(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】P2025100973
(43)【公開日】2025-07-04
(54)【発明の名称】偏光板および画像表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20250627BHJP
C08J 5/18 20060101ALI20250627BHJP
【FI】
G02B5/30
C08J5/18 CFD
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2025065805
(22)【出願日】2025-04-11
(62)【分割の表示】P 2023087991の分割
【原出願日】2023-05-29
(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】荻野 真悠子
(72)【発明者】
【氏名】中原 歩夢
(57)【要約】
【課題】屈曲可能または折り畳み可能な画像表示装置に好適に適用され得る偏光板および画像表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態による偏光板は、偏光子と、保護層と、を備えている。該保護層は、該偏光子の少なくとも一方面に設けられている。該保護層の破断伸度は、20mm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、
前記偏光子の少なくとも一方側に配置された保護層と、を備え、
25℃における前記保護層の破断伸度は、20mm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、偏光板および画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置および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)に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置には、代表的には、偏光子と保護層とを備える偏光板が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
近年、画像表示装置の用途が多様化しており、画像表示装置のフレキシブル化・屈曲可能化が検討されている。しかし、特許文献1に記載の偏光板を、屈曲可能または折り畳み可能な画像表示装置に適用すると、画像表示装置の屈曲性が不十分となる場合がある。
【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、屈曲可能または折り畳み可能な画像表示装置に好適に適用され得る偏光板および画像表示装置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1つの実施形態よる偏光板は、偏光子と、保護層と、を備えている。該保護層は、該偏光子の少なくとも一方側に配置されている。25℃における該保護層の破断伸度は、20mm以上である。
[2]本発明の別の局面による画像表示装置は、上記[1]に記載の偏光板と、屈曲可能な画像表示パネルと、をこの順に備えている。
[3]上記[2]に記載の画像表示装置において、上記画像表示パネルの厚みに対する上記保護層の厚み比は、1~2であってもよい。
【発明の効果】
【0006】
本発明の実施形態によれば、屈曲可能または折り畳み可能な画像表示装置に好適に適用できる偏光板および画像表示装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】
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2】
図2は、本発明の別の実施形態による偏光板の概略断面図である。
【
図3】
図3は、
図2の偏光板を備える画像表示装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の代表的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、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、厚さ、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。
【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。
【0010】
A.偏光板の全体構成
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1に示すように、偏光板100は、偏光子2と、保護層1と、を備えている。保護層1は、偏光子2の少なくとも一方側に配置されている。保護層1は、代表的には、可撓性を有している。25℃における保護層1の破断伸度は、20mm以上である。破断伸度は、例えば、JIS K 7127に準拠して測定し得る。
保護層の破断伸度が20mm以上であると、保護層および偏光子を備える偏光板に十分な屈曲耐久性を付与し得る。このような偏光板であれば、屈曲可能(ベンダブル)な画像表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置、無機EL表示装置)、好ましくは折り畳み可能(フォルダブル)な画像表示装置、より好ましくは折り畳み可能(フォルダブル)な有機EL表示装置に適用可能である。
【0011】
保護層1の破断伸度は、好ましくは25mm以上、より好ましくは30mm以上である。保護層の破断伸度がこのような下限以上であれば、偏光板の屈曲耐久性をより向上し得る。
一方、保護層1の破断伸度は、例えば150mm以下、好ましくは130mm以下、より好ましくは100mm以下、さらに好ましくは50mm以下である。保護層の破断伸度がこのような上限以下であれば、保護層の変形を抑制し得る。
【0012】
