IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 住友化学株式会社の特許一覧

<>
  • 特開-光学積層体 図1
  • 特開-光学積層体 図2
< >
(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】P2025101729
(43)【公開日】2025-07-07
(54)【発明の名称】光学積層体
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/30 20060101AFI20250630BHJP
   G02B 5/22 20060101ALN20250630BHJP
   G02B 1/14 20150101ALN20250630BHJP
【FI】
G02B5/30
G02B5/22
G02B1/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024201662
(22)【出願日】2024-11-19
(31)【優先権主張番号】P 2023218235
(32)【優先日】2023-12-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史
(72)【発明者】
【氏名】田中 貴景
【テーマコード(参考)】
2H148
2H149
2K009
【Fターム(参考)】
2H148CA27
2H149AA18
2H149AB02
2H149AB24
2H149BA02
2H149CA02
2H149DA02
2H149DA12
2H149FA02Z
2H149FA03W
2H149FA05Z
2H149FA24Y
2H149FA52Y
2H149FA58Y
2H149FC03
2H149FC08
2H149FD09
2H149FD18
2H149FD47
2K009AA15
(57)【要約】
【課題】高い耐屈曲性を有し、且つ、干渉ムラの発生を抑制できる光学積層体を提供すること。
【解決手段】保護フィルム、偏光子、基材フィルム、液晶硬化膜及び粘着剤層をこの順に有する光学積層体であって、液晶硬化膜の厚さが2.5μm以上であり、光学積層体の総厚に対する液晶硬化膜の厚さの割合が2.15%以上である、光学積層体。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
保護フィルム、偏光子、基材フィルム、液晶硬化膜及び粘着剤層をこの順に有する光学積層体であって、
前記液晶硬化膜の厚さが2.5μm以上であり、
前記光学積層体の総厚に対する前記液晶硬化膜の厚さの割合が2.15%以上である、光学積層体。
【請求項2】
前記保護フィルムの380nm透過率が10%以下である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項3】
前記基材フィルムの380nm透過率が50%以上である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項4】
前記基材フィルムの透湿度が50g/m・24hr以上である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項5】
前記基材フィルムの厚さが30μm以上である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項6】
前記偏光子の視感度補正単体透過率Tyが40%以上である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項7】
前記光学積層体の総厚が150μm以下であり、
前記偏光子の厚さが15μm以下である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項8】
前記液晶硬化膜の厚さが3.5μm以下である、請求項1に記載の光学積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
円偏光板は、偏光板と位相差板とが積層された光学部材であり、例えば、有機EL画像表示装置等の平面状態で画像を表示する装置において、該装置を構成する電極での光反射を防止するために用いられている。この円偏光板を構成する位相差板としては、基材上に重合性液晶化合物を塗布し、硬化させることにより作製される液晶硬化膜を用いた位相差板が知られている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2022-44293号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、ディスプレイのフレキシブル化に対する要求があり、円偏光板等の光学積層体には高い耐屈曲性が求められている。また、液晶硬化膜を用いた光学積層体には、干渉ムラが発生する場合がある。そのため、干渉ムラの発生が抑制された光学積層体が求められている。
【0005】
そこで、本発明は、高い耐屈曲性を有し、且つ、干渉ムラの発生を抑制できる光学積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の光学積層体を提供する。
[1]保護フィルム、偏光子、基材フィルム、液晶硬化膜及び粘着剤層をこの順に有する光学積層体であって、上記液晶硬化膜の厚さが2.5μm以上であり、上記光学積層体の総厚に対する上記液晶硬化膜の厚さの割合が2.15%以上である、光学積層体。
[2]上記保護フィルムの380nm透過率が10%以下である、上記[1]に記載の光学積層体。
[3]上記基材フィルムの380nm透過率が50%以上である、上記[1]又は[2]に記載の光学積層体。
[4]上記基材フィルムの透湿度が50g/m・24hr以上である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の光学積層体。
[5]上記基材フィルムの厚さが30μm以上である、上記[1]~[4]のいずれかに記載の光学積層体。
[6]上記偏光子の視感度補正単体透過率Tyが40%以上である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7]上記光学積層体の総厚が150μm以下であり、上記偏光子の厚さが15μm以下である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8]上記液晶硬化膜の厚さが3.5μm以下である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の光学積層体。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、高い耐屈曲性を有し、且つ、干渉ムラの発生を抑制できる光学積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明に係る光学積層体の一例を示す概略断面図である。
図2】耐屈曲性の評価方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【0010】
[光学積層体]
本発明の光学積層体は、保護フィルム、偏光子、基材フィルム、液晶硬化膜及び粘着剤層をこの順に有する光学積層体であって、上記液晶硬化膜の厚さが2.5μm以上であり、上記光学積層体の総厚に対する上記液晶硬化膜の厚さの割合が2.15%以上である。上記光学積層体によれば、液晶硬化膜の厚さが2.5μm以上であり、且つ、光学積層体の総厚に対する液晶硬化膜の厚さの割合が2.15%以上であることで、高い耐屈曲性を有することができ、且つ、干渉ムラの発生を抑制することができる。
【0011】
図1に本発明の一実施形態に係る光学積層体の概略断面図を示す。図1に示す光学積層体100は、粘着剤層1と、液晶硬化膜2と、配向膜3と、基材フィルム4と、接着剤層5と、偏光子6と、接着剤層7と、保護フィルム8と、をこの順に有する。光学積層体100において、液晶硬化膜2、配向膜3及び基材フィルム4により、位相差フィルム10が形成されている。位相差フィルム10と偏光子6とを含む本実施形態の光学積層体100は、円偏光板でもあり得る。また、粘着剤層1の液晶硬化膜2とは反対側の面上には、セパレートフィルムが設けられていてもよい。以下、光学積層体100を構成する各層について説明する。
【0012】
<粘着剤層1>
粘着剤層は、光学積層体を他の被着体に貼り合わせる際に好適に用いられる。粘着剤層は、感圧式粘着剤層であってもよく、接着剤層であってもよい。
【0013】
粘着剤層を形成する粘着剤組成物としては、従来公知の光学的な透明性に優れる粘着剤組成物を特に制限なく用いることができ、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂などのベースポリマーを有する粘着剤組成物を用いることができる。また、粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物、熱硬化型粘着剤組成物などであってもよい。これらの中でも、透明性、粘着力、再剥離性、耐候性、耐熱性などに優れる(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとした粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、さらに、架橋剤、シラン化合物、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
【0014】
((メタ)アクリル系樹脂)
粘着剤組成物に含まれる(メタ)アクリル系樹脂は、下記式(I)で示される(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう。)を主成分(例えば、(メタ)アクリル系樹脂の構造単位100質量部に対して50質量部以上含む。)とする重合体(以下、「(メタ)アクリル酸エステル重合体」ともいう。)であることが好ましい。なお、本明細書において、(メタ)アクリル系樹脂とはアクリル樹脂又はメタクリル樹脂のいずれでもよいことを意味し、(メタ)アクリレートなどの「(メタ)」も同様の意味である。
【0015】
【化1】

[式中、R10は、水素原子又はメチル基を表し、R20は、炭素数1~20のアルキル基を表し、上記アルキル基は直鎖状、分岐状又は環状のいずれの構造を有していてもよく、上記アルキル基の水素原子は、炭素数1~10のアルコキシ基で置き換わっていてもよい。]
【0016】
式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-へキシル(メタ)アクリレート、i-へキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、i-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、n-及びi-ノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、i-デシル(メタ)アクリレート、n-ドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。アルコキシ基含有アルキルアクリレートの具体例としては、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でもn-ブチル(メタ)アクリレート又は2-エチルへキシル(メタ)アクリレートを含むことが好ましく、特にn-ブチル(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。
【0017】
(メタ)アクリル酸エステル重合体は、構造単位(I)以外の他の単量体に由来する構成単位を含んでいてもよい。他の単量体に由来する構造単位は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。(メタ)アクリル酸エステル重合体が含み得る他の単量体としては、極性官能基を有する単量体、芳香族基を有する単量体、アクリルアミド系単量体が挙げられる。
【0018】
極性官能基を有する単量体としては、極性官能基を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。極性官能基としては、ヒドロキシ基;カルボキシ基;炭素数1~6のアルキル基で置換された置換アミノ基又は無置換アミノ基;エポキシ基などの複素環基等が挙げられる。
【0019】
(メタ)アクリル酸エステル重合体中の極性官能基を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体の全構造単位100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上10質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以上5質量部以下、特に好ましくは1質量部以上5質量部以下である。
【0020】
芳香族基を有する単量体としては、分子内に1個の(メタ)アクリロイル基と1個以上の芳香環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環など)を有し、フェニル基、フェノキシエチル基、又はベンジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。これらの構造単位を含むことで、高温、高湿環境において発生する偏光板の白抜け現象を抑制することができる。
【0021】
(メタ)アクリル酸エステル重合体中の芳香族基を有する単量体に由来する構造単位の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体の全構造単位100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは4質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは4質量部以上15質量部以下である。
【0022】
アクリルアミド系単量体としては、N-(メトキシメチル)アクリルアミド、N-(エトキシメチル)アクリルアミド、N-(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-(2-メチルプロポキシメチル)アクリルアミドなどが挙げられる。これらの構造単位を含むことで、後述する帯電防止剤等の添加物のブリードアウトを抑制することができる。
【0023】
さらに、構造単位(I)以外の他の単量体に由来する構造単位として、スチレン系単量体に由来する構造単位、ビニル系単量体に由来する構造単位、分子内に複数の(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構造単位、などが含まれていてもよい。
【0024】
