(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】P2025100714
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】偏光板および位相差層付偏光板
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20250626BHJP
【FI】
G02B5/30
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2025065723
(22)【出願日】2025-04-11
(62)【分割の表示】P 2021018129の分割
【原出願日】2021-02-08
(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】100122471
【弁理士】
【氏名又は名称】籾井 孝文
(72)【発明者】
【氏名】三輪 和哉
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼永 幸佑
(57)【要約】
【課題】非常に薄いにもかかわらず、密着性および曲面追従性に優れた偏光板を提供すること。
【解決手段】本願発明における偏光板は、偏光子と、該偏光子の両面に配置された保護層と、を含み、該保護層が、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含み、該エポキシ樹脂のガラス転移温度が40℃以下であり、突き刺し試験時の伸び量が1.40mm以上である。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
偏光子と、該偏光子の両面に配置された保護層と、を含み、
該保護層が、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含み、そのガラス転移温度が40℃以下であり、
突き刺し試験時の伸び量が1.40mm以上である、
偏光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、偏光板および位相差層付偏光板に関する。
【背景技術】
【0002】
画像表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置)には、その画像形成方式に起因して、多くの場合、表示セルの少なくとも一方の側に偏光板が配置されている。近年、画像表示装置の薄型化およびフレキシブル化が進んでおり、これに伴い、偏光板の薄型化も強く要望されている。しかし、従来の薄型偏光板をフレキシブル化された画像表示装置に適用すると、偏光板の密着性が低下し、偏光板の曲面への追従性が低下するという問題がある。
【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】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、非常に薄いにもかかわらず、密着性に優れ、かつ、曲面追従性に優れた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】
本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の両面に配置された保護層と、を含み、該保護層は、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含み、そのガラス転移温度は40℃以下であり、偏光板の突き刺し試験時の伸び量は1.40mm以上である。
1つの実施形態においては、上記偏光子は、二色性物質を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成され、配向関数は0.30以下である。
1つの実施形態においては、上記保護層は、上記エポキシ樹脂の光カチオン重合硬化物、または、上記エポキシ樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成されている。
1つの実施形態においては、上記偏光板の総厚みは20μm以下である。
1つの実施形態においては、上記偏光板の突き刺し強度は300g以上である。
1つの実施形態においては、上記保護層のガラス転移温度は0℃以上である。
本発明の別の局面においては、位相差層付偏光板が提供される。この位相差層付偏光板は、位相差層と、上記偏光子と上記保護層と、を含む。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、偏光子の両面に配置された保護層が、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含み、そのガラス転移温度が40℃以下であることにより、非常に薄いにもかかわらず、密着性に優れ、かつ、曲面追従性に優れた偏光板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】本発明の1つの実施形態による偏光板の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
A.偏光板の概略
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略断面図である。図示例の偏光板100は、偏光子10と、偏光子10の両側に配置された保護層20および30と、を有する。偏光板100は、画像表示装置に適用される場合、表示セルの視認側に配置されてもよく、視認側と反対側(背面側)に配置されてもよい。偏光板は、長尺状であってもよいし、枚葉状であってもよい。偏光板が長尺状である場合、好ましくは、ロール状に巻回可能である。
【0009】
代表的には、偏光板は、一方の側の最外層として粘着剤層を有し、表示セルへの貼り合わせが可能とされている。必要に応じて、偏光板には表面保護フィルムおよび/またはキャリアフィルムが剥離可能に仮着され、偏光板を補強および/または支持し得る。偏光板が粘着剤層を含む場合には、粘着剤層表面にはセパレーターが剥離可能に仮着され、実使用までの間粘着剤層を保護するとともに、偏光板のロール化を可能としている。
【0010】
本発明の実施形態においては、保護層は、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含み、そのガラス転移温度は40℃以下である。このような構成であれば、密着性および曲面追従性に優れた偏光板を実現することができる。
【0011】