85℃85%RH(相対湿度)における保護層1の損失正接tanδは、例えば15×10-2以下、好ましくは13×10-2以下、より好ましくは10×10-2以下、さらに好ましくは7.0×10-2以下である。一方、85℃85%RH(相対湿度)における保護層1の損失正接tanδの下限は、代表的には、4.0×10-2である。
100℃における保護層1の損失正接tanδは、例えば15×10-2以下、好ましくは13×10-2以下、より好ましくは10×10-2以下、さらに好ましくは8.0×10-2以下、とりわけ好ましくは6.0×10-2以下である。一方、100℃における保護層1の損失正接tanδの下限は、代表的には、3.0×10-2である。なお、保護層のtanδは、例えば、測定周波数5Hzにて、引張モードで動的粘弾性を測定することにより観測される。
保護層のtanδがこのような下限以上であれば、屈曲した際の応力緩和が働き、残留応力等によるクラック等の故障モードが改善され得る。保護層のtanδがこのような上限以下であれば、屈曲を複数回しても折り目がつかず良好な画像表示を維持し得る。
【0013】
保護層1の厚みは、例えば10μm以上、好ましくは20μm以上である。保護層の厚みがこのような下限以上であれば、偏光板に優れた屈曲耐久性を安定して付与し得る。一方、保護層1の厚みは、例えば130μm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは47μm以下、とりわけ好ましくは42μm以下、特に好ましくは30μm以下である。保護層の厚みがこのような上限以下であれば、偏光板に優れた屈曲耐久性を安定して付与し得、かつ、偏光板の薄型化を図り得る。
【0014】
図2に示すように、1つの実施形態では、保護層1は、偏光子2の両側に配置されている。以下では、偏光子2の一方側に配置される保護層1を第1保護層1aとし、偏光子2の他方側に配置される保護層1を第2保護層1bと称して区別する場合がある。
【0015】
以下、偏光板の構成要素の詳細について説明する。
【0016】
B.偏光子
偏光子2としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムから構成されてもよく、二層以上の積層体を用いて調製されてもよい。
【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などの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料など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などポリエン系配向フィルムが挙げられる。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】
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積層されたPVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)との積層体、あるいは、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。本発明の1つの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、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、本発明の1つの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することが可能となる。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など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など、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。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。
【0019】
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、乾燥処理などが施される。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。
【0020】
偏光子2の厚みは、例えば1μm~80μmであり、好ましくは1μm~15μmであり、より好ましくは1μm~12μmであり、さらに好ましくは3μm~12μmである。偏光子の厚みがこのような範囲であれば、加熱時のカールを良好に抑制し得、かつ、良好な加熱時の外観耐久性が得られ得る。
【0021】
偏光子2は、代表的には、波長380nm~780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子2の単体透過率は、例えば41.5%~46.0%であり、好ましくは43.0%~46.0%であり、より好ましくは44.5%~46.0%である。偏光子2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】
C.保護層
保護層1は、樹脂材料を主成分として含む樹脂フィルムから構成されている。当該樹脂材料の具体例としては、ポリノルボルネン系などのシクロオレフィン(COP)系;ポリエチレンテレフタレート(PET)系などのポリエステル系;トリアセチルセルロース(TAC)などのセルロース系樹脂;ポリカーボネート(PC)系;(メタ)アクリル系;ポリビニルアルコール系;ポリアミド系;ポリイミド系;ポリエーテルスルホン系;ポリスルホン系;ポリスチレン系;ポリオレフィン系;アセテート系などの透明樹脂が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂なども挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN-メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。樹脂フィルムの材料は、単独でまたは組み合わせて使用し得る。
