(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-21
(45)【発行日】2022-09-30
(54)【発明の名称】偏光フィルム保護用積層体およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20220922BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20220922BHJP
【FI】
G02B5/30
B32B7/023
(21)【出願番号】P 2019542259
(86)(22)【出願日】2018-09-12
(86)【国際出願番号】 JP2018033785
(87)【国際公開番号】W WO2019054405
(87)【国際公開日】2019-03-21
【審査請求日】2021-06-29
(31)【優先権主張番号】P 2017176420
(32)【優先日】2017-09-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001085
【氏名又は名称】株式会社クラレ
(74)【代理人】
【識別番号】110002206
【氏名又は名称】弁理士法人せとうち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川崎 絵美
(72)【発明者】
【氏名】岡山 沙樹
(72)【発明者】
【氏名】磯崎 孝徳
【審査官】小西 隆
(56)【参考文献】
【文献】特表2015-518574(JP,A)
【文献】特表2016-500832(JP,A)
【文献】国際公開第2007/142142(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/086270(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/038028(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 5/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラジカル重合性化合物からなる光硬化樹脂層が基材フィルムに積層された偏光フィルム保護用積層体であって、
前記光硬化樹脂層の厚みが9μm以下であり、前記光硬化樹脂層のホウ酸透過度がホウ素原子換算で2.25g/m
2・day以下であり、
基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力が0.005~0.06N/mmであり、
光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離した後の、基材フィルム側における該光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)が300nm以下である、偏光フィルム保護用積層体。
【請求項2】
請求項1に記載の偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層が、偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して貼り合わされ
、当該偏光フィルム保護用積層体における基材フィルムが剥離されてなる偏光板。
【請求項3】
ラジカル重合性化合物からなる光硬化樹脂層を基材フィルムに積層して得られる偏光フィルム保護用積層体の製造方法であって、
ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液を基材フィルムに塗工する工程と、
塗工後に前記基材フィルムを加熱して溶剤を揮発させる工程と、
紫外線および電子線の少なくとも一方を照射する工程とを有し、
前記基材フィルムの塗工面の水接触角が40~100度であることを特徴とする請求項1に記載の偏光フィルム保護用積層体の製造方法。
【請求項4】
基材フィルムの塗工面におけるケイ素の検出強度が10cps/mA以下である請求項3に記載の偏光フィルム保護用積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基材フィルムに光硬化樹脂層が積層された偏光フィルム保護用積層体、および当該積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光の透過および遮蔽機能を有する偏光板は、光の偏光状態を変化させる液晶と共に液晶ディスプレイ(LCD)の基本的な構成要素である。偏光板の多くは、偏光フィルムの表面に三酢酸セルロース(TAC)フィルムなどの保護フィルムが貼り合わされた構造を有しており、偏光板を構成する偏光フィルムとしてはポリビニルアルコール(PVA)フィルムを一軸延伸して配向させた延伸フィルムにヨウ素系色素(I3
-やI5
-等)や二色性有機染料といった二色性色素が吸着しているものが主流となっている。このような偏光フィルムは、通常、二色性色素を予め含有させたPVAフィルムを一軸延伸したり、PVAフィルムの一軸延伸と同時に二色性色素を吸着させたり、PVAフィルムを一軸延伸した後に二色性色素を吸着させたりするなどして連続的に製造される。
【0003】
LCDは、電卓および腕時計などの小型機器、ノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、スマートフォン、屋内外で用いられる計測機器などの広範囲において用いられるようになっているが、近年、特に小型のスマートフォンなどのモバイル用途への展開などに伴い、偏光板への薄型化の要求が強くなっている。また、モバイル用途では、使用場所が広範囲に渡ることから、同時に耐久性の向上も求められている。
【0004】
偏光板を薄型化する手法の1つとしては、保護フィルムを薄型化することが挙げられ、近年、保護フィルムの代わりに光硬化樹脂層を形成した偏光板が提案されている(例えば、特許文献1~4などを参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2011-221185号公報
