<偏光板>
本発明の偏光板のセットは、第1の偏光板および第2の偏光板の2つの偏光板からなり、これらは液晶パネルの構成部品として用いられるものである。液晶パネルは、液晶セルの一方の面に第1の偏光板を積層し、他方の面に第2の偏光板を積層することにより作製できる。第1の偏光板は、液晶パネルの背面側偏光板として用いられ、第2の偏光板は、液晶パネルの前面側偏光板として用いられる。ここで、「背面側偏光板」とは、液晶パネルを液晶表示装置に搭載した際の、バックライト側に位置する偏光板を意味し、「前面側偏光板」とは、液晶パネルを液晶表示装置に搭載した際の、視認側に位置する偏光板を意味する。以下、各偏光板について詳細に説明する。
(第1の偏光板)
第1の偏光板は、液晶パネルの背面側偏光板として用いられるものであり、ポリビニルアルコール系樹脂からなる第1の偏光フィルムの片面に、第1のアクリル系樹脂フィルムを積層して作製される。第1の偏光フィルムは、具体的には、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものである。
ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、たとえば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%程度、好ましくは98モル%以上である。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、たとえば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000〜10,000程度、好ましくは1,500〜5,000程度である。
かかるポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、第1の偏光フィルムの原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系原反フィルムの厚みは特に限定されないが、たとえば、10μm〜150μm程度である。
第1の偏光フィルムは、通常、このようなポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、および、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程、を経て製造される。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素の染色前に行なってもよいし、染色と同時に行なってもよいし、あるいは染色の後に行なってもよい。一軸延伸を染色の後で行なう場合には、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行なってもよいし、ホウ酸処理中に行なってもよい。もちろん、これらの複数の段階で一軸延伸を行なうことも可能である。一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、一軸延伸は、大気中で延伸を行なう乾式延伸であってもよいし、溶剤を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行なう湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3〜8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色する方法としては、たとえば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、二色性色素を含有する水溶液に浸漬する方法を挙げることができる。二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性染料が用いられる。なお、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は、通常、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂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、通常、水100重量部あたり0.01〜1重量部程度であり、ヨウ化カリウムの含有量は、通常、水100重量部あたり0.5〜20重量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20〜40℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20〜1,800秒程度である。
一方、二色性色素として二色性染料を用いる場合は、通常、水溶性二色性染料を含む水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂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染料の含有量は、通常、水100重量部あたり1×10-4〜10重量部程度、好ましくは1×10-3〜1重量部程度であり、また、たとえば、1×10-2重量部程度以下であってもよい。この水溶液は、硫酸ナトリウムなどの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染料水溶液の温度は、通常20〜80℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常10〜1,800秒程度である。