保護層は、好ましくは、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂の光カチオン硬化物、または、該エポキシ樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成されている。このような構成であれば、保護層を非常に薄く(例えば、10μm以下に)することができる。さらに、保護層を偏光子に直接(すなわち、接着剤層または粘着剤層を介することなく)形成することができる。本発明の実施形態によれば、上記のとおり保護層が非常に薄く、かつ、接着剤層または粘着剤層を省略することができるので、偏光板の総厚みをきわめて薄くすることができる。また、偏光子と保護層との密着性にも優れる。偏光板の総厚みは、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下であり、さらに好ましくは12μm以下である。偏光板の総厚みは、例えば4μm以上であり得る。
【0012】
上記偏光板は、突き刺し試験時の伸び量が1.40mm以上であり、好ましくは1.60mm以上である。偏光板の突刺し試験時の伸び量がこのような範囲であることにより、密着性に優れ、かつ、曲面追従性に優れた偏光板が得られ得る。
【0013】
本発明の実施形態においては、偏光板の突き刺し強度は好ましくは300g以上であり、より好ましくは340g以上である。偏光板の突き刺し強度がこのような範囲であれば、密着性および曲面追従性に優れた偏光板が得られ得る。
【0014】
本発明の実施形態においては、偏光板の厚みは上記のとおりきわめて薄くなり得る。そのため、フレキシブルな画像表示装置に好適に適用され得る。より好ましくは、画像表示装置は、湾曲した形状(実質的には、湾曲した表示画面)を有し、および/または、屈曲もしくは折り曲げ可能である。画像表示装置の具体例としては、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。言うまでもなく、上記の説明は、本発明の偏光板が通常の画像表示装置に適用されることを妨げるものではない。
【0015】
以下、偏光子および保護層について詳細に説明する。
【0016】
B.偏光子
偏光子としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。偏光子は、代表的には、二色性物質を含むPVA系樹脂フィルムで構成される。偏光子を形成する樹脂フィルムは、例えば、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
【0017】
単層の樹脂フィルムから構成される偏光子の具体例としては、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に、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理および延伸処理が施されたもの、PVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。好ましくは、光学特性に優れることから、PVA系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光子が用いられる。
【0018】
上記ヨウ素による染色は、例えば、PVA系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは3~7倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、PVA系フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。例えば、染色の前にPVA系フィルムを水に浸漬して水洗することで、PVA系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、PVA系フィルムを膨潤させて染色ムラなどを防止することができる。
【0019】
上記偏光子は、代表的には、二層以上の積層体を用いて作製され得る。積層体を用いて得られる偏光子の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子は、例えば、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、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール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、好ましくは、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む。上記積層体の総延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは5.0倍以上であり、さらに好ましくは5.5倍以上である。以下、このようにして偏光子を得る本発明の実施形態を、実施形態Aと称する。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5414738号)、特許第6470455号に記載されている。当該公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【0020】
本発明の1つの実施形態においては、上記積層体の総延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは3.0倍~4.5倍であり、通常に比べて顕著に小さい。このような延伸の総倍率であっても、ハロゲン化物の添加および乾燥収縮処理との組み合わせにより、許容可能な光学特性を有する偏光子を得ることができる。さらに、本発明の実施形態においては、好ましくは空中補助延伸の延伸倍率がホウ酸水中延伸の延伸倍率よりも大きい。より詳細には、空中補助延伸の延伸倍率と水中延伸の延伸倍率との比(水中延伸/空中補助延伸)は、好ましくは0.4~0.9であり、より好ましくは0.5~0.8である。このような構成とすることにより、延伸の総倍率が小さくても許容可能な光学特性を有する偏光子を得ることができる。加えて、積層体は、好ましく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。1つの実施形態においては、偏光子の製造方法は、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系樹脂を塗布する場合でも、PVA系樹脂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することが可能となる。また、同時にPVA系樹脂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系樹脂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することが可能になる。