を介して積層体4を貼り合わせた。このとき、ポジティブCプレートBが偏光子側となるように、かつ、偏光子の吸収軸方向に対してネガティブBプレートAの遅相軸方向が時計回りに45°の角度をなすように、貼り合わせを行った。次いで、積層体4の上にさらに別の粘着剤層Aをはく離ライナーごと貼り合わせた。これにより、[偏光板A/接着剤層/ポジティブCプレートB/粘着剤層A/ネガティブBプレートA/粘着剤層A/はく離ライナー]の構成を有する位相差層付偏光板C4を得た。
【0091】
<耐久性評価>
上記実施例および比較例で得た位相差層付偏光板をネガティブBプレートAの遅相軸方向が長手方向となるように150mm×70mmサイズに切り出し、はく離ライナーを剥離して露出した粘着剤層Aを介してガラス板に貼り合わせたものを85℃のオーブン内に投入し、240時間後に取り出した。ガラス板側をアクリル系粘着剤を介して、反射板(東レフィルム加工社製、商品名「セラピール DMS-X42」、全光線反射率:86%)に貼り合わせて測定サンプルとした。当該測定サンプルに関して、長手方向に伸びる中心線の中央部と端部のa*およびb*を測定し、これらの色差(Δa*b*)を算出した。結果を、各位相差層付偏光板の構成とともに、表1に示す。
【0092】
【0093】
表1に示すとおり、偏光板と、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示し、かつ、樹脂フィルムで構成された第一位相差層と、第一粘着剤層と、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示し、かつ、樹脂フィルムで構成された第二位相差層と、第二粘着剤層と、をこの順に有する実施例の位相差層付偏光板は、比較例1~3の位相差層付偏光板に比べて色差が小さい。また、比較例4の位相差層付偏光板は加熱処理により偏光子が退色した。このことから、実施例の位相差層付偏光板は耐久性に優れており、高温下での色ムラの発生が抑制されていることがわかる。
【0094】
上記効果が奏される理由は、本発明を何ら制限するものではないが、以下のように推測される。位相差層付偏光板を高温下に置くと、偏光子と位相差層との双方に加熱による寸法変化が生じる。樹脂フィルムで構成されているλ/4板には、自身の寸法変化による応力に加えて、偏光子の寸法変化による応力も蓄積して位相差ムラが生じ、その結果として色ムラ(色差)が観察される。これに対し、本発明の実施形態による構成によれば、樹脂フィルムで構成されている第一位相差層が偏光子の寸法変化を抑制するとともに、第二位相差層の両側に配置された第一粘着剤層および第二粘着剤層が第二位相差層における応力の蓄積を抑制し、その結果としての色ムラ(色差)の発生が抑制されると推測される。
本発明の実施形態による位相差層付偏光板は、例えば、画像表示装置に用いられ得る。画像表示装置としては、代表的には、液晶表示装置、有機EL表示装置、無機EL表示装置が挙げられる。