二色性色素による染色後のホウ酸処理は、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬することにより行なうことができる。ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は、水100重量部あたり、通常2〜15重量部程度、好ましくは5〜12重量部程度である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、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量は、水100重量部あたり、通常0.1〜15重量部程度、好ましくは5〜12重量部程度である。ホウ酸含有水溶液への浸漬時間は、通常60〜1,200秒程度、好ましくは150〜600秒程度、さらに好ましくは200〜400秒程度である。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℃、より好ましくは60〜80℃である。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、通常、水洗処理される。水洗処理は、たとえば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬することにより行なうことができる。水洗処理における水の温度は、通常5〜40℃程度であり、浸漬時間は、通常1〜120秒程度である。水洗後は乾燥処理が施されて、第1の偏光フィルムが得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行なうことができる。乾燥処理の温度は、通常30〜100℃程度、好ましくは50〜80℃である。乾燥処理の時間は、通常60〜600秒程度、好ましくは120〜600秒である。
こうしてポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色、およびホウ酸処理が施され、第1の偏光フィルムが得られる。第1の偏光フィルムの厚みは、たとえば5〜40μm程度とすることができる。
本発明に係る第1の偏光板は、上記ポリビニルアルコール系樹脂からなる第1の偏光フィルムの片面に、第1のアクリル系樹脂フィルムを積層して作製される。アクリル系樹脂フィルムは、機械的性質、耐溶剤性、耐スクラッチ性、耐光性、透明性、コストなどに優れ、また、位相差を発現し難いフィルムである。このようなアクリル系樹脂フィルムを用いた偏光板によれば、機械的強度の向上や液晶パネルの薄肉化を達成することができるとともに、位相差に起因する色ムラなどが抑制された視認性に優れる液晶パネルおよび液晶表示装置を得ることができる。
上記第1のアクリル系樹脂フィルムを構成するアクリル系樹脂とは、メタクリル樹脂および必要に応じて添加される添加剤等を混合し、溶融混練して得られた材料のことを意味する。
上記メタクリル樹脂とは、メタクリル酸エステルを主体とする重合体である。メタクリル樹脂は、1種類のメタクリル酸エステルの単独重合体であってもよいし、メタクリル酸エステルと他のメタクリル酸エステルやアクリル酸エステル等との共重合体であってもよい。メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸アルキルが挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1〜4程度である。また、メタクリル酸エステルと共重合し得るアクリル酸エステルとしては、アクリル酸アルキルが好ましく、たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル等が挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1〜8程度である。これらの他、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物であるスチレンのような芳香族ビニル化合物や、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物等を共重合体中に含んでいてもよい。
アクリル系樹脂は、フィルムの耐衝撃性や製膜性の点で、アクリルゴム粒子を含有することが好ましい。アクリル系樹脂に含まれ得るアクリルゴム粒子の量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上である。アクリルゴム粒子の量の上限は臨界的ではないが、アクリルゴム粒子の量があまり多いと、フィルムの表面硬度が低下し、またフィルムに表面処理を施す場合、表面処理剤中の有機溶剤に対する耐溶剤性が低下する。したがって、アクリル系樹脂に含まれ得るアクリルゴム粒子の量は、80重量%以下であることが好ましく、より好ましくは60重量%以下である。
上記アクリルゴム粒子は、アクリル酸エステルを主体とする弾性重合体を必須成分とする粒子であり、実質的にこの弾性重合体のみからなる単層構造のものであってもよいし、この弾性重合体を1つの層とする多層構造のものであってもよい。この弾性重合体として、具体的には、アクリル酸アルキル50〜99.9重量%と、これと共重合可能な他のビニル系単量体を少なくとも1種類0〜49.9重量%と、共重合性の架橋性単量体0.1〜10重量%とからなる単量体の重合により得られる架橋弾性共重合体が、好ましく用いられる。
上記アクリル酸アルキルとしては、たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル等が挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1〜8程度である。また、上記アクリル酸アルキルと共重合可能な他のビニル系単量体としては、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を1個有する化合物を挙げることができ、より具体的には、メタクリル酸メチルのようなメタクリル酸エステル、スチレンのような芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物等が挙げられる。また、上記共重合性の架橋性単量体としては、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個有する架橋性の化合物を挙げることができ、より具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートやブタンジオールジ(メタ)アクリレートのような多価アルコールの(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アリルや(メタ)アクリル酸メタリルのような(メタ)アクリル酸のアルケニルエステル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとはメタクリレートまたはアクリレートをいい、(メタ)アクリル酸とはメタクリル酸またはアクリル酸をいう。