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、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理等、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光子の光学特性を向上し得る。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、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材/偏光子の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を偏光子の保護層としてもよく)、樹脂基材/偏光子の積層体から樹脂基材を剥離し、当該剥離面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。以下、このようにして偏光子を得る本発明の実施形態を、実施形態Bと称する。
【0021】
上記偏光子の厚みは、好ましくは1μm~12μmであり、より好ましくは2μm~10μmであり、さらに好ましくは3μm~8μmである。偏光子の厚みをこのように非常に薄くすることにより、偏光板の薄型化に寄与することができる。さらに、熱収縮を非常に小さくすることができる。
【0022】
上記偏光子は、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。上記実施形態Aにおいて得られる偏光子の単体透過率は、好ましくは42.0%~46.0%であり、より好ましくは44.5%~46.0%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。上記実施形態Bにおいて得られる偏光子の単体透過率は、好ましくは40.0%以上であり、より好ましくは41.0%以上である。単体透過率の上限は、例えば49.0%であり得る。偏光子の単体透過率は、実施形態Bにおいては例えば40.0%~45.0%である。上記実施形態Bにおいて得られる偏光子の偏光度は、好ましくは99.0%以上であり、より好ましくは99.4%以上である。偏光度の上限は、例えば99.999%であり得る。偏光子の偏光度は、実施形態Bにおいては例えば99.0%~99.9%である。
【0023】
上記実施形態Bにおいて得られる偏光子を構成するPVA系樹脂の配向関数(f)は、好ましくは0.30以下であり、より好ましくは0.25以下であり、さらに好ましくは0.20以下であり、特に好ましくは0.15以下である。配向関数の下限は、例えば、0.05であり得る。配向関数が小さすぎると、許容可能な単体透過率および/または偏光度が得られない場合がある。
【0024】
配向関数(f)は、例えば、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)を用い、偏光を測定光として、全反射減衰分光(ATR:attenuated total reflection)測定により求められる。具体的には偏光子を密着させる結晶子はゲルマニウムを用い、測定光の入射角は45°入射とし、入射させる偏光された赤外光(測定光)は、ゲルマニウム結晶のサンプルを密着させる面に平行に振動する偏光(s偏光)とし、測定光の偏光方向に対し、偏光子の延伸方向を平行および垂直に配置した状態で測定を実施し、得られた吸光度スペクトルの2941cm-1の強度を用いて、下記式に従って算出される。ここで、強度Iは、3330cm-1を参照ピークとして、2941cm-1/3330cm-1の値である。なお、f=1のとき完全配向、f=0のときランダムとなる。また、2941cm-1のピークは、偏光子中のPVAの主鎖(-CH2-)の振動に起因する吸収であると考えられている。
f=(3<cos2θ>-1)/2
=(1-D)/[c(2D+1)]
=-2×(1-D)/(2D+1)
ただし、
c=(3cos2β-1)/2で、2941cm-1の振動の場合は、β=90°である。
θ:延伸方向に対する分子鎖の角度
β:分子鎖軸に対する遷移双極子モーメントの角度
D=(I⊥)/(I//) (この場合、PVA分子が配向するほどDが大きくなる)
I⊥ :測定光の偏光方向と偏光子の延伸方向が垂直の場合の吸収強度
I// :測定光の偏光方向と偏光子の延伸方向が平行の場合の吸収強度
【0025】
上記実施形態Bにおいて得られる偏光子は、好ましくは、PVA系樹脂フィルム(実質的には、偏光子)を構成するPVA系樹脂は、アセトアセチル変性されたPVA系樹脂を含む。このような構成であれば、所望の突き刺し強度を有する偏光子が得られ得る。アセトアセチル変性されたPVA系樹脂の配合量は、PVA系樹脂全体を100重量%としたときに、好ましくは5重量%~20重量%であり、より好ましくは8重量%~12重量%である。
【0026】
C.保護層
保護層は、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含む。
【0027】
C-1.エポキシ樹脂
保護層は、好ましくは、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂の光カチオン重合硬化物、または、当該エポキシ樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成されている。保護層が芳香族骨格とジオール骨格を有するエポキシ樹脂を含むことにより、非常に薄いにもかかわらず、密着性に優れ、かつ、曲面追従性に優れた偏光板が得られ得る。さらに、保護層は、より好ましくは芳香族骨格とジオール骨格を有するエポキシ樹脂の光カチオン重合硬化物である。以下、保護層の構成成分について具体的に説明し、次いで、保護層の特性を説明する。
【0028】
上記エポキシ樹脂における芳香族骨格としては、ビスフェノールA型骨格、ビスフェノールF型骨格、ビフェニル骨格などが挙げられる。より具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック型樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂と芳香族系エポキシ樹脂の共重合体エポキシ樹脂等が例示され、これらの中でもビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂が好ましく、より好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂が用いられる。
【0029】