【文献】特開2004-245924号公報
【文献】特表2013-513832号公報
【文献】特開2008-20891号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1~4に記載されている光硬化樹脂層を形成した偏光板では、高温高湿度条件下での使用時に偏光性能が低下する場合がある。特許文献1または2に記載されている方法のように、偏光フィルムの表面に直接にラジカル重合性化合物などからなる組成物を塗工すると、光硬化樹脂層の表面平滑性が低下しやすく、外乱により偏光板の偏光性能が低下する可能性がある。更に、ラジカル重合性化合物などからなる組成物に含まれる溶剤が偏光フィルムを侵食することにより偏光性能が低下したり、偏光フィルムと光硬化樹脂層との接着力が低くなり、長尺ロールからパネルサイズに偏光板を切断するときなどの取り扱い時に光硬化樹脂層が剥離したりする問題がある。また、偏光フィルムの表面に直接にラジカル重合性化合物などからなる組成物を塗工した場合、偏光フィルムが劣化する恐れがあるため、十分に紫外線や電子線を照射することができず、架橋密度を上げることが困難である。一方、特許文献3または4では、離型PETフィルムなどの基材フィルム上に光硬化樹脂層を形成した後、接着剤を用いて光硬化樹脂層と偏光フィルムを貼り合わせる方法が提案されている。しかしながら、基材フィルムと光硬化樹脂層との剥離性が良好ではないと、光硬化樹脂層の表面平滑性が低下してしまい、外乱によって偏光板の偏光性能が低下する場合があった。また、高温高湿度条件下での使用時に偏光性能が低下する場合もあり、改善が求められていた。
【0007】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、表面平滑性に優れ、光硬化樹脂層の厚みが9μm以下であっても耐湿熱性に優れた偏光板を得ることのできる、偏光フィルム保護用積層体、およびその製造方法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】
【0008】
本発明者らは上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、光硬化樹脂層の厚みが9μm以下であっても、ホウ酸透過度がホウ素原子換算で2.25g/m2・day以下である光硬化樹脂層を偏光フィルムに貼り合わせることで、耐湿熱性に優れた偏光板が得られること、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力が0.005~0.06N/mmであることで、表面平滑性に優れた光硬化樹脂層が得られることを見出し、これらの知見に基づいて更に検討を重ねて本発明を完成させた。
【0009】
すなわち、本発明は、
[1]ラジカル重合性化合物からなる光硬化樹脂層が基材フィルムに積層された偏光フィルム保護用積層体であって、
前記光硬化樹脂層の厚みが9μm以下であり、前記光硬化樹脂層のホウ酸透過度がホウ素原子換算で2.25g/m2・day以下であり、
基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力が0.005~0.06N/mmであり、
光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離した後の、基材フィルム側における該光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)が300nm以下である、偏光フィルム保護用積層体;
[2][1]に記載の偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層が、偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して貼り合わされた偏光板;
[3]ラジカル重合性化合物からなる光硬化樹脂層を基材フィルムに積層して得られる偏光フィルム保護用積層体の製造方法であって、
ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液を基材フィルムに塗工する工程と、
塗工後に前記基材フィルムを加熱して溶剤を揮発させる工程と、
紫外線および電子線の少なくとも一方を照射する工程とを有し、
前記基材フィルムの塗工面の水接触角が40~100度であることを特徴とする[1]に記載の偏光フィルム保護用積層体の製造方法;
[4]基材フィルムの塗工面におけるケイ素の検出強度が10cps/mA以下である[3]に記載の偏光フィルム保護用積層体の製造方法;
に関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、表面平滑性に優れ、光硬化樹脂層の厚みが9μm以下であっても、耐湿熱性に優れた偏光板を得ることのできる、偏光フィルム保護用積層体、およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】ホウ素原子換算のホウ酸透過度を測定する方法についての概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に本発明について詳細に説明する。
<偏光フィルム保護用積層体>
【0013】