アクリル系樹脂には、上記アクリルゴム粒子以外に、通常の添加剤、たとえば、紫外線吸収剤、有機系染料、顔料、無機系色素、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤等を含有させてもよい。中でも紫外線吸収剤は、耐候性を高めるうえで好ましく用いられる。紫外線吸収剤の例としては、2,2’−メチレンビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール〕、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−4’−クロロベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノンのような2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤;p−tert−ブチルフェニルサリチル酸エステル、p−オクチルフェニルサリチル酸エステルのようなサリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。アクリル系樹脂に紫外線吸収剤が含まれる場合、その量は、通常0.1重量%以上、好ましくは0.3重量%以上であり、また好ましくは2重量%以下である。
第1のアクリル系樹脂フィルムを得るための方法としては、フィードブロックを用いる方法、マルチマニホールドダイを用いる方法等、一般に知られる種々の方法を用いることができる。中でも、たとえばフィードブロックを介して積層し、Tダイから多層溶融押出成形し、得られる積層フィルム状物の少なくとも片面をロールまたはベルトに接触させて製膜する方法は、表面性状の良好なフィルムが得られる点で好ましい。とりわけ、アクリル系樹脂フィルムの表面平滑性および表面光沢性を向上させる観点からは、上記多層溶融押出成形して得られる積層フィルム状物の両面をロール表面またはベルト表面に接触させてフィルム化する方法が好ましい。この際に用いるロールまたはベルトにおいて、アクリル系樹脂と接するロール表面またはベルト表面は、アクリル系樹脂フィルム表面への平滑性付与のために、その表面が鏡面となっているものが好ましい。
第1のアクリル系樹脂フィルムには、ヘイズが付与されていてもよい。ヘイズを付与する方法としては、特に制限されず、たとえば上記原料樹脂(アクリル系樹脂)中に無機微粒子または有機微粒子を混合する方法や、第1のアクリル系樹脂フィルムにおける、第1の偏光フィルムと貼着される面とは反対側の表面上に、無機微粒子または有機微粒子を樹脂バインダーに混合した塗布液をコートする方法などを用いることができる。無機微粒子としては、シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、アルミナゾル、アルミノシリケート、アルミナ−シリカ複合酸化物、カオリン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等を代表的なものとして挙げることができる。また、有機微粒子としては、架橋ポリアクリル酸粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、シリコーン樹脂粒子、ポリイミド粒子などの樹脂粒子を用いることができる。
第1のアクリル系樹脂フィルムにおける、第1の偏光フィルムと貼着される面とは反対側の表面上には、上記防眩処理(ヘイズ付与処理)のほか、ハードコート処理、帯電防止処理などの表面処理が施されていてもよい。また、液晶性化合物やその高分子量化合物などからなるコート層が形成されていてもよい。
第1のアクリル系樹脂フィルムの厚みは、20〜120μm程度とすることが好ましく、30〜80μm程度とすることがより好ましい。フィルムの厚みが20μm未満であると、ハンドリングしにくい傾向にあり、厚みが120μmを超えると、薄肉化のメリットが薄れる傾向にある。
第1の偏光板において、第1の偏光フィルムにおける上記第1のアクリル系樹脂フィルムが貼合される面とは反対側の面には、液晶セルと偏光板とを貼合するための、接着剤あるいは粘着剤の層が形成されてもよい。また、第1の偏光フィルムにおける上記第1のアクリル系樹脂フィルムが貼合される面とは反対側の面に、たとえば保護フィルムや光学補償フィルムなどとしての透明フィルムを積層し、該透明フィルム上に接着剤あるいは粘着剤の層を形成してもよい。透明フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)などのセルロース系フィルム、オレフィン系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが挙げられる。さらに、上記透明フィルム上に、後述する光学機能性フィルムを積層し、該光学機能性フィルム上に接着剤あるいは粘着剤の層を形成することもできる。
上記セルロース系フィルムは、セルロースの部分エステル化物または完全エステル化物からなるフィルムであり、たとえば、セルロースの酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、それらの混合エステルなどからなるフィルムを挙げることができる。より具体的には、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルムなどが挙げられる。このようなセルロースエステル系フィルムとしては、適宜の市販品、たとえば、フジタックTD80(富士フィルム(株)製)、フジタックTD80UF(富士フィルム(株)製)、フジタックTD80UZ(富士フィルム(株)製)、KC8UX2M(コニカミノルタオプト(株)製)、KC8UY(コニカミノルタオプト(株)製)などを用いることができる。