上記ジオール骨格は、好ましくは炭素数が2~6の脂肪族骨格を含む。より具体的には、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ナフタレンジオール、1,6-ナフタレンジオール等が例示され、これらの中でも1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールが好ましく用いられる。
【0030】
上記エポキシ樹脂は、そのガラス転移温度(Tg)が40℃以下であり、好ましくは35℃以下である。その結果、保護層のTgが40℃以下であり、好ましくは35℃以下となる。エポキシ樹脂のガラス転移温度(Tg)の下限は、好ましくは0℃である。エポキシ樹脂のガラス転移温度(Tg)がこのような範囲であれば、密着性に優れ、かつ、曲面追従性に優れた偏光板が得られ得る。一方、エポキシ樹脂のガラス転移温度(Tg)が0℃未満であると、エポキシ樹脂がべたつくおそれがある。
【0031】
本発明の実施形態においては、エポキシ樹脂と他の樹脂とを併用してもよい。すなわち、エポキシ樹脂と他の樹脂とのブレンドまたは共重合体を保護層の成形に供してもよい。他の樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。併用する樹脂の種類および配合量は、目的および得られるフィルムに所望される特性等に応じて適切に設定され得る。
【0032】
エポキシ樹脂と他の樹脂とを併用する場合、エポキシ樹脂と他の樹脂との合計に対するエポキシ樹脂の含有量は、好ましくは50重量%~100重量%、より好ましくは60重量%~100重量%、さらに好ましくは70重量%~100重量%、特に好ましくは80重量%~100重量%である。含有量が50重量%未満である場合には、保護層の耐熱性および偏光子との十分な密着性とが得られないおそれがある。
【0033】
C-2.硬化剤
エポキシ樹脂は任意の適切な硬化剤と共に用いられることにより、硬化物となり得る。硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化させることができる任意の適切な硬化剤を用いることができる。1つの実施形態において、硬化剤は光カチオン重合開始剤を含む。光カチオン重合開始剤を含むことにより、カチオン重合硬化物である保護層を形成することができる。光カチオン重合開始剤としては、紫外線等の光照射により芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を硬化させることかできる任意の適切な化合物を用いることができる。光カチオン重合開始剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0034】
光カチオン重合開始剤としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、p-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4-(ジフェニルスルフォニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4-(ジフェニルスルフォニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、(2,4-シクロペンタジエン-1-イル)[(1-メチルエチル)ベンゼン]-Fe-ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。好ましくは、トリフェニルスルホニウム塩系ヘキサフルオロアンチモネートタイプの光カチオン重合開始剤、ジフェニルヨードニウム塩系ヘキサフルオロアンチモネートタイプの光カチオン重合開始剤が用いられる。
【0035】
光カチオン重合開始剤としては市販品を用いてもよい。市販品としては、トリフェニルスルホニウム塩系ヘキサフルオロアンチモネートタイプのSP-170(ADEKA社製)、CPI-101A(サンアプロ社製)、WPAG-1056(和光純薬工業社製)、ジフェニルヨードニウム塩系ヘキサフルオロアンチモネートタイプのWPI-116(和光純薬工業社製)等が挙げられる。
【0036】
光カチオン重合開始剤の含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1重量部~3重量部であり、より好ましくは0.25重量部~2重量部である。光カチオン重合開始剤の含有量が0.1重量部未満の場合、光(紫外線)を照射しても十分に硬化しない場合がある。
【0037】
C-3.保護層の構成および特性
保護層は、上記のとおり、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂を含む。さらに、保護層は、好ましくは、芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂の光カチオン重合硬化物、または、当該エポキシ樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成されている。このような硬化物または固化物であれば、押出成形フィルムに比べて厚みを格段に薄くすることができる。保護層の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは7μm以下であり、さらに好ましくは5μm以下であり、特に好ましくは3μm以下である。保護層の厚みは、例えば1μm以上であり得る。芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂の硬化物である保護層は、偏光子との密着性に優れる。そのため、上記のような厚みであっても、従来のフィルムを用いた保護層と同程度に偏光子を保護し得る。
【0038】
保護層(芳香族骨格とジオール骨格とを有するエポキシ樹脂の硬化物)は、目的に応じて任意の適切な添加剤を含んでいてもよい。添加剤の具体例としては、紫外線吸収剤;レベリング剤;ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;耐光安定剤、耐候安定剤、熱安定剤等の安定剤;ガラス繊維、炭素繊維等の補強材;近赤外線吸収剤;トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、トリアリルホスフェート、酸化アンチモン等の難燃剤;アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤等の帯電防止剤;無機顔料、有機顔料、染料等の着色剤;有機フィラーまたは無機フィラー;樹脂改質剤;有機充填剤や無機充填剤;可塑剤;滑剤;帯電防止剤;難燃剤;などが挙げられる。添加剤は、通常、保護層形成時に溶液に添加される。添加剤の種類、数、組み合わせ、添加量等は、目的に応じて適切に設定され得る。