本発明の偏光フィルム保護用積層体は、基材フィルムに厚み9μm以下のラジカル重合性化合物からなる光硬化樹脂層が積層された偏光フィルム保護用積層体であって、光硬化樹脂層のホウ酸透過度がホウ素原子換算で2.25g/m2・day以下であることを特徴とする。光硬化樹脂層のホウ酸透過度がホウ素原子換算で2.25g/m2・day以下であることにより、偏光フィルムと貼り合わせた際に、初期の偏光性能を維持することのできる耐湿熱性に優れた偏光板を得ることができる。ホウ酸透過度がホウ素原子換算で2.25g/m2・dayを超える場合、偏光板の耐湿熱性を十分に改善することができない。この観点より、光硬化樹脂層のホウ酸透過度がホウ素原子換算で1.50g/m2・day以下であることが好ましく、0.50g/m2・day以下であることがより好ましく、0.20g/m2・day以下であることが更に好ましく、0.10g/m2・day以下であることが特に好ましい。一方、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度の下限に特に制限はないが、ホウ素原子換算のホウ酸透過度が低すぎる場合、光硬化樹脂層の柔軟性が失われやすい傾向にあることから、ホウ酸透過度がホウ素原子換算で0.02g/m2・day以上であることが好ましく、0.03g/m2・day以上であることがより好ましい。なお、ホウ素原子換算のホウ酸透過度は、後述する実施例に記載の方法で求めることができる。
【0014】
本発明において、光硬化樹脂層は、ラジカル重合性化合物などからなる。ラジカル重合性化合物を用いることで、得られる光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度を低下させることができる。ラジカル重合性化合物としては、分子内にアクリロイル基を有する化合物を好ましく用いることができる。ラジカル重合性化合物は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、紫外線および電子線の少なくとも一方を照射して硬化させるための光重合開始剤として、ラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、活性エネルギー線を照射することによりラジカル重合性化合物の反応を促進することのできる化合物を用いることができる。このようなラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン類、ベンゾイン類等のカルボニル化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、チオキサントン等の硫黄化合物などが挙げられ、カルボニル化合物が好ましい。これらのラジカル重合開始剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0015】
本発明において、光硬化樹脂層の厚みは9μm以下である。厚みが9μmを超える場合、従来の保護フィルムを積層した偏光板に対して十分な薄膜化を達成できない。この観点より、光硬化樹脂層の厚みは8μm以下であることが好ましく、7μm以下であることがより好ましく、6μm以下であることがさらに好ましい。一方、光硬化樹脂層の厚みの下限は特に限定されないが、薄い光硬化樹脂層で前記ホウ素原子換算のホウ酸透過度を達成する場合、光硬化樹脂層の柔軟性が失われやすい傾向があることから、0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましく、1μm以上であることがさらに好ましい。
【0016】
本発明の偏光フィルム保護用積層体に用いられる基材フィルムとしては、表面均一性に優れたものが好ましく、ポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ノルボルネンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリスチレンフィルム等を用いることができる。基材フィルムの光硬化樹脂層側の表面には、離型処理が施されていてもよい。表面均一性に優れた基材フィルムを用いることによって、光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離した後の、基材フィルム側における該光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)が300nm以下となりやすい。
【0017】
本発明において、光硬化樹脂層と基材フィルムとの接着力は0.005~0.06N/mmである。光硬化樹脂層を偏光フィルムと貼り合わせて偏光板を得た後、光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離する必要があるため、光硬化樹脂層と基材フィルムとの接着力は0.05N/mm以下であることが好ましく、0.04N/mm以下であることがより好ましく、0.03N/mm以下であることが更に好ましい。なお、用いる基材フィルムの離型処理を強化することで、光硬化樹脂層と基材フィルムとの接着力を0.06N/mm以下にすることができる。光硬化樹脂層と基材フィルムとの接着力があまりに低い場合には、光硬化樹脂層を偏光フィルムと貼り合わせる際などの偏光フィルム保護用積層体の取り扱い時に、光硬化樹脂層から基材フィルムが剥離して取り扱いにくくなることから、光硬化樹脂層と基材フィルムとの接着力は、0.010N/mm以上であることが好ましく、0.013N/mm以上であることがより好ましく、0.015N/mm以上であることが更に好ましい。
【0018】
本発明において、光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離した後の、基材フィルム側における該光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)は、300nm以下である。基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)は、250nm以下であることが好ましく、200nm以下であることがより好ましく、150nm以下であることが更に好ましい。基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)を300nm以下にするためには、偏光フィルム保護用積層体を形成する際に基材フィルム上でラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液が弾かないことや、基材フィルムと光硬化樹脂層との剥離性が良いことが重要であり、後述するように、ラジカル重合性化合物に用いる溶剤の溶解度パラメーターや基材フィルムの塗工面の水接触角を調整することが有効である。基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)の下限に特に制限はないが、あまりに平滑な表面を有することは困難であることから、例えば、20nm以上である。