(メタ)アクリル系樹脂(1)の重量平均分子量(以下、単に「Mw」ともいう。)は、50万~250万であることが好ましい。重量平均分子量が50万以上であると、高温、高湿の環境下における粘着剤層の耐久性を向上させることができる。重量平均分子量が250万以下であると、粘着剤組成物を含有する塗工液を塗工する際の操作性が良好となる。重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(以下、単に「Mn」ともいう。)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、通常2~10である。本明細書において「重量平均分子量」及び「数平均分子量」とは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
【0025】
(メタ)アクリル系樹脂は、酢酸エチルに溶解させて濃度20質量%の溶液としたとき、25℃における粘度が、20Pa・s以下であることが好ましく、0.1~15Pa・sであることがより好ましい。(メタ)アクリル樹脂の25℃における粘度が上記範囲内であると、上記樹脂により形成された粘着剤層を含む偏光板の耐久性の向上や、リワーク性に寄与する。上記粘度は、ブルックフィールド粘度計によって測定できる。
【0026】
(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば-60~20℃、好ましくは-50~15℃、より好ましくは-45~10℃、さらに好ましくは-40~0℃である。なお、ガラス転移温度は示差走査熱量計(DSC)により測定できる。
【0027】
(メタ)アクリル系樹脂は、2種以上の(メタ)アクリル酸エステル重合体を含んでもよい。そのような(メタ)アクリル酸エステル重合体としては、例えば、上記(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位(I)を主成分とするものであって、重量平均分子量が5万~30万の範囲にあるような比較的低分子量の(メタ)アクリル酸エステル重合体が挙げられる。
【0028】
(メタ)アクリル系樹脂は、通常、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合方法によって製造することができる。(メタ)アクリル系樹脂の製造においては、通常、重合開始剤の存在下に重合が行われる。重合開始剤の使用量は、(メタ)アクリル系樹脂を構成する全ての単量体の合計100質量部に対して、通常0.001~5質量部である。(メタ)アクリル系樹脂は、紫外線などの活性エネルギー線によって重合する方法により製造することもできる。
【0029】
(架橋剤)
粘着剤組成物は、架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤としては、慣用の架橋剤(例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物、過酸化物など)が挙げられ、特に粘着剤組成物のポットライフ、架橋速度、及び偏光板の耐久性などの観点から、イソシアネート系化合物であることが好ましい。
【0030】
イソシアネート化合物は、分子内に少なくとも2個のイソシアナト基(-NCO)を有する化合物である。具体的には、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシ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、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートなどが挙げられる。また、これらのイソシアネート化合物と、グリセロールやトリメチロールプロンなどのポリオールを反応させて得られるアダクト体や、これらイソシアネート化合物の二量体や三量体も挙げられる。2種以上のイソシアネート化合物を組み合わせてもよい。
【0031】
架橋剤の割合は、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、例えば、0.01~10質量部、好ましくは0.05~5質量部、さらに好ましくは0.1~1質量部である。
【0032】
(シラン化合物)
粘着剤組成物は、さらにシラン化合物を含有していてもよい。
シラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルエトキシジメチルシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。また、シラン化合物は、上記シラン化合物に由来するオリゴマーを含むことができる。
【0033】
粘着剤組成物におけるシラン化合物の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、通常0.01~10質量部であり、好ましくは0.05~5質量部である。シラン化合物の含有量が0.01質量部以上であると、粘着剤層と被着体との密着性が向上する傾向にあり、含有量が10質量部以下であると、粘着剤層からのシラン化合物がブリードアウトすることが抑制される傾向にある。
【0034】
(帯電防止剤)
粘着剤組成物は、帯電防止剤をさらに含んでもよい。帯電防止剤としては、公知のものが挙げられ、イオン性帯電防止剤が好適である。イオン性帯電防止剤を構成するカチオン成分としては、有機カチオン及び無機カチオンが挙げられる。有機カチオンとしては、ピリジニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。無機カチオンとしては、リチウムカチオン、カリウムカチオン、ナトリウムカチオン、セシウムカチオンなどのアルカリ金属カチオン、マグネシウムカチオン、カルシウムカチオンなどのアルカリ土類金属カチオンなどが挙げられる。イオン性帯電防止剤を構成するアニオン成分としては、無機アニオン及び有機アニオンのいずれでもよいが、帯電防止性能に優れるという点で、フッ素原子を含むアニオン成分が好ましい。フッ素原子を含むアニオン成分としては、ヘキサフルオロホスフェートアニオン(PF )、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン[(CFSO]、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン[(FSO]アニオンなどが挙げられる。粘着剤組成物の帯電防止性能の経時安定性に優れるという点で、室温で固体であるイオン性帯電防止剤が好ましい。
【0035】
帯電防止剤の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、例えば、0.01~20質量部、好ましくは0.1~10質量部、さらに好ましくは1~7質量である。
【0036】
粘着剤組成物は、紫外線吸収剤、溶媒、架橋触媒、粘着付与樹脂(タッキファイヤー)、可塑剤等の添加剤を単独又は2種以上含むことができる。また、粘着剤組成物に紫外線硬化性化合物を配合し、粘着剤層を形成した後に紫外線を照射して硬化させ、より硬い粘着剤層とすることも有用である。
【0037】
粘着剤層は、例えば、上記粘着剤組成物を、溶剤に溶解又は分散して溶剤含有の粘着剤組成物とし、次いで、これを、粘着剤層を設ける層の表面に塗布し、乾燥させることで形成できる。
【0038】
粘着剤層の厚さは、通常0.1~30μmであり、好ましくは3~30μmであり、さらに好ましくは5~25μmである。
【0039】
<液晶硬化膜2>
液晶硬化膜は、位相差を発現する層であって、重合性液晶化合物の配向した重合体からなる光学異方性層である。液晶硬化膜は、位相差膜ともいう。
【0040】
液晶硬化膜は、重合性液晶化合物を含む組成物(以下、「重合性液晶組成物」ともいう)を透明基材上に塗布形成し、重合性液晶化合物の配向した重合体からなる液晶硬化膜とすることが、薄型化ならびに波長分散特性を任意に設計できる点で好ましい。また、重合性液晶組成物は、溶剤、光重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤、レベリング剤及び密着性向上剤等をさらに含み得る。
【0041】
液晶硬化膜は、通常、後述する基材フィルム上に形成された配向膜上に、重合性液晶組成物を塗布し、上記重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物を重合することによって形成される。尚、液晶硬化膜は、後述する基材フィルム上に直接、重合性液晶組成物を塗布し、上記重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物を重合することによって形成されてもよい。液晶硬化膜は、通常、重合性液晶化合物が配向した状態で硬化した膜であり、視認面内で位相差を生じるためには、重合性液晶化合物が基材面に対して水平方向に配向した状態で重合性基が重合した硬化膜である必要がある。この際、重合性液晶化合物が棒状の液晶である場合にはポジティブAプレートであればよく、重合性液晶化合物が円盤状の液晶であればネガティブAプレートであればよい。
【0042】
後述の基材フィルムが偏光子の保護フィルムとして機能する光学積層体は、保護フィルム(基材フィルム)と液晶硬化膜との間に粘着剤層を有さないため、通常、保護フィルム(基材フィルム)と液晶硬化膜との間に緩衝材となる粘着剤層を有する光学積層体に比べて、屈曲性が悪化するが、本発明によれば、屈曲性を改善することができる。
【0043】
反射防止機能を高度に達成するためには、液晶硬化膜は、可視光全域でのλ/4板機能(すなわちπ/2の位相差機能)を有すればよい。具体的には逆波長分散性λ/4層であってよく、あるいは、配向の異なる2種類以上の液晶硬化膜を組み合わせてもよい。例えば、λ/2板機能を有する液晶硬化膜(すなわちπの位相差機能)とλ/4板機能を有する液晶硬化膜(すなわちπ/2の位相差機能)を組み合わせたものであってもよい。
【0044】
さらに、斜め方向での反射防止機能を補償し得る観点から、厚さ方向に異方性を有する層(ポジティブCプレート)を含んでいてもよい。また、それぞれの液晶硬化膜はチルト配向をしていてもよいし、コレステリック配向状態を形成していてもよい。
【0045】
可視光全域でのλ/4機能は波長λnmの光に対する面内位相差をR(λ)とすると、液晶硬化膜は、下記式(a)に示される光学特性を満たすことが好ましく、下記式(a)、下記式(b)及び下記式(c)で示される光学特性を満たすことが好ましい。
100nm<Re(550)<160nm …(a)
(式中、Re(550)は波長550nmの光に対する面内位相差値(面内リタデーション)を表す。)
Re(450)/Re(550)≦1.0 …(b)
1.00≦Re(650)/Re(550) …(c)
(式中、Re(450)は波長450nmの光に対する面内位相差値を、Re(550)は波長550nmの光に対する面内位相差値を、Re(650)は波長650nmの光に対する面内位相差値を表す。)
【0046】
液晶硬化膜の「Re(450)/Re(550)」が1.0を超えると、当該液晶硬化膜を備える円偏光板での短波長側での光抜けが大きくなる。「Re(450)/Re(550)」は、好ましくは0.7以上1.0以下、より好ましくは0.80以上0.95以下、さらに好ましくは0.80以上0.92以下、特に好ましくは0.82以上0.88以下である。「Re(450)/Re(550)」の値は重合性液晶化合物の混合比率や複数の液晶硬化膜の積層角度や位相差値を調整することで任意に調整することが可能である。
【0047】
液晶硬化膜の面内位相差値は、液晶硬化膜の厚さによって調整することができる。面内位相差値は下記式(d)によって決定されることから、所望の面内位相差値(Re(λ))を得るには、Δn(λ)と膜厚dとを調整すればよい。なお、Δn(λ)は、後述する重合性液晶化合物の分子構造に依存する。
Re(λ)=d×Δn(λ) …(d)
(式中、Re(λ)は波長λnmにおける面内位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表す。)
【0048】
液晶硬化膜の厚さは、2.5μm以上であり、2.5μm超であることが好ましく、2.6μm以上であることがより好ましく、2.7μm以上であることが更に好ましく、3.0μmを超えることが特に好ましい。液晶硬化膜の厚さが2.5μm以上であることで、光学積層体における干渉ムラの発生を抑制することができると共に、光学積層体の剛性が高くなり、耐屈曲性が向上する。また、液晶硬化膜の厚さは、5.0μm以下であることが好ましく、4.0μm以下であることがより好ましく、3.8μm以下であることが更に好ましく、3.5μm以下であることが特に好ましい。液晶硬化膜の厚さが5.0μm以下であることで、液晶硬化膜を十分に硬化しやすく、耐熱性をより向上させることができる。上記観点から、液晶硬化膜の厚さは、2.5~5.0μmであることが好ましく、2.5μm超4.0μm以下であることがより好ましく、2.6~3.8μmであることが更に好ましく、2.7~3.5μmであることが特に好ましく、3.0μm超3.5μm以下であることが極めて好ましい。液晶硬化膜の厚さは、干渉膜厚計、レーザー顕微鏡又は触針式膜厚計により測定することができる。
【0049】
液晶硬化膜の抽出液体クロマトグラフ測定において、各液晶モノマーのピーク面積の合計をS、抽出溶液濃度をM(mg/mL)とし、トルエンのピーク面積をS、トルエン溶液濃度をM(mg/mL)としたとき、(S/M)/(S/M)の値が6.4以下であることが好ましく、5.9以下であることがより好ましく、5.1以下であることが更に好ましい。(S/M)/(S/M)の値が6.4以下であることで、耐熱試験時における面内位相差の変化を抑えることができる。抽出液体クロマトグラフ測定は以下手順で実施することができる。液晶モノマーのピークは、液晶モノマーのみで抽出液体クロマトグラフ測定を実施したときのピークに基づいて判別することができる。
【0050】
液晶硬化膜を凍結粉砕し、凍結粉砕後の液晶硬化膜100mgを5mLのTHFに溶解させる。超音波処理を10分行い、0.45μmフィルターろ過によりM=20mg/mLの抽出溶液を作製し、以下の測定条件によりSを測定する。なお、測定試料としては、活性エネルギー線を照射して硬化させてから24時間以上経過した液晶硬化膜を用いてよい。また、測定試料は液晶硬化膜単膜である必要はなく、厚さで換算することで、基材フィルムや偏光板付きの液晶硬化膜であっても同様の測定が可能である。
測定装置:液体クロマトグラフ(株式会社島津製作所製、商品名:LC-20A)
紫外可視光検出器:島津製作所製 フォトダイオードアレイ検出器(SPD-40M)
カラム:L-column ODS (3.0mmφ×100mm、5μm)
移動相A:超純水(0.1%トリフルオロ酢酸添加)
移動相B:アセトニトリル(0.1%トリフルオロ酢酸添加)
グラジエント条件:
移動相B)70%-100%-100%(0min.-15min.-45min.)
流量:0.5mL/min.