【0039】
D.位相差層付偏光板
上記C項に記載の偏光板は、他の光学フィルムおよび/または光学部材との積層体として提供され得る。1つの実施形態においては、偏光板は、位相差フィルムとの積層体(位相差層付偏光板)として提供され得る。したがって、本発明は、上記偏光板を有する位相差層付偏光板を包含する。本発明の実施形態による位相差層付偏光板は、上記の偏光板と位相差層とを備える。位相差層の光学特性(例えば、屈折率特性、面内位相差(Re)、厚み方向の位相差(Rth)、波長分散特性)、数、組み合わせ、配置順序等は目的に応じて適切に設定され得る。
【実施例0040】
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。各特性の測定方法は以下の通りである。なお、特に明記しない限り、実施例における「部」および「%」は重量基準である。
【0041】
(1)突き刺し試験
実施例または比較例で得られた偏光板または偏光子について、ニードルを装着した圧縮試験機(カトーテック社製、製品名「NDG5」、ニードル貫通力測定仕様)に載置し、室温(23℃±3℃)環境下、荷重5kgで突き刺した。該偏光板または偏光子が破断する際の伸び率(mm)および強度(g)を算出した。
(2)厚み
実施例または比較例で得られた偏光板または偏光子について、ダイヤルゲージ(PEACOCK社製、製品名「DG-205」、ダイヤルゲージスタンド(製品名「pds-2」))を用いて厚みを測定した。
(3)ガラス転移温度(Tg)
実施例または比較例で得られた保護層を短冊状に切り出した後、粘弾性スペクトロメータ(SIIナノテクノロジー社製、製品名「DMS6100」)を用いて、温度範囲-80℃~150℃、昇降温速度2℃/min、周波数1Hzの条件下で測定を行った。
(4)密着性
実施例および比較例で得られた偏光板から、偏光子の吸収軸方向に直交する方向および吸収軸方向をそれぞれ対向する二辺とする試験片(50mm×50mm)を切り出した。試験片の偏光子側表面に粘着剤を塗布し、ガラス板に貼り付けた。次いで、保護層(塗布膜の固化物)側表面にカッターナイフで10×10のマス目となるよう切り込みを入れ、粘着テープ(積水化学工業社製)を表面に貼り付けた。その後、粘着テープを剥離し、100のマス目のうち剥がれたマスの数を評価した。 良:マスの数が50以上 不良:マスの数が50未満
(5)曲面追従性
スマートフォンの角部を想定した治具をアクリル樹脂で作製し、実施例および比較例で得られた偏光板を湾曲部に追従させて手で引っ張り、偏光子にシワやクラックが入るかを目視で評価した。
良:シワやクラックやヒビが確認できなかった
不良:シワやクラックやヒビが確認された
【0042】
<実施例1>
1.偏光子/樹脂基材の積層体の作製
樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、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)を用いた。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「ゴーセファイマー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、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℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(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41.5%±0.1%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4.0重量%、ヨウ化カリウム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、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は5.2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光子を形成し、偏光子/樹脂基材の積層体を作製した。以下、当該偏光子を偏光子Aと称する。
【0043】
2.保護層形成組成物の調製
芳香族骨格とジオール骨格を有するエポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、「YX7105」)30部をメチルエチルケトン67.6部に溶解し、エポキシ樹脂溶液を得た。得られたエポキシ樹脂溶液に、光カチオン重合開始剤(サンアプロ社製、商品名:CPI(登録商標)-100P)2.4部を添加し、保護層形成組成物を得た。
【0044】
3.偏光板の作製
2.で得られた保護層形成組成物を、上記で得られた偏光板の偏光子表面にワイヤーバーを用いて塗布し、塗布膜を60℃で3分間乾燥した。次いで、高圧水銀ランプを用いて積算光量が600mJ/cm2となるよう紫外線を照射し、保護層を形成した。保護層の厚みは2μm~3μmであり、ガラス転移温度(Tg)は31℃であった。以下、当該保護層を保護層Aと称する。
このようにして、保護層A/偏光子A/樹脂基材の構成を有する積層体を得た。さらに、当該積層体の樹脂基材を剥離し、偏光子の保護層と反対側の面に、同様の方法で保護層Aを形成した。このようにして、保護層A/偏光子A/保護層Aの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は1.44mmであり、強度は344gであり、厚みは11μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0045】
<実施例2>
1.偏光子/樹脂基材の積層体の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、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)を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理(処理条件:55W・min/m2)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(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー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、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℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(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41.6%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62℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4.0重量%、ヨウ化カリウム5.0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)に延伸の総倍率が3.0倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理:水中延伸処理における延伸倍率は1.25倍)。