【0019】
<偏光フィルム保護用積層体の製造方法>
本発明の偏光フィルム保護用積層体の製造方法としては、ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液を基材フィルムに塗工する工程と、塗工後に基材フィルムを加熱して溶剤を揮発させる工程と、紫外線および電子線の少なくとも一方を照射する工程とを有し、基材フィルムの塗工面の水接触角が40~100度であることが好ましい。該溶液に溶剤を含むことにより、厚み9μm以下である光硬化樹脂層の表面平滑性が良好となる。
【0020】
[塗工工程]
ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液を基材フィルムに塗工する工程としては、任意の適切な方法が採用され得る。ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液を基材フィルムに塗工する方法としては、例えば、ダイコート、ロールコート、エアナイフコート、グラビアロールコート、ドクターロールコート、ドクターナイフコート、カーテンフローコート、スプレーコート、ワイヤーバーコート、ロッドコート、浸漬、刷毛塗り等の方法が挙げられる。中でも、得られる光硬化樹脂層の厚みを9μm以下にするためには、グラビアロールコートが好ましい。
【0021】
[溶剤揮発工程]
溶液を塗工後に基材フィルムを加熱して溶剤を揮発させる工程としては、任意の適切な方法が採用される。溶液を塗工した基材フィルムをヒートロール上で加熱してもよいし、フローティング乾燥機内で加熱してもよい。ヒートロールや熱風の好ましい温度は、用いる溶剤の沸点により決定することができるが、60℃~120℃の範囲であることが好ましい。また、溶剤の残存量が10%以下になるまで、溶剤を揮発させることが好ましい。
【0022】
[照射工程]
紫外線および電子線の少なくとも一方を照射する工程としては、基材フィルムの上に塗工した溶液を乾燥後に紫外線および電子線の少なくとも一方を直接に照射してもよいし、基材フィルム側から照射してもよい。また、硬化速度、照射装置の入手性、価格等の観点から、紫外線を照射する工程を有することがより好ましい。
【0023】
前記紫外線または電子線は、公知の装置を用いて照射することができる。紫外線を用いる場合、450nm以下の波長域の光を発する高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、LED等を用いることができる。また、電子線(EB)を用いる場合、加速電圧としては0.1~10MeVの範囲内であることが好ましく、照射線量としては1~500kGyの範囲内であることが好ましい。
【0024】
前記紫外線または電子線の積算光量に特に制限はないが、10~20,000mJ/cm2の範囲内であることが好ましく、30~5,000mJ/cm2の範囲内であることがより好ましい。紫外線または電子線の積算光量が少なすぎると、ラジカル重合性化合物の硬化が不良となり、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度が高くなったり、光硬化樹脂層の機械的強度が低下したりする。一方、紫外線または電子線の積算光量が多すぎると、偏光フィルム保護用積層体に過剰の熱が発生し、光硬化樹脂層や基材フィルムが劣化する場合がある。
【0025】
紫外線または電子線の照射中または照射後に、光硬化樹脂層の架橋密度を上げるために、必要に応じて加熱して光硬化樹脂層の硬化を促進してもよい。この加熱温度としては、硬化速度や光硬化樹脂層および基材フィルムへの影響などの観点から、40~130℃の範囲内であることが好ましく、50~100℃の範囲内であることがより好ましい。温度が40℃未満の場合には、光硬化樹脂層の硬化が促進されにくく、温度が130℃を超える場合には、基材フィルムが変形しやすくなり、平滑な光硬化樹脂層を得ることができない場合がある。上記の方法では、基材フィルムの上で光硬化樹脂層の架橋密度を十分に上げることができるため、ホウ素原子換算のホウ酸透過度を好ましく低下させることが可能になる。
【0026】
本発明の偏光フィルム保護用積層体の製造方法において、基材フィルムの溶液塗工面の水接触角は、40~100度であることが好ましい。基材フィルムの溶液塗工面の水接触角が大きい場合には、基材フィルム上に溶液を塗工した際に溶液が弾きやすく、均一に溶液を塗工することが難しい場合がある。更に、均一に溶液を塗工できた場合でも、光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離した後の、基材フィルム側における光硬化樹脂層の表面が平滑になりにくい問題がある。一方、水接触角が小さい場合には、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力が強くなり、光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離しにくくなったり、光硬化樹脂層から基材フィルムを剥離した後の、基材フィルム側における光硬化樹脂層の表面平滑性が粗くなったりする場合がある。これらの観点から、基材フィルムの溶液塗工面の水接触角は、45~95度であることが好ましく、50~90度であることがより好ましく、55~85度であることが更に好ましい。基材フィルムの溶液塗工面の水接触角を上記範囲に調整するためには、コロナ処理などの親水化処理の強度を調整したりすることが有効である。
【0027】
ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液の、溶剤の溶解度パラメーター(SP値)は、8~10(cal/cm3)1/2であることが好ましい。溶剤の溶解度パラメーターが小さすぎたり大きすぎたりすると、基材フィルム上に溶液を塗工した際に溶液が弾きやすく、均一に溶液を塗工することが難しい。この観点から、溶剤の溶解度パラメーターは8.2~9.8(cal/cm3)1/2の範囲であることがより好ましく、8.4~9.6(cal/cm3)1/2の範囲であることが更に好ましく、8.6~9.4(cal/cm3)1/2の範囲であることが特に好ましい。溶解度パラメーターは、文献(例として、高分子データハンドブック:高分子学会編、溶剤ハンドブック;浅原照三他編、D.W.VAN KREVELEN、PROPERTIES OF POLYMERS Third edition,p214~220(1990)など)に記載されているものを用いた。
【0028】
本発明の偏光フィルム保護用積層体の製造方法において、基材フィルムの塗工面におけるケイ素の検出強度は、10cps/mA以下であることが好ましい。通常、基材フィルムの表面にケイ素を含む離型剤などを塗工することで、形成した光硬化樹脂層の剥離性を良好にさせることが可能である。しかし、ケイ素を含む離型剤などがラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液に移行して、得られる光硬化樹脂層の物性が変化したり、偏光フィルム保護用積層体を製造する設備を汚染したりする問題がある。そのため、ケイ素を含む離型剤を用いない方法で離型処理を施した基材フィルムを用いることが好ましい。なお、基材フィルムの塗工面のケイ素の測定は、後述する実施例に記載した通り、X線分析顕微鏡を用いて測定することができる。
【0029】
<偏光板>
本発明により得られる偏光板は、偏光フィルムの少なくとも一方の面に、接着剤層を介して光硬化樹脂層を貼り合わせたものである。これにより、耐湿熱性と表面平滑性に優れた偏光板を得ることができる。偏光板を作製するために用いる偏光フィルムは、二色性色素を予め含有させたPVAフィルムを一軸延伸したり、PVAフィルムの一軸延伸と同時に二色性色素を吸着させたり、PVAフィルムを一軸延伸した後に二色性色素を吸着させたりするなどして製造することができる。
【0030】
本発明の偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層を偏光フィルムに貼り合わせることにより、薄型軽量化しながら、更に耐湿熱性に優れた偏光板を作製することができる。偏光板の作製方法に特に制限はなく、例えば、偏光フィルムの少なくとも一方の面に、本発明の偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層を接着剤層を介して貼り合わせる工程(貼合工程)、および、当該貼合工程の後で紫外線または電子線の少なくとも一方を照射して接着剤層を硬化させる工程(接着工程)、さらに、当該接着工程の後に基材フィルムを剥離する工程(剥離工程)を備える製造方法により、作製することができる。
【0031】
[貼合工程]
貼合工程において、偏光フィルムの少なくとも一方の面に、本発明の偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層を接着剤層を介して貼り合わせる。この貼り合わせ方法に特に制限はないが、より簡便に貼り合わせることができることから、本発明の偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層面に接着剤を塗工した後、偏光フィルムを重ね合わせる方法が好ましい。さらに、もう一つの偏光フィルム保護用積層体における光硬化樹脂層面に接着剤を塗工して、偏光フィルムの他方の面に重ね合わせてもよい。接着剤を塗布する方法は特に限定されないが、例えば、ダイコート、ロールコート、エアナイフコート、グラビアロールコート、ドクターロールコート、ドクターナイフコート、カーテンフローコート、スプレーコート、ワイヤーバーコート、ロッドコート、刷毛塗り等の方法が挙げられる。
【0032】
更に、貼合工程で得られた貼り合わせ体をロール等で加圧してもよい。この場合、ロールの材質としては、例えば金属やゴム等が挙げられる。
【0033】
用いる接着剤としては、偏光フィルムと光硬化樹脂層を接着することができるものであれば特に制限はなく、無溶剤型光硬化性接着剤などが好適に用いられる。
【0034】
また、偏光フィルムと光硬化樹脂層との接着力をより一層向上させるため、必要に応じて、上記光硬化樹脂層の表面を公知のコロナ処理、プラズマ処理、UV処理、火炎処理などで改質することもできる。
【0035】
[接着工程]
接着工程では、紫外線または電子線の少なくとも一方を照射して未硬化の接着剤層を硬化させる。紫外線または電子線の照射は公知の装置を用いて行うことができる。紫外線または電子線の積算光量に特に制限はないが、10~20,000mJ/cm2の範囲内であることが好ましく、30~5,000mJ/cm2の範囲内であることがより好ましい。積算光量が少なすぎると、偏光フィルムと光硬化樹脂層との接着力が不足することがある。一方、積算光量が多すぎると、過剰の熱が発生し、接着剤層や偏光フィルム、および光硬化樹脂層が劣化することがある。なお、硬化速度、照射装置の入手性、価格等の観点から、紫外線を用いることがより好ましい。
【0036】
紫外線または電子線の照射中または照射後に、必要に応じて加熱により接着剤層の硬化を促進してもよい。この加熱温度としては、硬化速度や偏光フィルムなどの劣化度合いなどの観点から、40~130℃の範囲内であることが好ましく、50~100℃の範囲内であることがより好ましい。温度が40℃未満の場合、接着剤層の硬化が促進されにくく、温度が130℃を超える場合、偏光フィルムや基材フィルムが劣化や変形をしやすくなり、偏光性能や平滑性に優れる偏光板を得ることができにくい。
【0037】
[剥離工程]