【0023】
このような樹脂材料のなかでは、好ましくは、PC系樹脂が挙げられる。
【0024】
PC系樹脂は、下記構造式(1)で表される結合構造を有するジヒドロキシ化合物に由来する構成単位を少なくとも含み、分子内に少なくとも一つの結合構造-CH
2-O-を有するジヒドロキシ化合物を少なくとも含むジヒドロキシ化合物と、炭酸ジエステルとを、重合触媒の存在下反応させることにより製造される。言い換えれば、PC系樹脂は、ジヒドロキシ化合物由来の構造単位と、炭酸ジエステル由来のカーボネート基と、を含んでいる。
【化1】
【0025】
ここで、構造式(1)で表される結合構造を有するジヒドロキシ化合物としては、2個のアルコール性水酸基をもち、分子内に連結基-CH2-O-を有する構造を含み、重合触媒の存在下、炭酸ジエステルと反応してポリカーボネートを生成し得る化合物であれば如何なる構造の化合物であっても使用することが可能であり、複数種併用しても構わない。
【0026】
また、PC系樹脂に用いるジヒドロキシ化合物として、上記構造式(1)で表される結合構造を有さないジヒドロキシ化合物を併用しても構わない。以下、構造式(1)で表される結合構造を有するジヒドロキシ化合物をジヒドロキシ化合物(A)、構造式(1)で表される結合構造を有さないジヒドロキシ化合物をジヒドロキシ化合物(B)と略記する場合がある。
【0027】
(ジヒドロキシ化合物(A))
ジヒドロキシ化合物(A)における「連結基-CH2-O-」とは、水素原子以外の原子と互いに結合して分子を構成する構造を意味する。この連結基において、少なくとも酸素原子が結合し得る原子または炭素原子と酸素原子とが同時に結合し得る原子としては、炭素原子が好ましい。ジヒドロキシ化合物(A)中の「連結基-CH2-O-」の数は、好ましくは1以上、より好ましくは2~4である。
【0028】
ジヒドロキシ化合物(A)として、具体的には、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-イソプロピルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-イソブチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-tert-ブチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-シクロヘキシルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-フェニルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3,5-ジメチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-tert-ブチル-6-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-(3-ヒドロキシ-2,2-ジメチルプロポキシ)フェニル)フルオレンで例示されるような、側鎖に芳香族基を有し、主鎖に芳香族基に結合したエーテル基を有する化合物;ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]ジフェニルメタン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]エタン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-1-フェニルエタン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-メチルフェニル]プロパン、2,2-ビス[3,5-ジメチル-4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、1,4-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、1,3-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-3-フェニルフェニル]プロパン、2,2-ビス[(2-ヒドロキシエトキシ)-3-イソプロピルフェニル]プロパン、2,2-ビス[3-tert-ブチル-4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]ブタン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-4-メチルペンタン、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]オクタン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]デカン、2,2-ビス[3-ブロモ-4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[3-シクロヘキシル-4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパンで例示されるような、ビス(ヒドロキシアルコキシアリール)アルカン類;1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、1,1-ビス[3-シクロヘキシル-4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロペンタンで例示されるような、ビス(ヒドロキシアルコキシアリール)シクロアルカン類;4,4’-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ジフェニルエ-テル、4,4’-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)-3,3’-ジメチルジフェニルエ-テルで例示されるような、ジヒドロキシアルコキシジアリールエーテル類;4,4’-ビス(2-ヒドロキエトキシフェニル)スルフィド、4,4’-ビス[4-(2-ジヒドロキシエトキシ)-3-メチルフェニル]スルフィドで例示されるような、ビスヒドロキシアルコキシアリールスルフィド類;4,4’-ビス(2-ヒドロキエトキシフェニル)スルホキシド、4,4’-ビス[4-(2-ジヒドロキシエトキシ)-3-メチルフェニル]スルホキシドで例示されるような、ビスヒドロキシアルコキシアリールスルホキシド類;4,4’-ビス(2-ヒドロキエトキシフェニル)スルホン、4,4’-ビス[4-(2-ジヒドロキシエトキシ)-3-メチルフェニル]スルホンで例示されるような、ビスヒドロキシアルコキシアリールスルホン類;1,4-ビスヒドロキシエトキシベンゼンで例示されるような、ビスヒドロキシアルコキシベンゼン類;1,3-ビス[2-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロピル]ベンゼン;1,4-ビス[2-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロピル]ベンゼン;4,4’-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ビフェニル;1,3-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-5,7-ジメチルアダマンタン;下記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物で例示されるような、無水糖アルコール;および、下記一般式(3)で表されるスピログリコールで例示されるような、環状エーテル構造を有する化合物が挙げられる。ジヒドロキシ化合物(A)は、単独でまたは組み合わせて使用し得る。
【0029】
【0030】
【0031】
これらジヒドロキシ化合物(A)のなかでは、好ましくは、上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物が挙げられる。上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物としては、立体異性体の関係にある、イソソルビド、イソマンニド、イソイデットが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、ジヒドロキシ化合物(A)のうち、資源として豊富に存在し、容易に入手可能な種々のデンプンから製造されるソルビトールを脱水縮合して得られるイソソルビドが、入手および製造のし易さ、光学特性、成形性の面から最も好ましい。
【0032】
PC系樹脂が含む全ジヒドロキシ化合物由来の構造単位に対して、ジヒドロキシ化合物(A)由来の構造単位の割合は、例えば10モル%以上、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上である。一方、ジヒドロキシ化合物(A)由来の構造単位の割合は、例えば100モル%以下、好ましくは90モル%以下、より好ましくは80モル%以下、さらに好ましくは70モル%以下である。ジヒドロキシ化合物(A)の割合が上記の範囲であると、保護層の破断伸度を安定して上記範囲に調整し得る。
【0033】
(ジヒドロキシ化合物(B))
PC系樹脂の構造単位となるジヒドロキシ化合物として、ジヒドロキシ化合物(A)とともに、ジヒドロキシ化合物(B)を用いることができる。ジヒドロキシ化合物(A)および(B)を併用すると、保護層の破断伸度をより安定して上記範囲に調整し得る。
【0034】
ジヒドロキシ化合物(B)は、代表的には、ジヒドロキシ化合物(A)以外のジヒドロキシ化合物である。ジヒドロキシ化合物(B)として、例えば、脂環式ジヒドロキシ化合物、脂肪族ジヒドロキシ化合物、オキシアルキレングリコール類、芳香族ジヒドロキシ化合物、環状エーテル構造を有するジオール類が挙げられる。ジヒドロキシ化合物(B)は、単独でまたは組み合わせて使用し得る。
ジヒドロキシ化合物(B)のなかでは、好ましくは、脂環式ジヒドロキシ化合物が挙げられる。
【0035】
脂環式ジヒドロキシ化合物としては、特に限定されないが、好ましくは、通常5員環構造または6員環構造を含む化合物が挙げられる。また、6員環構造は、共有結合によって椅子形もしくは舟形に固定されていてもよい。脂環式ジヒドロキシ化合物が5員環または6員環構造であることにより、得られるPC系樹脂の耐熱性の向上を図り得る。脂環式ジヒドロキシ化合物に含まれる炭素原子数は、例えば70以下、好ましくは50以下、より好ましくは30以下である。
【0036】
5員環構造または6員環構造を含む脂環式ジヒドロキシ化合物として、具体的には、下記一般式(I)または(II)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物が挙げられる。
HOCH2-R1-CH2OH (I)
HO-R2-OH (II)
(式(I)、(II)中、R1およびR2のそれぞれは、炭素数4~20のシクロアルキレン基を示す。)
【0037】
上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるシクロヘキサンジメタノールは、一般式(I)において、R1が下記一般式(Ia)(式中、R3は炭素数1~12のアルキル基または水素原子を示す。)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。
【0038】
【0039】
上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるトリシクロデカンジメタノール、または、ペンタシクロペンタデカンジメタノールは、一般式(I)において、R1が下記一般式(Ib)(式中、nは0または1を示す。)で表される種々の異性体を包含する。
【0040】
【0041】
上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるデカリンジメタノール、または、トリシクロテトラデカンジメタノールは、一般式(I)において、R1が下記一般式(Ic)(式中、mは0または1を示す。)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、2,6-デカリンジメタノール、1,5-デカリンジメタノール、2,3-デカリンジメタノールが挙げられる。