オーブン温度:40℃
UV検出波長:280nm(バンド幅:4nm、スリット幅:8nm)
注入量:5μL
【0051】
(重合性液晶化合物)
重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物は、重合性基、特に光重合性基を有する液晶化合物を意味し、該重合性液晶化合物としては、従来公知の重合性液晶化合物を用いることができる。光重合性基とは、光重合開始剤から発生した反応活性種、例えば活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。光重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック性液晶でもよいが、緻密な膜厚制御が可能な点でサーモトロピック性液晶が好ましい。また、サーモトロピック性液晶における相秩序構造としてはネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。また、棒状液晶であってもよいし円盤状液晶であってもよい。重合性液晶化合物は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。
【0052】
重合性液晶化合物としては、逆波長分散性発現の観点から分子長軸方向に対して垂直方向にさらに複屈折性を有するT字型あるいはH型にメソゲン構造を有する液晶が好ましく、より強い分散が得られる観点からT字型液晶がより好ましく、T字型液晶の構造としては、具体的には、例えば、下記式(II):
【化2】

で表される化合物が挙げられる。
【0053】
式(II)中、Arは置換基を有していてもよい二価の芳香族基を表す。該二価の芳香族基中には窒素原子、酸素原子、硫黄原子のうち少なくとも1つ以上が含まれることが好ましい。二価の基Arに含まれる芳香族基が2つ以上である場合、2つ以上の芳香族基は互いに単結合、-CO-O-、-O-などの二価の結合基で結合していてもよい。
【0054】
及びGはそれぞれ独立に、二価の芳香族基又は二価の脂環式炭化水素基を表す。ここで、該二価の芳香族基又は二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基又はニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族基又は二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子が、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子に置換されていてもよい。
【0055】
、L 及びBはそれぞれ独立に、単結合又は二価の連結基である。
【0056】
k、lは、それぞれ独立に0~3の整数を表し、1≦k+lの関係を満たす。ここで、2≦k+lである場合、B及びB、G及びGは、それぞれ互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0057】
及びEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基を表し、ここで、アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる-CH-は、-O-、-S-、-COO-で置換されていてもよく、-O-、-S-、-COO-を複数有する場合は互いに隣接しない。P及びPは互いに独立に、重合性基又は水素原子を表し、少なくとも1つは重合性基である。
【0058】
及びGは、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-フェニレンジイル基、ハロゲン原子及び炭素数1~4のアルキル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの置換基で置換されていてもよい1,4-シクロヘキサンジイル基であり、より好ましくはメチル基で置換された1,4-フェニレンジイル基、無置換の1,4-フェニレンジイル基、又は無置換の1,4-trans-シクロヘキサンジイル基であり、特に好ましくは無置換の1,4-フェニレンジイル基、又は無置換の1,4-trans-シクロへキサンジイル基である。
【0059】
また、複数存在するG及びGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることが好ましく、また、L又はLに結合するG及びGのうち少なくとも1つは二価の脂環式炭化水素基であることがより好ましい。
【0060】
及びLはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CR=CR-、又はC≡C-である。ここで、Ra1~Ra8はそれぞれ独立に単結合、又は炭素数1~4のアルキレン基を表し、R及びRは炭素数1~4のアルキル基又は水素原子を表す。L及びLはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa2-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa4-1-、又はOCORa6-1-である。ここで、Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。L及びLはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、又はOCO-である。
【0061】
及びBはそれぞれ独立に、好ましくは、単結合、炭素数1~4のアルキレン基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、又はRa15OC=OORa16-である。ここで、Ra9~Ra16はそれぞれ独立に単結合、又は炭素数1~4のアルキレン基を表す。B及びBはそれぞれ独立に、より好ましくは単結合、-ORa10-1-、-CH-、-CHCH-、-COORa12-1-、又はOCORa14-1-である。ここで、Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1はそれぞれ独立に単結合、-CH-、-CHCH-のいずれかを表す。B及びBはそれぞれ独立に、さらに好ましくは単結合、-O-、-CHCH-、-COO-、-COOCHCH-、-OCO-、又はOCOCHCH-である。
【0062】
k及びlは、逆波長分散性発現の観点から2≦k+l≦6の範囲が好ましく、k+l=4であることが好ましく、k=2かつl=2であることがより好ましい。k=2かつl=2であると対称構造となるため好ましい。
【0063】
及びEはそれぞれ独立に、炭素数1~17のアルカンジイル基が好ましく、炭素数4~12のアルカンジイル基がより好ましい。
【0064】
又はPで表される重合性基としては、エポキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、及びオキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
【0065】
Arは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、及び電子吸引性基から選ばれる少なくとも一つを有することが好ましい。当該芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環が好ましい。当該芳香族複素環としては、フラン環、ベンゾフラン環、ピロール環、インドール環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、トリアジン環、ピロリン環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、及びフェナンスロリン環等が挙げられる。なかでも、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、又はベンゾフラン環を有することが好ましく、ベンゾチアゾール基を有することがさらに好ましい。また、Arに窒素原子が含まれる場合、当該窒素原子はπ電子を有することが好ましい。
【0066】
式(II)中、Arで表される2価の芳香族基に含まれるπ電子の合計数Nπは8以上が好ましく、より好ましくは10以上であり、さらに好ましくは14以上であり、特に好ましくは16以上である。また、好ましくは30以下であり、より好ましくは26以下であり、さらに好ましくは24以下である。
【0067】
Arで表される芳香族基としては、例えば以下の基が好適に挙げられる。
【0068】
【化3】
【0069】
式(Ar-1)~式(Ar-23)中、*印は連結部を表し、Z、Z及びZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルキルスルフィニル基、炭素数1~12のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~12のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~12のアルキルチオ基、炭素数1~12のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~12のN-アルキルスルファモイル基又は炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表す。
【0070】
、Q及びQは、それぞれ独立に、-CR2’3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-又はO-を表し、R2’及びR3’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表す。
【0071】
、及びJは、それぞれ独立に、炭素原子、又は窒素原子を表す。
【0072】
、Y及びYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を表す。
【0073】
及びWは、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、メチル基又はハロゲン原子を表し、mは0~6の整数を表す。
【0074】
、Y及びYにおける芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ビフェニル基等の炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。芳香族複素環基としては、フリル基、ピロリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基等の窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を少なくとも1つ含む炭素数4~20の芳香族複素環基が挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が好ましい。
【0075】
、Y及びYは、それぞれ独立に、置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基又は多環系芳香族複素環基であってもよい。多環系芳香族炭化水素基は、縮合多環系芳香族炭化水素基、又は芳香環集合に由来する基をいう。多環系芳香族複素環基は、縮合多環系芳香族複素環基、又は芳香環集合に由来する基をいう。
【0076】
、Z及びZは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~12のアルコキシ基であることが好ましく、Zは、水素原子、炭素数1~12のアルキル基、シアノ基がさらに好ましく、Z及びZは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基がさらに好ましい。
【0077】
、Q及びQは、-NH-、-S-、-NR2’-、-O-が好ましく、R2’は水素原子が好ましい。中でも-S-、-O-、-NH-が特に好ましい。
【0078】
式(Ar-1)~(Ar-23)の中でも、式(Ar-6)及び式(Ar-7)が分子の安定性の観点から好ましい。
【0079】
式(Ar-16)~(Ar-23)において、Yは、これが結合する窒素原子及びZと共に、芳香族複素環基を形成していてもよい。芳香族複素環基としては、Arが有していてもよい芳香族複素環として上記したものが挙げられるが、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、インドール環、キノリン環、イソキノリン環、プリン環、ピロリジン環等が挙げられる。この芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい。また、Yは、これが結合する窒素原子及びZと共に、前述した置換されていてもよい多環系芳香族炭化水素基又は多環系芳香族複素環基であってもよい。例えば、ベンゾフラン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環等が挙げられる。
【0080】
重合性液晶化合物の中でも、極大吸収波長が300~400nmである化合物が好ましい。重合性液晶組成物に光重合開始剤が含まれる場合、長期保管時に重合性液晶化合物の重合反応及びゲル化が進行するおそれがある。しかし、重合性液晶化合物の極大吸収波長が300~400nmであれば保管中に紫外光に曝露されても、光重合開始剤からの反応活性種の発生及び該反応活性種による重合性液晶化合物の重合反応及びゲル化の進行を有効に抑制できる。従って、重合性液晶組成物の長期安定性の点で有利となり、得られる液晶硬化膜の配向性及び膜厚の均一性を向上できる。なお、重合性液晶化合物の極大吸収波長は、溶媒中で紫外可視分光光度計を用いて測定できる。該溶媒は重合性液晶化合物を溶解し得る溶媒であり、例えばクロロホルム等が挙げられる。
【0081】
重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物の含有量は、重合性液晶組成物の固形分全量を100質量%として、例えば70~99.5質量%であり、好ましくは80~99質量%であり、より好ましくは85~98質量%であり、さらに好ましくは90~95質量%である。重合性液晶化合物の含有量が上記範囲内であれば、得られる液晶硬化膜の配向性の観点から有利である。なお、本明細書において、重合性液晶組成物の固形分とは、重合性液晶組成物から有機溶剤等の揮発性成分を除いた全ての成分を意味する。
【0082】
重合性液晶組成物はさらに、溶剤やレベリング剤、重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤、架橋剤、密着剤等の反応性添加剤を含んでいてもよく、溶剤やレベリング剤を含むことが加工性の観点から好ましい。
【0083】
(正波長分散性λ/2層と正波長分散性λ/4層を組み合わせた構成)
反射防止性能を達成する方法の一つとして、正波長分散性λ/2層と正波長分散性λ/4層を組み合わせた構成が知られている。この構成は、例えば式(e)、(g)及び式(h)で表される光学特性を有する層と、式(f)、(g)及び式(h)で表される光学特性を有する層とを特定の遅相軸関係で組み合わせることで得られる。
100nm<Re(550)<160nm …(e)
200nm<Re(550)<320nm …(f)
Re(450)/Re(550)≧1.00 …(g)
1.00≧Re(650)/Re(550) …(h)
【0084】
上記の構成の組み合わせの方法としては、特開2015-163935号公報や、WO2013/137464号公報等の周知の方法が挙げられる。視野角補償の観点から好ましくは円盤状の重合性液晶化合物の重合体を含むλ/2層と棒状の重合性液晶化合物の重合体を含むλ/4層を用いることが好ましい。
【0085】
上記正波長分散性λ/2層と正波長分散性λ/4層を組み合わせた構成以外にもチルト配向やコレステリック配向している構成についても反射防止機能を達成する構成であれば特に制限はなく、例えばWO2021/060378号、WO2021/132616号、WO2021/132624号等の周知の構成が挙げられる。
【0086】
上記正波長分散性λ/2層と正波長分散性λ/4層を組み合わせた構成において、本発明における「液晶硬化膜の厚さ」とは、正波長分散性λ/2層と正波長分散性λ/4層の厚さの合計値を意味する。但し、正波長分散性λ/2層と正波長分散性λ/4層との間に貼合層が存在する場合、貼合層の厚さは「液晶硬化膜の厚さ」には含まない。
【0087】
円盤状の重合性液晶化合物としては、例えば、下記式(W)で表される基を含む化合物が挙げられる。
【0088】
【化4】

[式(W)中、R40はそれぞれ独立に、下記式(W-1)~(W-5)を表わす。]
【0089】
【化5】
【0090】
40及びZ40は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-又は-CO-に置き換わっていてもよい。
【0091】
(ポジティブCプレート)
ポジティブCプレートは厚さ方向に異方性を有するものであれば特に限定はないが、チルト配向やコレステリック配向をしていない場合は下記式(i)で表される光学特性を有する。
nx≒ny<nz …(i)
【0092】
ポジティブCプレートの波長550nmにおける面内位相差値Re(550)は通常0~10nmの範囲であり、好ましくは0~5nmの範囲である。また、波長550nmにおける厚さ方向の位相差値Rth(550)が、通常-170nm以上-10nm以下の範囲であり、好ましくは-150nm以上-20nm以下、より好ましくは-100nm以上-40nm以下の範囲である。厚さ方向の位相差値がこの範囲であれば、斜め方向からの反射防止特性を一段向上させることができる。
【0093】
ポジティブCプレートが延伸フィルムの場合、その厚さは、通常300μm以下であり、好ましくは5μm以上100μm以下であり、より好ましくは10μm以上50μm以下である。ポジティブCプレートが重合性液晶を重合することで形成されるコーティング層の場合、その厚さは、通常10μm以下であり、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは0.3μm以上3μm以下である。なお、ポジティブCプレートの厚さは、本発明における「液晶硬化膜の厚さ」には含まれない。
【0094】
ポジティブCプレートは、1以上の重合性液晶化合物を重合することで形成されるコーティング層であることが好ましい。重合性液晶化合物としては、棒状の重合性液晶化合物を用いることが好ましい。
【0095】
棒状の重合性液晶化合物としては、例えば式(III)、式(IV)、式(V)、式(VI)、式(VII)又は式(VIII)で表わされる化合物が挙げられる。
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (VI)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (VII)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VIII)