接着工程の後で基材フィルムを剥離することで、光硬化樹脂層が偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して配置された偏光板を得ることができる。
【実施例】
【0038】
本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において採用された各評価方法ないし測定方法を以下に示す。
【0039】
[光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度]
以下の各実施例または比較例で得られた光硬化樹脂層を、純水を入れた透湿度カップ(締付式、JIS Z-0208準拠)に取り付けて、60℃の8質量%ホウ酸水溶液の中に浸漬した。そして、試験開始前の透湿度カップ内のサンプル水(純水)と、浸漬して24時間後の透湿度カップ内のサンプル水のホウ素濃度をICP発光分析法(島津製作所製 島津マルチ形ICP発光分析装置 ICPE-9000)で分析し、そのホウ素濃度増加量より下記式(1)でホウ素原子換算のホウ酸透過度(A)を算出した(
図1参照)。
A={(a
24-a
0)×10
-6×M}/S (1)
A:ホウ素原子換算のホウ酸透過度[g/m
2・day]
a
24:24時間後のサンプル水のホウ素濃度[ppm]
a
0:試験開始前のサンプル水(純水)のホウ素濃度[ppm]
M:サンプル水の重量[g]
S:光硬化樹脂層とホウ酸水溶液が接触している面積(透湿度カップの透過面積)[m
2]
【0040】
[基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力]
以下の各実施例または比較例で得られた偏光フィルム保護用積層体を23℃、50%RHの条件下で24時間静置後、当該偏光フィルム保護用積層体から250mm×25mmの短冊状のフィルム片を5枚ずつ切り出した。次に、各フィルム片毎に、基材フィルムと光硬化樹脂層との間を、JIS K6854-3:1999のT型はく離試験に準拠してはく離し、得られたはく離力の5回測定の平均値を接着力とした。当該試験において、剥離速度は30mm/分とした。なお、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力が高すぎて、基材フィルムまたは光硬化樹脂層が破壊された場合には、「材破」と評価した。
【0041】
[基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)]
以下の各実施例または比較例で得られた偏光フィルム保護用積層体の基材フィルムを剥離し、基材フィルム側における光硬化樹脂層の表面を露出させた。その後、白色干渉顕微鏡(zygo社製)を用いて、基材フィルム側における光硬化樹脂層の表面形状を測定し、二乗平均面粗さ(rms)を計算した(計算範囲は、2.0mm×2.7mm)。
【0042】
[水接触角]
以下の実施例または比較例において使用する基材フィルムから200mm×15mmの短冊状のフィルム片を切り出し、このフィルム片の溶液塗工面における水接触角を、JIS R3257:1999(基板ガラス表面のぬれ性試験方法)の記載に準拠して測定した。すなわち、水平に置かれたフィルム片の上に4μL以下の水滴を静置し、水滴の形状を測定し、水滴がフィルム片に接している面の半径r(mm)、およびフィルム片表面から水滴の頂点までの高さh(mm)から、下記式(2)により水接触角θ(度)を求めた。
θ = 2tan-1(h/r) (2)
なお、測定は5回実施し、その平均値をその基材フィルムの水接触角とした。また、測定は、25℃、50%RHの条件下で行った。
【0043】
[基材フィルムの塗工面のケイ素]
以下の実施例または比較例において使用する基材フィルムから50mm角のフィルム片を切り出し、X線分析顕微鏡(株式会社堀場製作所社製XGT-5200、X線照射径100μm、電流1mA、X線管電圧30kV、測定時間400秒)を用いて、このフィルム片の溶液塗工面のケイ素の検出強度を測定した。
【0044】
[偏光板の全光線透過率および偏光度]
以下の実施例または比較例で得られた偏光板の幅方向(TD)の中央部から、偏光板の長さ方向(MD)に2cm、幅方向(TD)に3cmの長方形のサンプルを2枚採取した。それぞれのサンプルについて、長さ方向に対して45°傾けた場合の光の透過率と、-45°傾けた場合の光の透過率を測定して、それらの全ての平均値をその偏光板の全光線透過率(%)とした。また、当該2枚のサンプルをパラレルニコル状態にした際の光の透過率T∥(%)、及び当該2枚のサンプルをクロスニコル状態にした際の光の透過率T⊥(%)を、上記全光線透過率(%)の場合と同様にして測定し、下記式(3)により偏光度を求めた。なお、透過率の測定は、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製「V7100」)を用いて、JIS Z 8722(物体色の測定方法)に準拠し、C光源、2°視野の可視光領域の視感度補正を行った。
偏光度={(T∥-T⊥)/(T∥+T⊥)}1/2×100 (3)
なお、耐湿熱性試験前の、初期の全光線透過率をT0とした。
【0045】
[偏光板の耐湿熱性]
以下の実施例または比較例で得られた偏光板の幅方向(TD)の中央部から、偏光板の長さ方向(MD)に4cm、幅方向(TD)に3cmの長方形のサンプルを2枚採取し、それぞれ金属枠に固定して、上記の方法により、初期の全光線透過率(T0)および偏光度を求めた。60℃、90%RHの恒温恒湿器(ヤマト科学株式会社製 HUMIDIC CHAMBER IG400)に入れて、48時間の耐湿熱性試験を行い、上記の方法により耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度を測定した。上記のT0とT48から、下記式(4)用いて全光線透過率の変化量(ΔT)を求め、これを偏光板の耐湿熱性の指標とした。
ΔT=T48-T0 (4)
【0046】
[実施例1]
<偏光フィルム保護用積層体の作製>