【0042】
【0043】
上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるノルボルナンジメタノールは、一般式(I)において、R1が下記一般式(Id)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、2,3-ノルボルナンジメタノール、2,5-ノルボルナンジメタノールが挙げられる。
【0044】
【0045】
一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるアダマンタンジメタノールは、一般式(I)において、R1が下記一般式(Ie)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、1,3-アダマンタンジメタノールが挙げられる。
【0046】
【0047】
上記一般式(II)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるシクロヘキサンジオールは、一般式(II)において、R2が下記一般式(IIa)(式中、R3は炭素数1~12のアルキル基または水素原子を示す。)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、2-メチル-1,4-シクロヘキサンジオールが挙げられる。
【0048】
【0049】
上記一般式(II)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるトリシクロデカンジオール、または、ペンタシクロペンタデカンジオールは、一般式(II)において、R2が下記一般式(IIb)(式中、nは0または1を示す。)で表される種々の異性体を包含する。
【0050】
【0051】
上記一般式(II)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるデカリンジオール、または、トリシクロテトラデカンジオールは、一般式(II)において、R2が下記一般式(IIc)(式中、mは0または1を示す。)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、2,6-デカリンジオール、1,5-デカリンジオール、2,3-デカリンジオールが挙げられる。
【0052】
【0053】
上記一般式(II)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるノルボルナンジオールは、一般式(II)において、R2が下記一般式(IId)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとしては、具体的には、2,3-ノルボルナンジオール、2,5-ノルボルナンジオールが挙げられる。
【0054】
【0055】
上記一般式(II)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物であるアダマンタンジオールは、一般式(II)において、R2が下記一般式(IIe)で表される種々の異性体を包含する。このようなものとして、具体的には、1,3-アダマンタンジオールが挙げられる。
【0056】
【0057】
上記した脂環式ジヒドロキシ化合物の具体例のなかでは、好ましくは、シクロヘキサンジメタノール類、トリシクロデカンジメタノール類、アダマンタンジオール類、ペンタシクロペンタデカンジメタノール類が挙げられ、入手のしやすさ、取り扱いのしやすさという観点から、より好ましくは、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノールが挙げられ、さらに好ましくは、トリシクロデカンジメタノールが挙げられる。
【0058】
PC系樹脂が含む全ジヒドロキシ化合物由来の構造単位に対して、ジヒドロキシ化合物(B)由来の構造単位の割合は、例えば0モル%以上、好ましくは10モル%以上、より好ましくは20モル%以上、さらに好ましくは30モル%以上である。一方、ジヒドロキシ化合物(B)由来の構造単位の割合は、例えば90モル%以下、好ましくは60モル%以下、より好ましくは40モル%以下である。
【0059】
これらPC系樹脂の詳細は、例えば、特開2012-31370号公報(特許第5448264号)に記載されている。当該特許文献の記載は、本明細書に参考として援用される。
【0060】
1つの実施形態において、PC系樹脂は、上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物(A)由来の構造単位と、上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物(B)由来の構造単位と、それらを連結するカーボネート基と、を含んでいる。これら構造単位を含むPC系樹脂を樹脂フィルムに適用すると、保護層の破断伸度をより一層安定して上記範囲に調整し得る。
このようなPC系樹脂において、上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物(A)由来の構造単位と、上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物(B)由来の構造単位とのモル比(A:B)は、例えば5:5~9:1であり、好ましくは6:4~8:2である。
このようなPC系樹脂において、上記式(2)で表されるジヒドロキシ化合物(A)と上記一般式(I)で表される脂環式ジヒドロキシ化合物(B)との組み合わせは、好ましくは、イソソルビドとトリシクロデカンジメタノールとの組み合わせである。
【0061】