[式中、A11は、2価の脂環式炭化水素基又は2価の芳香族炭化水素基を表わす。該2価の脂環式炭化水素基及び2価の芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6アルコキシ基、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよく、該炭素数1~6のアルキル基及び該炭素数1~6アルコキシ基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。
B11は、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-又は単結合を表わす。R16は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表わす。
B12及びB13は、それぞれ独立に、-C≡C-、-CH=CH-、-CH-CH-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH-、-OCF-、-CHO-、-CFO-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-又は単結合を表す。
E11は、炭素数1~12のアルカンジイル基を表わし、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、炭素数1~5のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アルコキシ基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-又は-CO-に置き換わっていてもよい。]
【0096】
A11の芳香族炭化水素基及び脂環式炭化水素基の炭素数は、3~18の範囲であることが好ましく、5~12の範囲であることがより好ましく、5又は6であることが特に好ましい。A11としては、シクロヘキサン-1,4-ジイル基、1,4-フェニレン基が好ましい。
【0097】
E11としては、直鎖状の炭素数1~12のアルカンジイル基が好ましい。該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-に置き換っていてもよい。
E11として具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、へキサン-1,6-ジイル基、へプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基及びドデカン-1,12-ジイル基等の炭素数1~12の直鎖状アルカンジイル基;-CH-CH-O-CH-CH-、-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-及び-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-O-CH-CH-等が挙げられる。
B11としては、-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-が好ましく、中でも、-CO-O-がより好ましい。
B12及びB13としては、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-が好ましく、中でも、-O-又は-O-C(=O)-O-がより好ましい。
【0098】
P11で示される重合性基としては、重合反応性、特に光重合反応性が高いという点で、ラジカル重合性基又はカチオン重合性基が好ましく、取り扱いが容易な上、液晶化合物の製造自体も容易であることから、重合性基は、下記の式(P-11)~式(P-15)で表わされる基であることが好ましい。
【0099】
【化6】

[式(P-11)~(P-15)中、R17~R21はそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基又は水素原子を表わす。]
【0100】
式(P-11)~式(P-15)で表わされる基の具体例としては、下記式(P-16)~式(P-20)で表わされる基が挙げられる。
【0101】
【化7】
【0102】
P11は、式(P-14)~式(P-20)で表わされる基であることが好ましく、ビニル基、p-スチルベン基、エポキシ基又はオキセタニル基がより好ましい。
P11-B11-で表わされる基が、アクリロイルオキシ基又はメタアクリロイルオキシ基であることがさらに好ましい。
【0103】
式(III)~(VIII)中、A12~A14はそれぞれ独立に、A11と同義であり、B14~B16はそれぞれ独立に、B12と同義であり、B17は、B11と同義であり、E12は、E11と同義である。F11は、水素原子、炭素数1~13のアルキル基、炭素数1~13のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、ジメチルアミノ基、ヒドロキシ基、メチロール基、ホルミル基、スルホ基(-SOH)、カルボキシ基、炭素数1~10のアルコキシカルボニル基又はハロゲン原子を表わし、該アルキル基及びアルコキシ基を構成する-CH-は、-O-に置き換っていてもよい。
【0104】
(溶剤)
重合性液晶組成物は溶剤を含有してよい。一般に重合性液晶化合物は粘度が高いため、溶剤に溶解させた重合性液晶組成物とすることで塗布が容易になり、結果として液晶硬化膜の形成がし易くなる場合が多い。溶剤としては、重合性液晶化合物を完全に溶解し得るものが好ましく、また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。
【0105】
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン又はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン及びメチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサン及びヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリル等のニトリル溶剤;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルム及びクロロベンゼン等の塩素含有溶剤;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルミアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等のアミド系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0106】
溶剤の含有量は、重合性液晶組成物の総量に対して50~98質量%が好ましい。換言すると、重合性液晶組成物における固形分の含有量は、2~50質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。該固形分の含有量が50質量%以下であると、重合性液晶組成物の粘度が低くなることから、液晶硬化膜の厚さが略均一になることで、当該液晶硬化膜にムラが生じにくくなる傾向がある。また、かかる固形分の含有量は、製造しようとする液晶硬化膜の厚さを考慮して定めることができる。
【0107】
(レベリング剤)
重合性液晶組成物には、レベリング剤を含有させてもよい。レベリング剤とは、組成物の流動性を調整し、組成物を塗布して得られる膜をより平坦にする機能を有する添加剤であり、例えば、有機変性シリコーン系、ポリアクリレート系及びパーフルオロアルキル系のレベリング剤が挙げられる。中でも、水平配向させる場合には、ポリアクリレート系レベリング剤及びパーフルオロアルキル系レベリング剤が好ましく、垂直配向させる場合には、有機変性シリコーン系レベリング剤及びパーフルオロアルキル系レベリング剤が好ましい。
【0108】
重合性液晶組成物がレベリング剤を含有する場合、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、好ましくは0.01~5質量部、より好ましくは0.05~3質量部である。レベリング剤の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物を水平配向させることが容易であり、かつ得られる液晶硬化膜がより平滑となる傾向がある。重合性液晶化合物に対するレベリング剤の含有量が上記範囲を超えると、得られる液晶硬化膜にムラが生じやすい傾向がある。なお、重合性液晶組成物は、レベリング剤を2種以上含有していてもよい。
【0109】
(重合開始剤)
重合性液晶組成物は重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤は、重合性液晶化合物等の重合反応を開始し得る化合物である。重合開始剤としては、サーモトロピック液晶の相状態に依存しないという観点から、光の作用により活性ラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
【0110】
光重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物であれば、公知の光重合開始剤を用いることができる。具体的には、光の作用により活性ラジカル又は酸を発生できる光重合開始剤が挙げられ、中でも、光の作用によりラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。
【0111】
光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を用いることができ、例えば、活性ラジカルを発生する光重合開始剤としては、自己開裂型のベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、アゾ系化合物等を使用でき、水素引き抜き型のベンゾフェノン系化合物、アルキルフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジルケタール系化合物、ジベンゾスベロン系化合物、アントラキノン系化合物、キサントン系化合物、チオキサントン系化合物、ハロゲノアセトフェノン系化合物、ジアルコキシアセトフェノン系化合物、ハロゲノビスイミダゾール系化合物、ハロゲノトリアジン系化合物、トリアジン系化合物等を使用できる。酸を発生する光重合開始剤としては、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩等を使用することができる。低温での反応効率に優れるという観点から自己開裂型の光重合開始剤が好ましく、特にアセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物が好ましい。
【0112】
重合性液晶組成物中の重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の種類及びその量に応じて適宜調節できるが、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、通常0.1~30質量部、好ましくは0.5~10質量部、より好ましくは0.5~8質量部である。重合開始剤の含有量が上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合を行うことができる。
【0113】
(増感剤)
重合性液晶組成物は増感剤を含有してもよい。増感剤としては、光増感剤が好ましい。該増感剤としては、例えば、キサントン及びチオキサントン等のキサントン化合物(例えば、2,4-ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン等);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセン等)等のアントラセン化合物;フェノチアジン及びルブレン等が挙げられる。
【0114】
重合性液晶組成物が増感剤を含有する場合、重合性液晶組成物に含有される重合性液晶化合物の重合反応をより促進することができる。かかる増感剤の使用量は、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましく、0.5~8質量部がさらに好ましい。
【0115】
(酸化防止剤)
重合反応を安定的に進行させる観点から、重合性液晶組成物は酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤により、重合性液晶化合物の重合反応の進行度合いをコントロールすることができる。
【0116】
上記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、キノン系酸化防止剤、ニトロソ系酸化防止剤から選ばれる一次酸化防止剤であってもよいし、リン系酸化防止剤及び硫黄系酸化防止剤から選ばれる二次酸化防止剤であってもよい。
【0117】
重合性液晶組成物が酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは0.5~10質量部、さらに好ましくは0.5~8質量部である。酸化防止剤は単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。酸化防止剤の含有量が、上記範囲内であると、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合を行うことができる。
【0118】
(反応性添加剤)
重合性液晶組成物は、反応性添加剤を含んでもよい。反応性添加剤としては、その分子内に炭素-炭素不飽和結合や活性水素反応性基やチオール基を有するものが好ましい。なお、ここでいう「活性水素反応性基」とは、カルボキシル基(-COOH)、水酸基(-OH)、アミノ基(-NH)等の活性水素を有する基に対して反応性を有する基を意味し、グリシジル基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジン基、イミド基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、無水マレイン酸基等がその代表例である。反応性添加剤が有する反応性基の個数は、通常、それぞれ1~20個であり、好ましくはそれぞれ1~10個である。
【0119】
<液晶硬化膜の形成方法>
液晶硬化膜は、後述する基材フィルム上に形成された配向膜上に、重合性液晶組成物を塗布し、乾燥させて塗膜を形成した後、該塗膜中の重合性液晶化合物を重合することによって形成することができる。
【0120】
(重合性液晶組成物の塗布)
重合性液晶組成物を配向膜上に塗布する方法としては、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、CAPコーティング法、スリットコーティング法、マイクログラビア法、ダイコーティング法、インクジェット法等が挙げられる。また、ディップコーター、バーコーター、スピンコーター等のコーターを用いて塗布する方法等も挙げられる。中でも、Roll to Roll形式で連続的に塗布する場合には、マイクログラビア法、インクジェット法、スリットコーティング法、ダイコーティング法による塗布方法が好ましく、ガラス等の枚葉基材に塗布する場合には、均一性の高いスピンコーティング法が好ましい。Roll to Roll形式で塗布する場合、基材フィルムに配向膜形成用組成物等を塗布して配向膜を形成し、さらに得られた配向膜上に重合性液晶組成物を連続的に塗布することもできる。
【0121】
(重合性液晶組成物の乾燥)
重合性液晶組成物に含まれる溶剤を除去する乾燥方法としては、例えば、自然乾燥、通風乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥及びこれらを組み合わせた方法が挙げられる。中でも、自然乾燥又は加熱乾燥が好ましい。乾燥温度は、0~200℃の範囲が好ましく、20~150℃の範囲がより好ましく、50~130℃の範囲がさらに好ましい。乾燥時間は、10秒間~10分間が好ましく、より好ましくは30秒間~5分間である。これにより、重合性液晶化合物を含む塗膜を形成することができる。配向膜形成用組成物及び配向性ポリマー組成物も同様に乾燥することができる。
【0122】
(重合性液晶化合物の重合)
重合性液晶化合物を重合させる方法としては、光重合が好ましい。光重合は、基材フィルム、配向膜、及び、重合性液晶化合物を含む塗膜がこの順で積層された積層体に、活性エネルギー線を照射することにより実施される。照射する活性エネルギー線としては、乾燥被膜に含まれる重合性液晶化合物の種類(特に、重合性液晶化合物が有する光重合性官能基の種類)、光重合開始剤を含む場合には光重合開始剤の種類、及びそれらの量に応じて適宜選択される。具体的には、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線、及びγ線からなる群より選択される一種以上の光が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点、及び光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって光重合可能なように、重合性液晶化合物の種類を選択することが好ましい。
【0123】
上記活性エネルギー線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380~440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
【0124】
紫外線照射強度は、通常、10mW/cm~3,000mW/cmである。紫外線照射強度は、好ましくはカチオン重合開始剤又はラジカル重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒~10分であり、好ましくは1秒~5分であり、より好ましくは5秒~3分であり、さらに好ましくは10秒~1分である。このような紫外線照射強度で1回又は複数回照射すると、その積算光量は、10mJ/cm~3,000mJ/cm、好ましくは50mJ/cm~2,000mJ/cm、より好ましくは100mJ/cm~1,000mJ/cmである。積算光量がこの範囲以下である場合には、重合性液晶化合物の硬化が不十分となり、良好な転写性が得られない場合がある。逆に、積算光量がこの範囲以上である場合には、液晶硬化膜を含む位相差フィルムが着色する場合がある。
【0125】
活性エネルギー線の照射は、重合性液晶化合物を含む塗膜の一方の面から行ってもよく、両面から行ってもよいが、2.5μm以上の厚さを有する液晶硬化膜を十分に硬化させ、良好な耐熱性を得る観点から、両面から行うことが好ましい。活性エネルギー線の照射を両面から行う場合、基材フィルム、配向膜、及び、重合性液晶化合物を含む塗膜がこの順で積層された積層体の塗膜側、及び、基材フィルム側から照射する。上記積層体の基材フィルム側から活性エネルギー線を照射する際には、基材フィルム及び配向膜を介して活性エネルギー線を照射する。
【0126】
<配向膜3>
配向膜は、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。
【0127】