ラジカル重合性化合物と溶剤とを含む溶液として、ラジカル重合性化合物を含むヒタロイド7975(日立化成工業株式会社製、樹脂分32質量%、溶剤トルエン、溶剤のSP値8.9)31.25gと1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF製、IRGACURE 184)0.4gをサンプル管に秤量し、24時間撹拌して均一に混合することで、溶液を得た。その後、基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるレイハイパーF(中井工業株式会社製、水接触角68.9度、ケイ素の検出強度5.25cps/mA)をサイズ300mm×150mmに切り出し、バーコーターを用いて前記溶液を離型処理面に塗工し、70℃で1分間加熱して溶剤を揮発した後、紫外線照射装置(GS YUASA株式会社のメタルハライドランプを使用、照射強度300mW/cm2)を用い、積算光量が300mJ/cm2となるように紫外線を照射することで、基材フィルム上に厚み5.9μmの光硬化樹脂層を有する偏光フィルム保護用積層体を得た。なお、この積算光量についてはUV計測器(GS YUASA株式会社)を用いて測定した。
【0047】
<偏光フィルム保護用積層体の評価>
得られた偏光フィルム保護用積層体について、前記した方法により、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、および基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0048】
<偏光フィルムの作製>
厚みが30μmで幅が65cmの長尺のPVAフィルム(PVAとグリセリンと界面活性剤を含み、グリセリンの含有量がPVA100質量部に対して12質量部で、界面活性剤の含有量がPVA100質量部に対して0.03質量部であるPVAフィルム。PVAは酢酸ビニルの単独重合体のけん化物であり、重合度は2,400で、けん化度は99.9モル%。)を、そのフィルムロールから連続的に巻き出し、膨潤処理、染色処理、架橋処理、延伸処理、固定処理および乾燥処理を施して偏光フィルムを作製した。
すなわち、膨潤処理として、PVAフィルムを30℃の水中に1分間浸漬し、その間に延伸倍率2倍で長さ方向に一軸延伸した。そして、染色処理として、ヨウ素系色素を含有する水溶液(ヨウ素濃度:0.02質量%、ヨウ化カリウム濃度:0.4質量%、30℃)中に1分間浸漬し、その間に延伸倍率1.2倍で長さ方向に一軸延伸した。更に架橋処理として、ホウ酸水溶液(ホウ酸濃度:2.6質量%、30℃)中に2分間浸漬し、その間に延伸倍率1.1倍で長さ方向に一軸延伸した。続いて、延伸処理として、ホウ酸水溶液(ホウ酸濃度:2.8質量%、ヨウ化カリウム濃度:5質量%、57℃)中で延伸倍率2.4倍で長さ方向に一軸延伸した(全延伸倍率は6.3倍)。更に固定処理として、ホウ酸水溶液(ホウ酸濃度:1.5質量%、ヨウ化カリウム濃度:5質量%、22℃)中に10秒間浸漬した。そして乾燥処理として、60℃で1分間乾燥して、偏光フィルムを得た。
【0049】
<接着剤の作製>
3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン(東亞合成株式会社製、OXT-101)2gと、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(株式会社ダイセル製、セロキサイド2021P)8gと、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロホスフェートのプロピレンカーボネート50質量%溶液(サンアプロ株式会社製、CPI-100P)0.8gをサンプル管に秤量し、24時間撹拌して均一に混合することで、偏光フィルムと光硬化樹脂層を接着させるための接着剤を得た。
【0050】
<偏光板の作製>
偏光フィルム保護用積層体を140mm×120mmの大きさに2枚切り出し、1枚目の偏光フィルム保護用積層体の光硬化樹脂層面に、バーコーターを用いて上記接着剤を塗工した。次に、その上に、長さ方向(MD)に120mm、幅方向(TD)に100mmに切り出した偏光フィルムを、上記接着剤を介して重ね合せた。その後、2枚目の偏光フィルム保護用積層体の光硬化樹脂面に、上記と同じ接着剤をバーコーターを用いて塗工し、偏光フィルムの他方の面に重ね合せた。このようにして得られた基材フィルム/光硬化樹脂層/接着剤/偏光フィルム/接着剤/光硬化樹脂層/基材フィルムの層構成を有する貼り合わせ体をラミネーターに通すことで押圧し、接着剤の部分の厚みがそれぞれ1μmとなるように調整した。その後、紫外線を照射し、接着剤を硬化した後、両面の基材フィルムを剥離除去し、偏光板を得た。
【0051】
<偏光板の評価>
得られた偏光板について、前記の方法により、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表2に示した。
【0052】
[実施例2]
得られた光硬化樹脂層の厚みが1.4μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0053】
[実施例3]
基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるレイハイパーN1(中井工業株式会社製、水接触角84度、ケイ素の検出強度5.89cps/mA)を用いたことと、得られた光硬化樹脂層の厚みが5.5μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0054】
[実施例4]
基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるピューレックスAN15(帝人デュポンフィルム株式会社製、水接触角82.7度、ケイ素の検出強度6.12cps/mA)を用いたことと、得られた光硬化樹脂層の厚みが5.6μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0055】
[実施例5]