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、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は2%であった。このようにして、樹脂基材上に厚み6.0μmの偏光子を形成した。以下、当該偏光子を偏光子Bと称する。得られた偏光子の配向関数は、0.15であった。
偏光子を上記の方法で調製したこと以外は実施例1と同様にして、保護層A/偏光子B/保護層Aの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は1.66mmであり、強度は415gであり、厚みは12μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0046】
(比較例1)
1.保護層形成組成物の調製
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、商品名:jER(登録商標) YX4000)15部をメチルエチルケトン83.8部に溶解し、エポキシ樹脂溶液を得た。得られたエポキシ樹脂溶液に、光カチオン重合開始剤(サンアプロ社製、商品名:CPI(登録商標)-100P)1.2部を添加し、保護層形成組成物を得た。以下、当該保護層形成組成物から形成される保護層を保護層Bと称する。保護層Bのガラス転移温度(Tg)は106℃であった。保護層形成組成物を上記の方法で調製したこと以外は実施例1と同様にして、保護層B/偏光子A/保護層Bの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は1.17mmであり、強度は256gであり、厚みは11μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0047】
(比較例2)
実施例2と同様の方法で偏光子Bを得たこと以外は、比較例1と同様にして、保護層B/偏光子B/保護層Bの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は1.26mmであり、強度は337gであり、厚みは12μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0048】
(比較例3)
保護層Aを偏光子Aの片面のみに設けたこと以外は実施例1と同様にして、保護層A/偏光子Aの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は、保護層側から突き刺し試験を行った場合は1.35mmであり、偏光子側から突き刺し試験を行った場合は1.00mm以下であった。該偏光板の強度は、保護層側から突き刺し試験を行った場合は285gであり、偏光子側から突き刺し試験を行った場合は100g以下であった。さらに、該偏光板の厚みは8μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0049】
(比較例4)
実施例1と同様の方法で偏光子Aを作製し、保護層を設けなかった。該偏光子の伸び率は1.00mm以下であり、強度は100g以下であり、厚みは5μmであった。得られた偏光子を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0050】
(比較例5)
実施例2と同様の方法で偏光子Bを作製し、保護層を設けなかった。該偏光子の伸び率は1.38mmであり、強度は267gであり、厚みは6μmであった。得られた偏光子を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0051】
(比較例6)
保護層にアクリルフィルム(厚み20μm、ガラス転移温度(Tg)123℃、以下保護層Cと称する)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、保護層C/偏光子A/保護層Cの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は1.00mm以下であり、強度は500g以上であり、厚みは45μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0052】
(比較例7)
保護層Cを偏光子Aの片側にのみ形成したこと以外は比較例6と同様にして、保護層C/偏光子Aの構成を有する偏光板を得た。該偏光板の伸び率は1.00mm以下であり、強度は500g以上であり、厚みは25μmであった。得られた偏光板を上記(4)および(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
【0053】
【表1】
比較例3における(1)は、保護層側から突き刺し試験を行った場合の結果を示し、(2)は偏光子側から突き刺し試験を行った場合の結果を示す。
【0054】
<評価>
表1から明らかなように、実施例1および2の構成を有する偏光板は、密着性に優れ、かつ、曲面追従性に優れることがわかる。
本発明の偏光板は、画像表示装置に好適に用いられる。画像表示装置としては、例えば、携帯情報端末(PDA)、スマートフォン、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯ゲーム機などの携帯機器;パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機などのOA機器;ビデオカメラ、テレビ、電子レンジなどの家庭用電気機器;バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオなどの車載用機器;デジタルサイネージ、商業店舗用インフォメーション用モニターなどの展示機器;監視用モニターなどの警備機器;介護用モニター、医療用モニターなどの介護・医療機器;が挙げられる。