配向膜は、重合性液晶化合物の液晶配向を容易にする。水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、傾斜配向等の液晶配向の状態は、配向膜及び重合性液晶化合物の性質によって変化し、その組み合わせは任意に選択することができる。例えば、配向膜が配向規制力として水平配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は水平配向又はハイブリッド配向を形成することができ、垂直配向を発現させる材料であれば、重合性液晶化合物は垂直配向又は傾斜配向を形成することができる。水平、垂直等の表現は、液晶硬化膜平面を基準とした場合の、配向した重合性液晶化合物の光軸の方向を表す。例えば、垂直配向とは液晶硬化膜平面に対して垂直な方向に、配向した重合性液晶化合物の光軸を有することである。ここでいう垂直とは、液晶硬化膜平面に対して90°±20°のことを意味する。
【0128】
配向規制力は、配向膜が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。また、重合性液晶化合物の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
【0129】
基材フィルムと液晶硬化膜との間に形成される配向膜としては、配向膜上に液晶硬化膜を形成する際に使用される溶剤に不溶であり、また、溶剤の除去や液晶の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向膜としては、配向性ポリマーからなる配向膜、光配向膜及びグルブ(groove)配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられ、長尺のロール状フィルムに適用する場合には、配向方向を容易に制御できる点で、光配向膜が好ましい。
【0130】
配向膜の厚さは、通常10nm~5000nmの範囲であり、好ましくは10nm~1000nmの範囲であり、より好ましくは30~300nmである。
【0131】
ラビング配向膜に用いられる配向性ポリマーとしては、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステル類等が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。これらの配向性ポリマーは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0132】
ラビングする方法としては、ラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールに、配向性ポリマー組成物を基材フィルムに塗布しアニールすることで基材フィルム表面に形成された配向性ポリマーの膜を、接触させる方法が挙げられる。
【0133】
光配向膜は、光反応性基を有するポリマーやオリゴマー又はモノマーからなる。光配向膜は、偏光を照射することで配向規制力が得られる。照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御できる点で光配向膜がより好ましい。
【0134】
光反応性基とは、光を照射することにより液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光を照射することで生じる分子の配向誘起又は異性化反応、二量化反応、光架橋反応、又は光分解反応のような、液晶配向能の起源となる光反応を生じるものである。当該光反応性基の中でも、二量化反応又は光架橋反応を起こすものが、配向性に優れる点で好ましい。以上のような反応を生じうる光反応性基としては、不飽和結合、特に二重結合を有するものが好ましく、炭素-炭素二重結合(C=C結合)、炭素-窒素二重結合(C=N結合)、窒素-窒素二重結合(N=N結合)、及び炭素-酸素二重結合(C=O結合)からなる群より選ばれる少なくとも一つを有する基がより好ましい。
【0135】
C=C結合を有する光反応性基としては例えば、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾ-ル基、スチルバゾリウム基、カルコン基及びシンナモイル基等が挙げられる。反応性の制御が容易であるという点や光配向時の配向規制力発現の観点から、カルコン基及びシンナモイル基が好ましい。C=N結合を有する光反応性基としては、芳香族シッフ塩基及び芳香族ヒドラゾン等の構造を有する基が挙げられる。N=N結合を有する光反応性基としては、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基及びホルマザン基等や、アゾキシベンゼンを基本構造とするものが挙げられる。C=O結合を有する光反応性基としては、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基及びマレイミド基等が挙げられる。これらの基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリルオキシ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基及びハロゲン化アルキル基等の置換基を有していてもよい。
【0136】
偏光を照射するには、膜面から直接偏光を照射する形式でも、基材フィルム側から偏光を照射し、偏光を透過させて照射する形式でもよい。また、当該偏光は、実質的に平行光であることが特に好ましい。照射する偏光の波長は、光反応性基を有するポリマー又はモノマーの光反応性基が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250~400nmの範囲のUV(紫外光)が特に好ましい。当該偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArF等の紫外光レーザー等が挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ及びメタルハライドランプがより好ましい。これらのランプは、波長313nmの紫外光の発光強度が大きいため好ましい。上記光源からの光を、適当な偏光子を通過して照射することにより、偏光を照射することができる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラー等の偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。
【0137】
<基材フィルム4>
基材フィルムは、位相差層を形成する支持体である。基材フィルムとしては、連続的に製造できる点で長尺のロール状フィルムが好ましい。基材フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド及びポリフェニレンオキシド;等のプラスチックが挙げられる。中でも光学フィルム用途で使用する際の透明性等の観点からトリアセチルセルロース、環状オレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレートのいずれかから選ばれる樹脂からなる基材フィルムがより好ましい。
【0138】
市販のセルロースエステル基材としては、“フジタックフィルム”(富士写真フイルム株式会社製);“KC8UX2M”、“KC8UY”及び“KC4UY”(以上、コニカミノルタオプト株式会社製)等が挙げられる。
【0139】
市販の環状オレフィン系樹脂としては、“Topas”(登録商標)(Ticona社(独)製)、“アートン”(登録商標)(JSR株式会社製)、“ゼオノア(ZEONOR)”(登録商標)、“ゼオネックス(ZEONEX)”(登録商標)(以上、日本ゼオン株式会社製)及び“アペル”(登録商標)(三井化学株式会社製)が挙げられる。このような環状オレフィン系樹脂を、溶剤キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して、基材フィルムとすることができる。市販されている環状オレフィン系樹脂基材を用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂基材としては、“エスシーナ”(登録商標)、“SCA40”(登録商標)(以上、積水化学工業株式会社製)、“ゼオノアフィルム”(登録商標)(オプテス株式会社製)及び“アートンフィルム”(登録商標)(JSR株式会社製)が挙げられる。
【0140】
基材フィルムの厚さは、実用的な取り扱いができる程度で薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し、加工性に劣る傾向がある。基材フィルムの厚さは、通常、5~300μmであり、好ましくは10~200μm、より好ましくは20~60μm、特に好ましくは30~50μmである。特に、基材フィルムの厚さが30μm以上であると、重合性液晶組成物を基材フィルムに塗布し、乾燥させて塗膜を形成した後、該塗膜中の重合性液晶化合物を重合することによって液晶硬化膜を形成する際に、乾燥や活性エネルギー線の照射による基材フィルムの熱シワの発生を抑制できる傾向があり、50μm以下であると、光学積層体の耐屈曲性がより向上する傾向がある。また、基材フィルムを剥離して偏光膜や液晶硬化膜を転写することによって、さらなる薄膜化効果が得られる。
【0141】
基材フィルムの380nm透過率(波長380nmの光の透過率)は、50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることが更に好ましく、90%以上であることが特に好ましい。基材フィルムの380nm透過率が50%以上であることで、重合性液晶組成物の塗膜に対して基材フィルム側の面又は両面から活性エネルギー線を照射して液晶硬化膜を形成する際に、塗膜を硬化させやすく、耐熱性を高めることができる。基材フィルムの380nm透過率は、紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製、商品名:UV-2450)によって測定することができる。
【0142】
基材フィルムの透湿度は、50g/m・24hr以上であることが好ましく、200g/m・24hr以上であることがより好ましく、400g/m・24hr以上であることが更に好ましい。基材フィルムの透湿度が50g/m・24hr以上であると、水系接着剤を用いて基材フィルムを他の部材(図1では偏光子)と貼り合わせた場合の密着性を向上させることができる。基材フィルムの透湿度は、以下の方法で測定することができる。恒温恒湿槽を用い、温度40℃、相対湿度90%RH、測定時間24時間の測定条件で、透湿度試験方法(カップ法、JIS Z 0208に準じる)によって水蒸気透過率を測定する。測定された水蒸気透過率を、温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度[g/m・24hr]とする。
【0143】
<接着剤層5,7>
接着剤層は、位相差フィルムの基材フィルムと偏光子、及び、偏光子と保護フィルムとを接合する機能を有することができる。接着剤層は接着剤組成物から形成することができる。
【0144】
接着剤組成物としては、例えば、水系接着剤組成物、加熱又は紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射により硬化する硬化性接着剤組成物等が挙げられる。水系接着剤組成物としては、例えば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を水に溶解したもの、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を水に分散させたものが挙げられる。水系接着剤組成物は、さらに、多価アルデヒド、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物、グリオキサール化合物、水溶性エポキシ樹脂等の硬化性成分や架橋剤を含有していてもよい。水系接着剤組成物としては、例えば、特開2010-191389号公報に記載の接着剤組成物、特開2011-107686号公報に記載の接着剤組成物、特開2020-172088号公報に記載の組成物、特開2005-208456号公報に記載の組成物等が挙げられる。
【0145】
硬化性接着剤組成物は、主成分として硬化性(重合性)化合物を含み、活性エネルギー線照射により硬化する活性エネルギー線硬化型接着剤組成物であることが好ましい。活性エネルギー線硬化型接着剤組成物としては、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物を含むカチオン重合型接着剤組成物、硬化性化合物としてラジカル重合性化合物を含むラジカル重合型接着剤組成物、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物とラジカル重合性化合物との両方を含むハイブリッド型接着剤組成物等が挙げられる。
【0146】
カチオン重合性化合物は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射や加熱によりカチオン重合反応が進行して硬化する化合物又はオリゴマーであり、具体的にはエポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニル化合物等が挙げられる。
【0147】
エポキシ化合物としては、3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物(脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に1個以上有する化合物);ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ化合物(分子内に芳香族環とエポキシ基とを有する化合物);2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物(脂肪族炭素原子に結合するオキシラン環を分子内に少なくとも1個有する化合物)等が挙げられる。
【0148】
オキセタン化合物としては、3-エチル-3-{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン等の分子内に1個以上のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。
【0149】
カチオン重合型接着剤組成物は、カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。カチオン重合開始剤は熱カチオン重合開始剤であってもよいし、光カチオン重合開始剤であってもよい。カチオン重合開始剤としては、ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート等の芳香族ジアゾニウム塩;ジフェニルヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等の芳香族ヨードニウム塩;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等の芳香族スルホニウム塩;キシレン-シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート等の鉄-アレーン錯体等が挙げられる。カチオン重合開始剤の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して通常0.1~10質量部である。カチオン重合開始剤は2種以上含んでいてもよい。カチオン重合型接着剤組成物としては、例えば、特開2016-126345号公報、国際公開第2019/10315号、特開2021-113969号公報に記載のカチオン重合性組成物等が挙げられる。
【0150】
ラジカル重合性化合物は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射や加熱によりラジカル重合反応が進行して硬化する化合物又はオリゴマーであり、具体的にはエチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する化合物としては、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル系化合物、分子内に1個以上のビニル基を有するビニル化合物等が挙げられる。(メタ)アクリル系化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリルアミドモノマー、及び、官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリルオリゴマー等の(メタ)アクリロイル基含有化合物を挙げることができる。本明細書において、(メタ)アクリロイルとはアクリロイル又はメタアクリロイルのいずれでもよいことを意味する。
【0151】
ラジカル重合型接着剤組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。ラジカル重合開始剤は熱ラジカル重合開始剤であってもよいし、光ラジカル重合開始剤であってもよい。ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン等のアセトフェノン系開始剤;ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系開始剤;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル系開始剤;4-イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系開始剤;キサントン、フルオレノン等が挙げられる。ラジカル重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性化合物100質量部に対して通常0.1~10質量部である。ラジカル重合開始剤は2種以上含んでいてもよい。ラジカル重合型接着剤組成物としては、例えば、特開2016-126345号公報、特開2016-153474号公報、国際公開第2017/183335号に記載のラジカル重合性組成物等が挙げられる。
【0152】
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物は、必要に応じて、イオントラップ剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤、帯電防止剤、レベリング剤、溶媒等の添加剤を含有することができる。
【0153】
接着剤層による二層の貼合は、二層それぞれの貼合面から選ばれる少なくとも一方の貼合面に接着剤組成物を塗工し、接着剤組成物の塗工層を介して両者を重ね、貼合ロール等を用いて上下から押圧して貼合後、接着剤層を乾燥させる、活性エネルギー線を照射して硬化させる、又は加熱して硬化させることにより行うことができる。
【0154】
接着剤層の塗工層を形成する前に、二層それぞれの貼合面から選ばれる少なくとも一方の貼合面に、ケン化処理、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、アンカーコーティング処理等の易接着処理を施してもよい。