ラジカル重合性化合物としてジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートDCP-A)5gとトリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート(東亜合成株式会社製、M-315)5gと、光重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF製、IRGACURE 184)0.4gと、溶剤として酢酸エチル(和光純薬工業株式会社製、SP値9.1)の任意の量をサンプル管に秤量し、24時間撹拌して均一に混合し、溶液を得た。これ以降は、得られた光硬化樹脂層の厚みが5.1μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0056】
[比較例1]
ラジカル重合性化合物として、ヒタロイド7975D(日立化成工業株式会社製、樹脂分60質量%、溶剤メチルイソブチルケトン、溶剤のSP値8.4)16.67gと、光重合開始剤として1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF製、IRGACURE 184)0.4gをサンプル管に秤量し、24時間撹拌して均一に混合することで溶液を得た。これ以降は、得られた光硬化樹脂層の厚みが6.0μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0057】
[比較例2]
ラジカル重合性化合物として、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(株式会社ダイセル製、セロキサイド2021P)10gと、光重合開始剤としてジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムヘキサフルオロホスフェートと溶剤のプロピレンカーボネートからなる50質量%溶液(サンアプロ株式会社製、CPI-100P)0.8gをサンプル管に秤量し、24時間撹拌して均一に混合することで、溶液を得た。これ以降は、得られた光硬化樹脂層の厚みが6.1μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行った。結果を表1及び表2に示した。
【0058】
[比較例3]
基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるピューレックスA31(帝人デュポンフィルム株式会社製、水接触角110.6度、ケイ素の検出強度19.24cps/mA)を用いたことと、得られた光硬化樹脂層の厚みが5.7μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体を得た。但し、PETフィルムの上に塗工した際に溶液が弾いたため、膜面均一な光硬化樹脂層を得ることができなかった。そのため、得られた光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行うことができなかった。結果を表1及び表2に示した。
【0059】
[比較例4]
基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるピューレックスA71(帝人デュポンフィルム株式会社製、水接触角108.2度、ケイ素の検出強度18.55cps/mA)を用いたことと、得られた光硬化樹脂層の厚みが5.8μmであること以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)の評価を行った。基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さが非常に大きかったため、不適と判断して、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を中止した。結果を表1及び表2に示した。
【0060】
[比較例5]
基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるピューレックスA71(帝人デュポンフィルム株式会社製、ケイ素の検出強度18.55cps/mA)をコロナ処理して水接触角を33.3度にしたものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体および偏光板を得た。得られた偏光フィルム保護用積層体および偏光板について、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)の評価を行った。基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さが非常に大きかったため、不適と判断して、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を中止した。結果を表1及び表2に示した。
【0061】
[比較例6]
基材フィルムとして、離型処理PETフィルムであるTN-100(東洋紡株式会社製、ケイ素の検出強度7.11cps/mA)をコロナ処理して水接触角を31.1度にしたものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、偏光フィルム保護用積層体を得た。但し、基材フィルムと光硬化樹脂層との接着力が強く、光硬化樹脂層が材破した。そのため、光硬化樹脂層のホウ素原子換算のホウ酸透過度、基材フィルム側における光硬化樹脂層の二乗平均面粗さ(rms)、偏光板の初期偏光性能(初期の全光線透過率(T0)、偏光度)および偏光板の耐湿熱性試験後の偏光性能(耐湿熱性試験後の全光線透過率(T48)、偏光度、全光線透過率の変化量(ΔT))の評価を行うことができなかった。結果を表1及び表2に示した。
【0062】
【0063】
【符号の説明】
【0064】
1 光硬化樹脂層
2 透湿度カップ
3 純水
4 密閉容器
5 60℃の8質量%ホウ酸水溶液
6 サンプル水