保護層1は、上記した樹脂材料に加えて、任意の適切な添加剤を含んでいてもよい。添加剤として、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、造核剤、充填剤、顔料、界面活性剤、帯電防止剤が挙げられる。保護層1の表面(偏光子2と反対側の表面)には、任意の適切な表面処理層が設けられていてもよい。表面処理層として、例えば、ハードコート層、易接着層、易滑層、ブロッキング防止層、帯電防止層、反射防止層、オリゴマー防止層が挙げられる。
【0062】
保護層1は、代表的には、光学的に等方性を有する。本明細書において、「光学的に等方性」とは、面内位相差Re(550)および厚み方向の位相差Rth(550)が下記の範囲であることを意味する。
保護層1の面内位相差Re(550)は、例えば10nm以下、好ましくは5nm以下、より好ましくは3nm以下である。一方、保護層1の面内位相差Re(550)の下限は、代表的には0nmである。
保護層1の厚み方向の位相差Rth(550)は、例えば-10nm~+10nmであり、好ましくは-5nm~+5nmである。
【0063】
保護層1の全光線透過率は、例えば80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上である。
保護層1のヘイズ値は、例えば2.0%以下、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.7%以下、とりわけ好ましくは0.5%以下、特に好ましくは0.3%以下である。保護層1のヘイズ値の下限は、代表的には0.05%である。
保護層の全光線透過率および/またはヘイズ値がこのような範囲であれば、保護層が偏光子の光学特性に影響することを抑制し得る。
【0064】
D.接着層(粘着剤層または接着剤層)
図示しないが、保護層1は、代表的には、接着層(粘着剤層または接着剤層)を介して、偏光子2に貼り付けられている。
【0065】
粘着剤層を構成する粘着剤として、例えば、(メタ)アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、エポキシ系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤が挙げられる。粘着剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。粘着剤のなかでは、好ましくは(メタ)アクリル系粘着剤が挙げられる。
【0066】
粘着剤層の厚みは、代表的には10μm~250μmであり、好ましくは10μm~150μmである。粘着剤層は、単一層であってもよく、積層構造を有していてもよい。
【0067】
25℃における粘着剤層の貯蔵弾性率(G´)は、例えば0.01MPa~1.00MPaであり、好ましくは0.05MPa~0.50MPaである。粘着剤層の貯蔵弾性率がこのような範囲であれば、非常に優れた屈曲性を有する偏光板を実現し得、結果として、屈曲可能または折り畳み可能な画像表示装置(特に有機EL表示装置)を実現し得る。
【0068】
接着剤層を構成する接着剤として、例えば、熱硬化型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられ、好ましくは紫外線硬化型接着剤が挙げられる。接着剤層の厚みは、例えば0.4μm以上3.0μm以下である。
これら接着層のなかでは、好ましくは接着剤層が挙げられる。
【0069】
E.画像表示装置
1つの実施形態において、上記A項~D項に記載の偏光板は、屈曲可能な画像表示パネルに貼り付けられて用いられる。
図3は、
図2の偏光板を備える画像表示装置の概略断面図である。図示例の画像表示装置200は、偏光板100と、屈曲可能な画像表示パネル5と、をこの順に備えている。
【0070】
偏光板100は、代表的には、画像表示パネル5に対して視認側に配置されている。1つの実施形態において、偏光板100は、任意の適切な接着層(粘着剤層または接着剤層)を介して、画像表示パネル5に貼り付けられている。
屈曲可能な画像表示パネル5は、代表的には、画像表示セルを含んでいる。屈曲可能な画像表示パネル5として、例えば、液晶表示パネル、有機ELパネル、無機ELパネルが挙げられ、好ましくは、有機ELパネルが挙げられる。屈曲可能な画像表示パネル5は、例えば特開2017-126061号公報に記載されている。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。
偏光板100を画像表示パネル5に貼り付ける接着層として、好ましくは、上記した粘着剤層が挙げられ、より好ましくはアクリル系粘着剤から構成される粘着剤層が挙げられる。
【0071】
1つの実施形態において、偏光板100が備える保護層1の厚みは、画像表示パネル5の厚みに対して、例えば0.6~2.2であり、好ましくは1.0~2.0である。保護層と画像表示パネルとの厚み比がこのような範囲であれば、画像表示装置に好適な屈曲性を安定して付与し得る。
【0072】
このような画像表示装置200は、上記のように、屈曲可能または折り畳み可能である。なお、画像表示装置を光学表示装置と称する場合があり、画像表示パネルを光学表示パネルと称する場合があり、画像表示セルを光学表示セルと称する場合がある。
【実施例0073】
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、各特性の測定方法は以下の通りである。
【0074】
(1)保護層(樹脂フィルム)の破断伸度
実施例および比較例において保護層となる樹脂フィルムをダンベル型(幅10mm、長さ100mm)に切断して、試験サンプルを得た。次いで、試験サンプルを、引張試験機としてオートグラフ AGS-50D型(島津製作所社製)を用い、チャック間10mm、60mm/minの引張り速度で引張試験を行い、応力-歪み曲線を求めた。また、試験サンプルが破断した時の応力を求めて破断強度とし、試験サンプルが破断した時の歪み(伸び率)を求めて破断伸度とした。その結果を表1に示す。
【0075】
(2)保護層(樹脂フィルム)の損失正接tanδ
実施例および比較例で用いられる樹脂フィルムの損失正接tanδを、動的粘弾性測定装置(IT計測制御社製)により、下記条件において測定した。その結果を表1に示す。