【0155】
接着剤組成物の塗工層の形成には、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーター、ワイヤーバーコーター、ドクターブレードコーター等の種々の塗工方式を使用することができる。
【0156】
活性エネルギー線を照射する場合の光照射強度は、活性エネルギー線硬化型接着剤組成物の組成ごとに決定されるものであって特に限定されないが、10mW/cm以上1,000mW/cm以下であることが好ましい。なお、照射強度は、好ましくは光カチオン重合開始剤又は光ラジカル重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。このような光照射強度で1回あるいは複数回照射して、その積算光量を、10mJ/cm以上とすることが好ましく、100mJ/cm以上1,000mJ/cm以下とすることがより好ましい。
【0157】
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物の重合硬化を行うために使用する光源は、特に限定されないが、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプが挙げられる。
【0158】
水系接着剤組成物から形成される接着剤層の厚さは、例えば5μm以下であってよく、1μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上であってよく、0.05μm以上であることが好ましい。
【0159】
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物から形成される接着剤層の厚さは、例えば、10μm以下であってよく、5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上であってもよく、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましい。
【0160】
<偏光子6>
偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム(以下、「PVA系フィルム」ともいう)等のポリマー中にヨウ素や有機二色性染料を含浸させた状態で一軸延伸したフィルムを用いることができる。上記構成の偏光子は、通常、PVA系フィルムを一軸延伸する工程、PVA系フィルムをヨウ素等の二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたPVA系フィルムをホウ酸水溶液等の架橋剤で処理する工程、及び、ホウ酸水溶液等の架橋剤による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。偏光子は架橋剤を含んでいてよい。
【0161】
偏光子の厚さは、通常30μm以下であり、好ましくは18μm以下、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。偏光子の厚さを上記上限値以下とすることで、光学積層体の耐屈曲性をより向上させることができる。偏光子の厚さは、通常1μm以上であり、例えば5μm以上であってもよい。
【0162】
PVA系フィルムの一軸延伸は、二色性色素による染色の前、染色と同時、又は染色の後に行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。もちろん、ここに示した複数の段階で一軸延伸を行うこともできる。一軸延伸には、周速の異なるロール間でフィルム運搬方向に一軸に延伸する方法や、熱ロールを用いてフィルム運搬方向に一軸に延伸する方法、テンターを使用して幅方向に延伸する方法などが採用できる。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸により行ってもよいし、水等の溶媒を用い、PVA系フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸により行ってもよい。延伸倍率は、通常3~8倍程度である。また、熱可塑性樹脂フィルム上にポリビニルアルコールを含む水溶液を塗布した後に乾燥処理を施し、熱可塑性樹脂フィルムと共に上記方法にて延伸してもよい。
【0163】
PVA系フィルムの二色性色素による染色は、例えば、二色性色素を含有する水溶液にPVA系フィルムを浸漬する方法により行うことができる。二色性色素として、具体的にはヨウ素や二色性有機染料が用いられる。なお、PVA系フィルムは、染色処理の前に水に浸漬して膨潤させる処理を施しておいてもよい。
【0164】
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は、通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、PVA系フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100質量部あたり、通常0.01~1質量部程度であり、ヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.5~20質量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20~40℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20~1,800秒間程度である。
【0165】
一方、二色性色素として二色性有機染料を用いる場合は、通常、水溶性の二色性有機染料を含む水溶液に、PVA系フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100質量部あたり、通常0.0001~10質量部程度であり、好ましくは0.001~1質量部である。この染料水溶液は、硫酸ナトリウムのような無機塩を染色助剤として含有していてもよい。染色に用いる二色性有機染料水溶液の温度は、通常20~80℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常10~1,800秒間程度である。
【0166】
二色性色素による染色後のホウ酸処理は、染色されたPVA系フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬する方法により、行うことができる。ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の含有量は、水100質量部あたり、通常2~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、このホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましい。ホウ酸含有水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.1~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。ホウ酸含有水溶液への浸漬時間は、通常60~1,200秒間程度であり、好ましくは150~600秒間、さらに好ましくは200~400秒間である。ホウ酸含有水溶液の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50~85℃、さらに好ましくは60~80℃である。
【0167】
ホウ酸処理後のPVA系フィルムは、通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたPVA系フィルムを水に浸漬する方法により、行うことができる。水洗処理における水の温度は、通常5~40℃程度である。また浸漬時間は、通常1~120秒間程度である。
【0168】
水洗後は乾燥処理が施されて、偏光子が得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行うことができる。乾燥処理の温度は、通常30~100℃程度であり、好ましくは50~80℃である。乾燥処理の時間は、通常60~600秒間程度であり、好ましくは120~600秒間である。乾燥処理により、偏光子中の水分率は実用程度にまで低減される。その水分率は、偏光子の総質量に対して通常5~20質量%程度であり、好ましくは8~15質量%である。水分率が5質量%以上であると、偏光子は十分な可撓性を有するため、乾燥後に損傷したり、破断したりすることを抑制することができる。また水分率が20質量%以下であると、偏光子は、十分な熱安定性を有する。
【0169】
以上のようにして、PVA系フィルムに二色性色素が吸着配向した偏光子を製造することができる。
【0170】
偏光子の偏光性能は、分光光度計を用いて測定することができる。例えば、可視光である波長380nm~780nmの範囲で透過軸方向(配向垂直方向)の透過率(T)及び吸収軸方向(配向方向)の透過率(T)を、分光光度計にプリズム偏光子をセットした装置を用いてダブルビーム法で測定することができる。可視光範囲での偏光性能は、下記式(式1)ならびに(式2)を用いて、各波長における単体透過率、偏光度を算出し、さらにJIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行うことで、視感度補正単体透過率(Ty)及び視感度補正偏光度(Py)で算出することができる。また、同様に測定した透過率からC光源の等色関数を用いて、L(CIE)表色系における色度a及びbを算出することで、偏光子単体の色相(単体色相)、偏光子を平行配置した色相(平行色相)、偏光子を直交配置した色相(直交色相)が得られる。a及びbは値が0に近いほど、ニュートラルな色相であると判断できる。
単体透過率(%)=(T+T)/2 …(式1)
偏光度(%)=(T-T)/(T+T)×100 …(式2)
【0171】
偏光子の視感度補正偏光度Pyは、通常80%以上であり、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、特に好ましくは99%以上であり、99.9%以上であれば液晶ディスプレイに好適に用いることができる。偏光子の視感度補正偏光度Pyを高くすることは、光学積層体の反射防止機能を高めるうえで有利である。視感度補正偏光度Pyが80%未満であると、反射防止フィルムとして使用した際の反射防止機能を果たせないことがある。
【0172】
偏光子の視感度補正単体透過率Tyは、高くなるほど白表示時の明瞭性が増すが、(式1)と(式2)の関係からわかるように、単体透過率を高くしすぎると偏光度が下がるという問題がある。よって、視感度補正単体透過率Tyは、30%以上が好ましく、35%以上がより好ましく、38%以上が更に好ましく、40%以上が特に好ましい。また、視感度補正単体透過率Tyは、60%以下が好ましく、55%以下がより好ましく、50%以下が更に好ましい。反射色相を向上させる観点から、特に好ましくは43%以上46%以下である。視感度補正単体透過率Tyが過度に高いと視感度補正偏光度Pyが低くなりすぎて、反射防止フィルムとして使用した際の反射防止機能が不十分となることがある。
【0173】
<保護フィルム8>
保護フィルムは偏光子の表面を保護する機能を有する。偏光子と保護フィルムとは互いに直接積層されていてもよい。ここで「直接積層されている」とは、保護フィルムの自己粘着性によって偏光子に積層されている態様、及び、接着剤層又は粘着剤層を介して積層されている態様を含む。保護フィルムは、偏光子との密着性を向上するため、表面処理(例えば、コロナ処理等)が施されていてもよく、プライマー層(易接着層ともいう)等の薄層が形成されていてもよい。
【0174】
保護フィルムとしては、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性、延伸性等に優れる樹脂フィルムを用いることができる。樹脂フィルムは熱可塑性樹脂フィルムであってもよい。このような樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂;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;ポリカーボネート系樹脂;ナイロンや芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;シクロ系及びノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂ともいう);ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリビニルアルコール系樹脂、並びにこれらの混合物を挙げることができる。かかる材質の保護フィルムは市場から容易に入手できる。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、シリコーン系等の熱硬化型樹脂又は紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。本明細書において、(メタ)アクリルとはアクリル又はメタクリルのいずれでもよいことを意味する。
【0175】
鎖状ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂(エチレンの単独重合体であるポリエチレン樹脂や、エチレンを主体とする共重合体)、ポリプロピレン樹脂(プロピレンの単独重合体であるポリプロピレン樹脂や、プロピレンを主体とする共重合体)のような鎖状オレフィンの単独重合体の他、2種以上の鎖状オレフィンからなる共重合体を挙げることができる。
【0176】
環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称であり、例えば、特開平1-240517号公報、特開平3-14882号公報、特開平3-122137号公報等に記載されている樹脂が挙げられる。環状ポリオレフィン系樹脂の具体例を挙げれば、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレンのような鎖状オレフィンとの共重合体(代表的にはランダム共重合体)、及びこれらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、並びにそれらの水素化物である。中でも、環状オレフィンとしてノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのようなノルボルネン系モノマーを用いたノルボルネン系樹脂が好ましく用いられる。
【0177】
ポリエステル系樹脂は、主鎖にエステル結合を有する樹脂であり、多価カルボン酸又はその誘導体と多価アルコールとの重縮合体が一般的である。多価カルボン酸又はその誘導体としては2価のジカルボン酸又はその誘導体を用いることができ、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジメチルテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸ジメチルなどが挙げられる。多価アルコールとしては2価のジオールを用いることができ、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。ポリエステル系樹脂の代表例として、テレフタル酸とエチレングリコールの重縮合体であるポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
【0178】
セルロースエステル系樹脂は、セルロースと脂肪酸とのエステルである。セルロースエステル系樹脂の具体例は、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルローストリプロピオネート、セルロースジプロピオネートを含む。また、これらのセルロースエステル系樹脂を構成する重合単位を複数種有する共重合物や、水酸基の一部が他の置換基で修飾されたものも挙げられる。これらの中でも、セルローストリアセテート(トリアセチルセルロース)が特に好ましい。
【0179】
(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を主な構成モノマーとする樹脂である。(メタ)アクリル系樹脂の具体例は、例えば、ポリメタクリル酸メチルのようなポリ(メタ)アクリル酸エステル;メタクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸共重合体;メタクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸エステル共重合体;メタクリル酸メチル-アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体;(メタ)アクリル酸メチル-スチレン共重合体(MS樹脂等);メタクリル酸メチルと脂環族炭化水素基を有する化合物との共重合体(例えば、メタクリル酸メチル-メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体等)を含む。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチルのようなポリ(メタ)アクリル酸C1-6アルキルエステルを主成分とする重合体が用いられ、より好ましくは、メタクリル酸メチルを主成分(50~100質量%、好ましくは70~100質量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が用いられる。
【0180】
ポリカーボネート系樹脂は、カルボナート基を介してモノマー単位が結合された重合体からなる。ポリカーボネート系樹脂は、ポリマー骨格を修飾したような変性ポリカーボネートと呼ばれる樹脂や、共重合ポリカーボネート等であってもよい。ポリカーボネート系樹脂の詳細は、例えば、特開2012-31370号公報に記載されている。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。
【0181】
本発明では、液晶硬化膜の支持体として用いられた基材フィルムは、その後、偏光子に貼り合わされて偏光子の一方の面を保護する保護フィルムとして機能する。これにより、光学積層体の製造工程を減らすことができる。
【0182】
保護フィルムの厚さは、好ましくは0.1μm~60μm、より好ましくは0.5μm~40μm、更に好ましくは1μm~30μmである。
【0183】
保護フィルムの380nm透過率(波長380nmの光の透過率)は、反射色相を向上させる観点から、10%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましく、5%以下であることが更に好ましく、3%以下であることが特に好ましく、1.5%以下であることが極めて好ましい。保護フィルムの380nm透過率が10%以下であることで、光学積層体の耐侯性を向上させることができる。保護フィルムの380nm透過率は、基材フィルムの380nm透過率と同様の方法で測定することができる。
【0184】
保護フィルムは偏光子より視認側となるように配置して用いることができる。したがって、保護フィルムには、必要に応じて、ハードコート処理、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。さらに/あるいは、保護フィルムには、必要に応じて、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処理(代表的には、(楕)円偏光機能を付与すること、超高位相差を付与すること)が施されていてもよい。このような処理を施すことにより、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る。したがって、このような処理を施した保護フィルムを備える光学積層体は、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。
【0185】
上記熱可塑性樹脂を含むフィルムを延伸することにより、保護フィルムを作製することができる。延伸処理としては、一軸延伸や二軸延伸等が挙げられる。延伸方向としては、未延伸フィルムの機械流れ方向(MD)、これに直交する方向(TD)、機械流れ方向(MD)に斜交する方向等が挙げられる。二軸延伸は、2つの延伸方向に同時に延伸する同時二軸延伸でもよく、所定方向に延伸した後で他の方向に延伸する逐次二軸延伸であってもよい。延伸処理は、例えば出口側の周速を大きくした2対以上のニップロールを用いて、長手方向(機械流れ方向:MD)に延伸したり、未延伸フィルムの両側端をチャックで把持して機械流れ方向に直交する方向(TD)に広げたりすることで行うことができる。この際、フィルムの厚さを調整したり、延伸倍率を調整したりすることによって、位相差値及び波長分散を制御することが可能である。また、樹脂に波長分散調整剤を添加したりすることによって、波長分散値を制御することが可能である。
【0186】
保護フィルムは、目的に応じて任意の適切な添加剤を含有し得る。添加剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系などの酸化防止剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、熱安定剤などの安定剤;ガラス繊維、炭素繊維などの補強材;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、酸化アンチモンなどの難燃剤;アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤などの帯電防止剤;無機顔料、有機顔料、染料などの着色剤;有機フィラーや無機フィラー;樹脂改質剤;可塑剤;滑剤;位相差低減剤などが挙げられる。含有される添加剤の種類、組み合わせ、含有量などは、目的や所望の特性に応じて適切に設定され得る。
【0187】
また、所望の表面光学特性又はその他の特徴を付与するために、保護フィルムの外面にコーティング層(表面処理層)を設けることができる。表面処理層の具体例は、ハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、防汚層を含む。表面処理層を形成する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。表面処理層は、保護フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。
【0188】
ハードコート層は、保護フィルムの表面硬度を高める機能を有し、表面の擦り傷防止等の目的で設けられる。ハードコート層は、JIS K 5600-5-4:1999「塗料一般試験方法-第5部:塗膜の機械的性質-第4節:引っかき硬度(鉛筆法)」に規定される鉛筆硬度試験(ハードコート層を有する光学フィルムをガラス板の上に置いて測定する)で測定される鉛筆硬度がH又はそれより硬い値であることが好ましい。
【0189】
ハードコート層を形成する材料は、一般に、熱や光によって硬化するものである。例えば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、(メタ)アクリル系、ウレタン(メタ)アクリレート系のような有機ハードコート材料、二酸化ケイ素のような無機ハードコート材料を挙げることができる。これらの中でも、保護フィルムに対する密着性が良好であり、生産性に優れることから、ウレタン(メタ)アクリレート系又は多官能(メタ)アクリレート系ハードコート材料が好ましく用いられる。本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレート又はメタクリレートのいずれでもよいことを意味する。
【0190】
ハードコート層は、所望により、屈折率の調整、曲げ弾性率の向上、体積収縮率の安定化、さらには耐熱性、帯電防止性、防眩性等の向上を図る目的で、各種フィラーを含有することができる。またハードコート層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、レベリング剤、消泡剤のような添加剤を含有することもできる。
【0191】
ハードコート層は、強度をより向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子、又はこれらの混合物が挙げられる。また、ハードコート層の厚さは、硬さを持たせるためには厚い方がよいが、厚すぎるとカット時に割れやすくなるため、1μm~20μmであってもよく、2μm~10μmであってもよい。ハードコート層の厚さは、3μm~7μmとすることが好ましい。
【0192】
防眩層は、表面に微細な凹凸形状を有する層であり、好ましくは、上述したハードコート材料を用いて形成される。
【0193】
表面に微細な凹凸形状を有する防眩層は、(1)保護フィルム上に微粒子を含有する塗膜を形成し、その微粒子に基づく凹凸を設ける方法、(2)微粒子を含有するか、又は含有しない塗膜を保護フィルム上に形成した後、表面に凹凸形状が付与された金型(ロール等)に押し当てて凹凸形状を転写する方法(エンボス法とも呼ばれる)、等によって形成することができる。
【0194】
反射防止層は、保護フィルムを観察する者にとって、保護フィルム表面の外光反射を弱めるための層であり、通常は、可視光に対する反射率が1.5%以下となる。このような反射率の反射防止層は典型的には、高い屈折率を有する高屈折率層と、低い屈折率を有する低屈折率層とを積層することや、特開2021-6929号公報に記載の方法や材料を用いることによってなる。これらの屈折率と各層の厚さを調整することで各層からの反射光が互いに弱め合うようにすることができ、優れた反射防止機能が奏される。
【0195】
高屈折率層と低屈折率層とからなる反射防止層は、後に詳細を述べるとおり、高屈折率層及び低屈折率層のそれぞれを形成し得る塗布型組成物を用いて反射防止層を製造すると、操作が極めて簡便であるため好ましい。ここで、高屈折率層及び低屈折率層のそれぞれを形成し得る塗布型組成物の一例を挙げておく。かかる塗布型組成物は液状のものであり、適切な硬化性樹脂と、必要に応じて添加剤とを含む。高屈折率層を形成し得る塗布型組成物(高屈折率層形成用組成物)は例えば、ウレタンアクリレートのような硬化性樹脂と、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ベンジルジメチルケタール系、α-ヒドロキシアルキルフェノン系、α-アミノアルキルフェノン系やチオキサントン系といった光重合のための開始剤(光重合開始剤)とを、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトンといった溶剤に溶解してなる。塗布性をより良好とするために、レベリング剤、好ましくはフッ素系レベリング剤を含ませてもよい。また、低屈折率層を形成し得る塗布型組成物(低屈折率層形成用組成物)としては、硬化性樹脂として、ポリエチレングリコールジアクリレートやペンタエリストール(トリ/テトラ)アクリレートのようなバインダー樹脂に、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ベンジルジメチルケタール系、α-ヒドロキシアルキルフェノン系、α-アミノアルキルフェノン系やチオキサントン系といった光重合のための開始剤(光重合開始剤)を、1-メトキシ-2-プロピルアセテートやメチルイソブチルといった溶剤に溶解してなる溶液にシリカ粒子を分散させてなる。塗布性をより良好とするために、フッ素系レベリング剤を含ませてもよい。なお、ここで挙げた高屈折率層及び低屈折率層のそれぞれを形成し得る塗布型組成物はあくまで一例であり、形成しようとする反射防止層の特性に応じて、高屈折率層形成用組成物及び低屈折率層形成用組成物をそれぞれ最適化することが好ましい。
【0196】
反射防止層は、例えば低屈折率層を備えるものであることができる。また、保護フィルムと低屈折率層との間に、高屈折率層及び/又は中屈折率層をさらに備える多層構造であってもよい。
【0197】
低屈折率層は、上述の硬化性樹脂の硬化物や金属アルコキシド系ポリマー等の透光性樹脂及び無機粒子を含有する塗工液を塗工した後、塗工層を必要に応じて硬化させる方法によって形成することができる。無機粒子としては、たとえば、LiF(屈折率1.4)、MgF(屈折率1.4)、3NaF・AlF(屈折率1.4)、AlF(屈折率1.4)、NaAlF(屈折率1.33)などの低屈折粒子や、中空シリカ粒子などが挙げられる。
【0198】
帯電防止層は、保護フィルムの表面に導電性を付与し、静電気による影響を抑制する等の目的で設けられる。帯電防止層の形成には、例えば、導電性物質(帯電防止剤)を含有する樹脂組成物を保護フィルム上に塗布する方法が採用できる。例えば、上述したハードコート層の形成に用いるハードコート材料に帯電防止剤を共存させておくことにより、帯電防止性のハードコート層を形成することができる。
【0199】
防汚層は、撥水性、撥油性、耐汗性、防汚性等を付与するために設けられる。防汚層を形成するための好適な材料は、フッ素含有有機化合物である。フッ素含有有機化合物としては、フルオロカーボン、パーフルオロシラン、これらの高分子化合物等を挙げることができる。防汚層の形成方法は、形成する材料に応じて、蒸着やスパッタリングを代表例とする物理的気相成長法、化学的気相成長法、湿式コーティング法等を用いることができる。防汚層の平均厚さは、通常1~50nm程度、好ましくは3~35nmである。
【0200】
<光学積層体100>
以上説明した各層を備える光学積層体の総厚は、良好な耐屈曲性を得る観点から、70μm以上であってよく、80μm以上であることが好ましい。また、150μm以下であってよく、120μm以下であることが好ましい。
【0201】
また、光学積層体の総厚に対する液晶硬化膜の厚さの割合は、2.15%以上である。上記割合が2.15%以上であることで、干渉ムラの発生を抑制しつつ、高い耐屈曲性を得ることができる。上記観点から、光学積層体の総厚に対する液晶硬化膜の厚さの割合は、2.3%以上であることが好ましく、2.5%以上であることが更に好ましい。また、光学積層体の総厚に対する液晶硬化膜の厚さの割合は、5%以下であってもよく、4%以下であってもよく、3.5%以下であってもよく、3%以下であってもよい。
【0202】
光学積層体は、粘着剤層の外表面を保護するためのセパレートフィルムを備えることができる。セパレートフィルムは、粘着剤層を画像表示素子(有機EL表示素子等)や他の光学部材に貼合するまで粘着剤層の表面を保護するために仮着されるフィルムである。このセパレートフィルムの厚さは、上記「光学積層体の総厚」には含まれない。セパレートフィルムは通常、片面にシリコーン系、フッ素系等の離型剤などによる離型処理が施された熱可塑性樹脂フィルムで構成され、その離型処理面が粘着剤層に貼り合わされる。
【0203】
セパレートフィルムを構成する熱可塑性樹脂は、例えばポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂等である。
【0204】
セパレートフィルムの厚さは、例えば10μm以上100μm以下である。セパレートフィルムの厚さが100μm以下であれば、セパレートフィルムを剥がす際に引き起こす力を低く抑えることができるために剥離に有利であり、10μm以上であれば、加工の際に異物により粘着剤層に打痕が生じるのを抑制することが可能であり好ましい。
【0205】
また、ポリエステル系樹脂からなるフィルムは延伸されていなくても、延伸されていてもよいが、強度が向上するという観点から延伸フィルムが好ましく、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。
【0206】
セパレートフィルムは帯電防止層を含むことができる。帯電防止層は、例えば、セパレートフィルムにおける粘着剤層が積層される面とは反対側の面に設けてもよい。
【0207】
[画像表示装置]
画像表示装置は、上述した光学積層体と、画像表示素子(有機EL表示素子等)とを含む。光学積層体は、画像表示素子の視認側に配置される。上述した粘着剤層を介して、光学積層体を画像表示素子に貼合することができる。
【0208】
画像表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。
【0209】
画像表示装置は、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器、テレビ、デジタルフォトフレーム、電子看板、測定器又は計器類、事務用機器、医療機器、電算機器等として用いることができる。
【実施例0210】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。以下、使用量ないし含有量を表す「部」及び「%」は、特に断りのない限り質量基準である。
【0211】
[実施例1]
<液晶硬化膜の作製>
(1)光配向膜形成用組成物の調製
下記式(1)で表される数平均分子量28000のポリマー(1)2部とo-キシレン98部とを混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物を得た。
【0212】
【化8】

[式中、Meはメチル基を表す。]
【0213】
(2)液晶硬化膜形成用の重合性液晶組成物(A)の調製
下記式(A-1)で表される重合性液晶化合物A-1(86.0部)と、下記式(A-2)で表される重合性液晶化合物A-2(14.0部)と、ポリアクリレート化合物(レベリング剤、BYK-Chemie社製、商品名:BYK-361N)(0.12部)と、2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名:イルガキュア369)(3.0部)と、LALOMER LR9000(商品名、BASFジャパン社製)(2.0部)とを混合した。さらに、固形分濃度が9%となるようにアニソールを添加した。重合性液晶化合物A-1及び重合性液晶化合物A-2を含む重合性液晶組成物(A)を得た。なお、重合性液晶化合物A-1は、特開2010-31223号公報に記載の方法で合成した。クロロホルム中で測定した重合性液晶化合物A-1の極大吸収波長λmax(LC)は350nmであった。
【0214】
【化9】
【0215】
【化10】
【0216】
(3)位相差フィルムの作製
トリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタ株式会社製、商品名:KC4CZ-TAC、厚さ40μm)を、コロナ処理装置(春日電機株式会社製、商品名:AGF-B10)を用いて出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理し、基材フィルムとした。基材フィルムの380nm透過率は91%、透湿度は700g/m・24hrであった。この基材フィルムのコロナ処理を施した表面に、上記光配向膜形成用組成物をバーコーター塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(偏光子ユニット付SPOT CURE SP-7(商品名)、ウシオ電機株式会社製)を用いて、100mJ/cmの積算光量で偏光UV露光を実施し、光配向膜を形成した。得られた光配向膜の厚さをエリプソメータM-220(商品名、日本分光株式会社製)で測定したところ、100nmであった。
【0217】
続いて、上記光配向膜上に、先に調製した重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物(A)を、バーコーターで塗布し、120℃で1分間乾燥した。その後、高圧水銀ランプ(ウシオ電機株式会社製、商品名:ユニキュアVB-15201BY-A)を用いて、重合性液晶組成物(A)を塗布した面側から紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長313nmにおける積算光量:500mJ/cm)し、さらに、もう一方の面側から同様の条件で紫外線を照射することにより、トリアセチルセルロースフィルム(基材フィルム)/光配向膜/液晶硬化膜からなる積層体である位相差フィルムを形成した。得られた液晶硬化膜の厚さをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製、商品名:LEXT)で測定したところ、2.7μmであった。液晶硬化膜の抽出液体クロマトグラフ測定における(S/M)/(S/M)の値は4.2であった。抽出液体クロマトグラフ測定は、基材フィルム/光配向膜/液晶硬化膜からなる積層体である位相差フィルムの状態で行った。また、位相差フィルムは、紫外線照射により塗膜を硬化させて液晶硬化膜を形成した後、24時間以上経過したものを用いた。抽出液体クロマトグラフ測定の測定方法は上述した通りである。
【0218】
<光学積層体の作製>
(4)偏光子1(ヨウ素PVA型偏光子)の作製
(膨潤処理工程)
厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルム(原反フィルム)(株式会社クラレ製、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%)を原反ロールより連続的に巻出しながら搬送し、20℃の純水が入った膨潤浴に30秒間浸漬した。この膨潤処理工程では、原反フィルムを基準とする延伸倍率は2.5倍とした。
【0219】
(染色処理工程)
次に、膨潤処理工程後のフィルムを、純水/ヨウ化カリウム/ヨウ素/ホウ酸の質量比が100/2/0.01/0.3である30℃の染色浴に120秒間浸漬した。この染色処理工程では、膨潤処理工程後のフィルムを基準とする延伸倍率は1.1倍とした。
【0220】
(架橋処理工程)
次に、染色処理工程後のフィルムを、純水/ヨウ化カリウム/ホウ酸の質量比が100/12/4である56℃の架橋浴に70秒浸漬した。この架橋処理工程では、染色処理工程後のフィルムを基準とする延伸倍率は1.9倍とした。
【0221】
(補色処理工程)
次に、架橋処理工程後のフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/純水の質量比が9/2.9/100である40℃の架橋浴に10秒浸漬した。
【0222】
(洗浄処理工程)
次に、補色処理工程後のフィルムを、5℃の純水が入った洗浄浴に5秒間浸漬させた。