<測定条件>
測定温度:85℃または100℃
測定湿度:85RH%(相対湿度)*85℃の場合のみ
モード:引張
周波数:5Hz
サンプル幅:5mm
チャック間距離:20mm
【0076】
(3)有機EL表示装置の屈曲性
実施例および比較例で得られた偏光板を、屈曲可能な有機ELパネルのダミーとして、透明ポリイミドフィルム(KOLON社製、厚み25μm)を用い、アクリル系粘着剤(厚み15μm)によって貼り付けた。有機ELパネルの厚みに対する保護層の厚み比を表1に示す。次いで、得られた評価用サンプルを、偏光子の吸収軸の方向を長辺として、100mm×20mmの短冊状に切り出した。切り出したサンプルを、無負荷U字伸縮試験機(ユアサシステム機器社製「小型卓上型耐久試験機DLMD111LHA」および「U字伸縮試験冶具」)に、偏光子側を屈曲の内側となるようにセットし、下記の条件で屈曲試験を行った。
環境条件:25℃、55%RH
試験速度:60rpm
屈曲半径:R3
屈曲回数:10万回
その後、有機EL表示装置の屈曲性を下記の基準で評価した。その結果を表1に示す。
〇:偏光板にクラックが入っていない。
×:偏光板にクラックが入っている。
【0077】
<<調製例1:PC系樹脂フィルム>>
イソソルビド(ISB)81.98質量部に対して、トリシクロデカンジメタノール(TCDDM)47.19質量部、ジフェニルカーボネート(DPC)175.1質量部、および、触媒としての炭酸セシウム0.2質量%水溶液0.979質量部を反応容器に投入し、窒素雰囲気下にて、反応の第1段目の工程として、加熱槽温度を150℃に加熱し、必要に応じて攪拌しながら、原料を溶解させた(約15分)。次いで、圧力を常圧から13.3kPaにし、加熱槽温度を190℃まで1時間で上昇させながら、発生するフェノールを反応容器外へ抜き出した。反応容器全体を190℃で15分保持した後、第2段目の工程として、反応容器内の圧力を6.67kPaとし、加熱槽温度を230℃まで、15分で上昇させ、発生するフェノールを反応容器外へ抜き出した。攪拌機の攪拌トルクが上昇してくるので、8分で250℃まで昇温し、さらに発生するフェノールを取り除くため、反応容器内の圧力を0.200kPa以下に到達させた。所定の攪拌トルクに到達後、反応を終了し、生成した反応物を水中に押し出して、PC系樹脂のペレットを得た。得られたPC系樹脂を100℃で12時間真空乾燥をした後、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1700mm、設定温度:250℃)、キャストロール(設定温度:60℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み25μmのPC系樹脂フィルムを作製した。PC系樹脂フィルムの面内位相差Re(550)は、3.0nmであった。
【0078】
<<調製例2:PC系樹脂フィルム>>
厚みを60μmに変更したこと以外は、調製例1と同様にして、PC系樹脂フィルムを作製した。
【0079】
[実施例1]
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(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー」)を9:1で混合したPVA系樹脂100質量部に、ヨウ化カリウム13質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質量部に対して、ホウ酸を4質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質量部に対して、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質量部に対して、ヨウ化カリウムを3質量部配合し、ホウ酸を5質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質量部に対して、ヨウ化カリウムを4質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、樹脂基材上に厚み約5μmの偏光子を形成し、樹脂基材/偏光子の構成を有する積層体を得た。
得られた積層体の偏光子表面(樹脂基材とは反対側の面)と調製例1で得られたPC系樹脂フィルム(第1保護層)とを接着剤(具体的には活性エネルギー線硬化型接着剤)を用いて貼り合わせ、紫外線を照射して接着剤を硬化させた。
次いで、樹脂基材をはく離し、偏光子における樹脂基材のはく離面と調製例1で得られたPC系樹脂フィルム(第2保護層)とを接着剤(具体的には活性エネルギー線硬化型接着剤)を用いて貼り合わせ、紫外線を照射して接着剤を硬化させた。
以上によって、第1保護層/偏光子/第2保護層の構成を有する偏光板を得た。
【0080】
[実施例2]
調製例1のPC系樹脂フィルムを、厚み40μmのPETフィルム(東レ社製、品番「50U48」)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を得た。
【0081】
[比較例1]
調製例1のPC系樹脂フィルムを、厚み50μmのCOP系樹脂フィルム(日本ゼオン社製、品番ZF16)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を得た。
【0082】
[比較例2]
調製例1のPC系樹脂フィルムを、厚み25μmのアクリル系樹脂フィルム(カネカ社製、製品名「HTX-Z」)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を得た。
【0083】
[比較例3]
調製例1のPC系樹脂フィルムを、調製例2のPC系樹脂フィルムに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を得た。
【0084】
【0085】
[評価]
表1から明らかなように、保護層の破断伸度が20mm以上であると、当該保護層を備える偏光板を有機EL表示装置に適用することにより、有機EL表示装置に優れた屈曲性を付与し得ることがわかる。