【0223】
(乾燥処理工程)
次に、洗浄処理工程後のフィルムを、乾燥炉に通すことにより80℃で190秒間加熱乾燥させて、偏光子1(偏光フィルム)を作製した。得られた偏光子1の厚さは12μmであった。偏光子1の視感度補正単体透過率Tyは44.5%であった。
【0224】
(5)水系接着剤の調製
水100質量部に対し、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製、商品名:KL-318)を3質量部溶解して、ポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(田岡化学工業株式会社製、商品名:スミレーズレジン650(30)、固形分濃度30質量%)を、水100質量部に対し、1.5質量部の割合で混合して、水系接着剤(乾燥固化型接着剤)を得た。
【0225】
(6)粘着剤シートの作製
(6-1)アクリル樹脂溶液の調製
冷却管、窒素導入管、温度計、及び撹拌機を備えた反応容器に、酢酸エチル81.8部、アクリル酸ブチル98.0部、及びアクリル酸2.0部の混合溶液を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換して酸素不含としながら内温を55℃に上げた。その後、アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.14部を酢酸エチル10部に溶かした溶液を全量添加した。重合開始剤を添加した後、1時間この温度で保持し、次いで内温を54~56℃に保ちながら酢酸エチルを添加速度17.3部/hrで反応容器内へ連続的に加え、(メタ)アクリル系樹脂の濃度が35質量%となった時点で酢酸エチルの添加を止め、さらに酢酸エチルの添加開始から12時間経過するまでこの温度で保温した。最後に酢酸エチルを加えて(メタ)アクリル系樹脂の濃度が20質量%となるように調節し、アクリル樹脂溶液を調製した。得られたアクリル樹脂は、重量平均分子量Mwが180万、分子量分布Mw/Mnが4.2であった。なお、Mw及びMnは、GPC装置にカラムとして、東ソー(株)製の「TSKgel GMHHR-H(S)」を2本直列につないで配置し、溶出液としてテトラヒドロフランを用い、試料濃度2mg/mL、試料導入量100μL、温度40℃、流速1mL/分の条件で、標準ポリスチレン換算により測定した。
【0226】
(6-2)粘着剤組成物の調製
(6-1)にて得られたアクリル樹脂溶液の固形分80部に対して、二官能アクリレート(新中村化学工業株式会社より入手、品番「A-DOG」)を20部(固形分)、架橋剤(東ソー株式会社製、商品名「コロネートL」(トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体の酢酸エチル溶液(固形分濃度75質量%))を有効成分ベースで3.0部、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア500」)を1.5部、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名「KBM-403」)を0.5部添加し、更に固形分濃度が13質量%となるように酢酸エチルを添加して粘着剤組成物を得た。ここで、A-DOGは、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンとのアセタール化合物のジアクリレートであって、下記式の構造を有する。
【化11】
【0227】
(6-3)粘着剤シートの作製
上記(6-2)で調製した粘着剤組成物を、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルム(リンテック(株)から入手した「PLR-382150」)の離型処理面に、アプリケーターを用いて乾燥後の厚さが25μmとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥して粘着剤層(粘着剤シート)を作製した。次いで、得られた粘着剤層のセパレータフィルムと反対側の表面を、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレートフィルム(リンテック(株)から入手した「PLZ-381130」)の離型処理面と貼合した。続けて、粘着剤層に対して紫外線を下記の条件で照射し、粘着剤シートを作製した。
<UV照射条件>
・Fusion UVランプシステム(フュージョンUVシステムズ社製)Dバルブ使用
・積算光量1500mJ/cm
【0228】
(7)透明保護フィルム1の作製
透明保護フィルム1として、下記の通り、表面処理層として紫外線吸収剤含有ハードコート層(以下、「NUV-HC層」ということがある。)を有するトリアセチルセルロールフィルム(以下、「TACフィルム」ということがある。)を準備した。
【0229】
(表面処理層組成物の調製)
表面処理層組成物として、EBECRYL4858(ダイセル・オルネクス(株)製)20部、下記合成例1で合成されたUVA-01を0.80部、Irgacure-184(BASFジャパン(株)製)0.21部、シクロペンタノン(関東化学(株)製)26部、及びN-メチル-2-ピロリドン(関東化学(株)製)24部を混合し、室温にて2時間撹拌することで均一溶液を得た。
【0230】
(合成例1)
ジムロート冷却管及び温度計を設置した200mL-四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、特許文献(特開2014-194508号公報)を参考に合成した下記式で表される化合物UVA-M-02粉末10g、無水酢酸(和光純薬工業(株)製)3.7g、シアノ酢酸2-エトキシエチル(東京化成工業(株)製)5.8g、及びアセトニトリル(和光純薬工業(株)製)60gを仕込み、マグネチックスターラーで撹拌した。内温25℃にてN,N-ジイソプロピルエチルアミン(以下、「DIPEA」と略す。東京化成工業(株)製)4.7gを滴下漏斗から1時間かけて滴下し、滴下終了後に内温25℃にて更に2時間保温した。反応終了後、減圧エバポレーターを用いてアセトニトリルを除去し、得られた油状物にトルエンを加えて生成した不溶成分を濾過で取り除いた。濾液を再度減圧エバポレーターを用いて濃縮し、濃縮後の溶液をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル)に供して精製し、トルエン中から再結晶することで目的物を得た。該結晶を60℃減圧乾燥することにより、黄色粉末として化合物UVA-01を5.2g得た。収率は65%であった。また、分光光度計UV-3150((株)島津製作所製)を用いてUVA-01の吸収極大波長(λmax)を測定したところ、λmax=389nm(2-ブタノン中)、ε(400)は125L/(g・cm)、ε(420)/ε(400)は0.0153であった。
そして、H-NMR解析を行ったところ、以下のピークが観測されたことから、化合物UVA-01が生成したことが確かめられた。
H-NMR(CDCl)δ:1.21(t、3H)、2.10(quIn.2H)、2.98-3.04(m、5H)、3.54-3.72(m、6H)、4.31(t、2H)、5.53(d、2H)、7.93(d、2H)
【化12】
【0231】
(表面処理層の形成)
厚さ25μmのトリアセチルセルロースフィルム上に、ワイヤーバーを用いて上記の表面処理層組成物を硬化後の膜厚が8μmとなるように塗布して塗膜を形成した。形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより溶剤を蒸発させ、紫外線を窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)にて積算光量が200mJ/cmになるように照射して硬化させることにより表面処理層(NUV-HC層)を形成した。表面処理層(NUV-HC層)は、波長450nmの光の透過率Tr(450)は90%、波長420nmの光の透過率Tr(420)は50%、波長400nmの透過率Tr(400)は0%であった。これにより、NUV-HC層を有するトリアセチルセルロールフィルムである透明保護フィルム1を得た。透明保護フィルム1の厚さは33μmであった。透明保護フィルム1の380nm透過率は0%であった。
【0232】
(8)光学積層体の作製
上記で作製した位相差フィルム、偏光子1、及び、透明保護フィルム1をこの順に積層させ、上記位相差フィルムの基材フィルム側と偏光子1とが接し、且つ、該偏光子1の位相差フィルムとは反対側と上記透明保護フィルム1のTACフィルムとが接した状態で、それぞれの層間に上記水系接着剤を注入し、偏光子1の吸収軸と位相差フィルムにおける液晶硬化膜の遅相軸のなす角が45°となるようニップロールで貼り合わせた。その後、60℃で2分間乾燥した。次いで、位相差フィルムの液晶硬化膜上に、上記で作製した粘着剤シートから一方のセパレートフィルムを剥離して露出した粘着剤層を積層した。これにより、セパレートフィルム/粘着剤層/液晶硬化膜/光配向膜/基材フィルム/接着剤層/偏光子1/接着剤層/透明保護フィルム1からなる光学積層体を得た。なお、表1に示した光学積層体の総厚は、セパレートフィルムの厚さを除いた厚さ(粘着剤層から透明保護フィルム1までの厚さ)を意味する。
【0233】
[実施例2]
上記偏光子1の作製において、ヨウ素を含む水溶液の濃度及びその水溶液へのフィルムの浸漬時間を調整し、視感度補正単体透過率Tyが42.2%、厚さが12μmの偏光子2を得た。偏光子1を偏光子2に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の光学積層体を得た。
【0234】
[実施例3]
透明保護フィルム1を以下の透明保護フィルム2に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の光学積層体を得た。すなわち、透明保護フィルム2として、厚さ25μmのノルボルネン系樹脂からなる延伸フィルムに、厚さ3μmのハードコート層(以下、「HC層」ということがある。)を形成したフィルム(日本製紙株式会社製、厚さ28μm、380nm透過率3.5%)を用いた。HC層は以下の方法で形成した。
【0235】
(表面処理層組成物の調製)
表面処理層組成物として、EBECRYL4858(ダイセル・オルネクス(株)製)20部、Irgacure-184(BASFジャパン(株)製)0.21部、シクロペンタノン(関東化学(株)製)26部、及びN-メチル-2-ピロリドン(関東化学(株)製)24部を混合し、室温にて2時間撹拌することで均一溶液を得た。
【0236】
(表面処理層の形成)
厚さ25μmのノルボルネン系樹脂からなる延伸フィルム上に、ワイヤーバーを用いて上記の表面処理層組成物を硬化後の膜厚が3μmとなるように塗布して塗膜を形成した。形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより溶剤を蒸発させ、紫外線を窒素雰囲気(酸素濃度200ppm以下)にて積算光量が200mJ/cmになるように照射して硬化させることにより表面処理層を形成した。表面処理層は、波長450nmの光の透過率Tr(450)は100%、波長420nmの光の透過率Tr(420)は100%、波長400nmの透過率Tr(400)は100%であった。
【0237】
[実施例4]
透明保護フィルム1を以下の透明保護フィルム3に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の光学積層体を得た。すなわち、透明保護フィルム3として、厚さ13μmの環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(COPフィルム)の片面に、厚さ1μmのハードコート層(HC層)が形成されたハードコート環状オレフィン系樹脂フィルム(厚さ14μm、380nm透過率5.3%)を用いた。透明保護フィルム3のHC層は、厚さを変更したこと以外は透明保護フィルム2のHC層と同様の方法で形成した。
【0238】
[実施例5]
位相差フィルムにおける基材フィルムを以下の基材フィルムに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例5の光学積層体を得た。すなわち、基材フィルムとして、トリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタ株式会社製、厚さ20μm)を、コロナ処理装置(春日電機株式会社製、商品名:AGF-B10)を用いて出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理したものを用いた。基材フィルムの380nm透過率は91%、透湿度は1200g/m・24hrであった。
【0239】
[実施例6]
位相差フィルムにおける基材フィルムを以下の基材フィルムに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の光学積層体を得た。すなわち、基材フィルムとして、トリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム株式会社製、商品名:フジタックTG60UL、厚さ60μm)を、コロナ処理装置(春日電機株式会社製、商品名:AGF-B10)を用いて出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理したものを用いた。基材フィルムの380nm透過率は91%、透湿度は500g/m・24hrであった。
【0240】
[実施例7]
透明保護フィルム1を以下の透明保護フィルム4に変更し、且つ、位相差フィルムにおける液晶硬化膜の厚さを4.0μmに変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の光学積層体を得た。すなわち、透明保護フィルム4として、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタ株式会社製、厚さ40μm、380nm透過率8.0%)を用いた。また、液晶硬化膜の抽出液体クロマトグラフ測定における(S/M)/(S/M)の値は5.5であった。
【0241】
[比較例1]
位相差フィルムにおける液晶硬化膜の厚さを2.3μmに変更したこと以外は実施例7と同様にして、比較例1の光学積層体を得た。液晶硬化膜の抽出液体クロマトグラフ測定における(S/M)/(S/M)の値は3.6であった。
【0242】
[比較例2]
位相差フィルムにおける液晶硬化膜の厚さを2.0μmに変更したこと以外は実施例7と同様にして、比較例2の光学積層体を得た。液晶硬化膜の抽出液体クロマトグラフ測定における(S/M)/(S/M)の値は3.0であった。
【0243】
[比較例3]
上記偏光子1の作製において、原反フィルムの厚さを60μmに変更し、且つ、ヨウ素を含む水溶液の濃度及びその水溶液へのフィルムの浸漬時間を調整して、視感度補正単体透過率Tyが42.2%、厚さが20μmの偏光子3を得た。透明保護フィルム1を以下の透明保護フィルム5に変更し、且つ、偏光子1を偏光子3に変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の光学積層体を得た。すなわち、透明保護フィルム5として、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタ株式会社製、厚さ80μm、380nm透過率1.6%)を用いた。
【0244】
[評価]
実施例及び比較例で作製した光学積層体について、以下の評価を行った。それぞれの評価結果を表1に示す。
【0245】
<干渉ムラ>
光学積層体の粘着剤層側の面を、40mm×40mmのサイズで厚さが0.7mmの無アルカリガラス(コーニング社製、品番:EAGLE XG(登録商標))に貼合し、評価用サンプルを作製した。アルミ反射板の上に評価用サンプルを、無アルカリガラス側がアルミ反射板と対応するように載せ、アルミ反射板/空気/評価用サンプルの層構成とした状態で、3波長形蛍光灯下で干渉ムラの有無を目視観察し、以下の基準に基づいて評価した。
A:干渉ムラが視認されない
B:干渉ムラが視認される
【0246】
<耐屈曲性>
耐屈曲性の評価方法について、図2を参照しながら以下に説明する。光学積層体を、長辺が偏光子の吸収軸方向となるように、短辺10mm×長辺100mmのサイズにスーパーカッターを用いて裁断し、評価用サンプル300とした。評価用サンプル300の透明保護フィルム側の面が耐屈曲性試験機の2枚のプレート治具301,302に接するようにして短辺側を固定した(図2(a))。固定にはカプトンフィルムテープ(東レ・デュポン社製)303を用い、評価用サンプル300の両端を長辺方向に10mmずつそれぞれ固定し、2枚のプレート治具301、302の治具間距離L1が53mmとなるように固定した。次いで、評価用サンプル300の屈曲半径Rを1.5mmとしたとき、2枚のプレート治具301、302をそれぞれ矢印A1,A2で示される方向に移動させることにより治具間距離L2が2Rとなるように連続して変化させ、固定した評価用サンプル300を偏光子の吸収軸方向が屈曲軸に直交するように屈曲させた(図2(b))。屈曲速度は60rpmとした。下記の基準に従って耐屈曲性を評価した。
A:屈曲回数40000回において、評価用サンプルにクラック及びワレが発生していない
B:屈曲回数5000回以上、40000回未満で、評価用サンプルにクラック又はワレが発生した
C:屈曲回数5000回未満で、評価用サンプルにクラック又はワレが発生した
【0247】
<耐熱性>
光学積層体の粘着剤層側の面を、40mm×40mmのサイズで厚さが0.7mmの無アルカリガラス(コーニング社製、品番:EAGLE XG(登録商標))に貼合し、評価用サンプルを作製した。この評価用サンプルを、温度85℃の乾燥条件下で250時間保管する耐熱試験を行い、位相差測定装置(王子計測機器株式会社製、商品名:KOBRA-WPR)により、試験前後における面内位相差(Re(550))の変化を測定した。測定結果から、以下の基準に基づいて評価した。
A:面内位相差の変化が±5nm未満
B:面内位相差の変化が±5nm以上
【0248】
<反射色相>
光学積層体の粘着剤層側の面を、40mm×40mmのサイズで厚さが0.7mmの無アルカリガラス(コーニング社製、品番:EAGLE XG(登録商標))に貼合し、評価用サンプルを作製した。この評価用サンプルについて、分光測色計(コニカミノルタ株式会社製、商品名:CM-2600d)により、反射色相(a、b)を測定し、下記式に従ってaを算出した。反射色相は、光源がD65であるときの値であり、SCI方式(正反射含む)で測定した。また、測定の際には、アルミ反射板の上に評価用サンプルを、無アルカリガラス側がアルミ反射板と対応するように載せ、アルミ反射板/空気/評価用サンプルの層構成とした状態で、評価用サンプル側から光を入射させて測定を行った。測定結果から、以下の基準に基づいて評価した。
=〔(a+(b1/2
A:aが4.0未満
B:aが4.0以上
【0249】
【表1】
【符号の説明】
【0250】
1…粘着剤層、2…液晶硬化膜、3…配向膜、4…基材フィルム、5…接着剤層、6…偏光子、7…接着剤層、8…保護フィルム、10…位相差フィルム、100…光学積層体。
図1
図2