また、セルロース系フィルムからなる光学補償フィルムとしては、たとえば、セルロース系フィルムに位相差調整機能を有する化合物を含有させたフィルム、セルロース系フィルム表面に位相差調整機能を有する化合物を塗布したフィルム、セルロース系フィルムを一軸延伸または二軸延伸して得られるフィルムなどが挙げられる。市販のセルロース系の光学補償フィルムとしては、たとえば、富士フイルム(株)から「WVフィルム」(Wide View Film)のシリーズで販売されている「WV BZ 438」および「WV EA」、コニカミノルタオプト(株)から販売されている「KC4FR−1」および「KC4HR−1」などが挙げられる。
上記オレフィン系フィルムからなる光学補償フィルムとしては、たとえば、シクロオレフィン系樹脂フィルムを一軸延伸または二軸延伸して得られる光学補償フィルムを挙げることができる。大型液晶テレビ用液晶パネル、特に垂直配向(VA)モードの液晶セルを備える液晶パネルに本発明の偏光板のセットを用いる場合には、上記光学補償フィルムとしては、シクロオレフィン系樹脂フィルムの延伸品が、光学特性、耐久性の点からも好適である。ここで、シクロオレフィン系樹脂フィルムとは、たとえば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーなどの環状オレフィン(シクロオレフィン)からなるモノマーのユニットを有する熱可塑性の樹脂からなるフィルムである。シクロオレフィン系樹脂フィルムは、単一のシクロオレフィンを用いた開環重合体や2種以上のシクロオレフィンを用いた開環共重合体の水素添加物であってもよく、シクロオレフィンと鎖状オレフィンおよび/またはビニル基を有する芳香族化合物などとの付加共重合体であってもよい。また、主鎖あるいは側鎖に極性基が導入されているものも有効である。
シクロオレフィンと鎖状オレフィンおよび/またはビニル基を有する芳香族化合物との共重合体を用いる場合、鎖状オレフィンの例としては、エチレンやプロピレンなどが挙げられ、またビニル基を有する芳香族化合物の例としては、スチレン、α−メチルスチレン、核アルキル置換スチレンなどが挙げられる。このような共重合体において、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは50モル%以下、たとえば、15〜50モル%程度であってもよい。特に、シクロオレフィンと鎖状オレフィンとビニル基を有する芳香族化合物との三元共重合体とする場合、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは、このように比較的少ない量とすることができる。かかる三元共重合体において、鎖状オレフィンからなるモノマーのユニットは、通常5〜80モル%程度、ビニル基を有する芳香族化合物からなるモノマーのユニットは、通常5〜80モル%程度である。
市販の熱可塑性シクロオレフィン系樹脂としては、ドイツのTicona社から販売されている「Topas」、JSR(株)から販売されている「アートン」、日本ゼオン(株)から販売されている「ゼオノア(ZEONOR)」および「ゼオネックス(ZEONEX)」、三井化学(株)から販売されている「アペル」(いずれも商品名)などがあり、これらを上記シクロオレフィン系樹脂フィルムに好適に適用することができる。このようなシクロオレフィン系樹脂を製膜して、シクロオレフィン系樹脂フィルムを得ることができる。製膜方法としては、溶剤キャスト法、溶融押出法など、公知の方法が適宜用いられる。また、たとえば、積水化学工業(株)から販売されている「エスシーナ」および「SCA40」、(株)オプテスから販売されている「ゼオノアフィルム」、JSR(株)から販売されている「アートンフィルム」(いずれも商品名)などの製膜されたシクロオレフィン系樹脂フィルムも市販されており、これらも好適に使用することができる。
光学補償フィルムとしてのシクロオレフィン系樹脂フィルムは、少なくとも一方向に延伸されていることが望ましい。これにより、適切な光学補償機能が付与され、液晶表示装置の視野角拡大に寄与することができる。延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの面内位相差値R0は、40nm以上100nm以下であることが好ましく、40nm以上80nm以下であることがより好ましい。面内位相差値R0が40nm未満または100nmを超えると、液晶パネルに対する視野角補償能が低下する傾向にある。また、延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚み方向位相差値Rthは、80nm以上250nm以下であることが好ましく、100nm以上250nm以下であることがより好ましい。厚み方向位相差値Rthが80nm未満または250nmを超えると、上記と同様に液晶パネルに対する視野角補償能が低下する傾向にある。なお、延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの面内位相差値R0および厚み方向位相差値Rthは、それぞれ下記式(1)および(2)で表される。
R0=(nx−ny)×d (1)
Rth=[(nx+ny)/2−nz]×d (2)
ここで、nxは延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの面内遅相軸方向の屈折率、nyは面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率、nzは延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚み方向の屈折率、dは延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚みである。
上記のような好ましい屈折率特性は、延伸倍率および延伸速度を適切に調整するほか、延伸時の予熱温度、延伸温度、ヒートセット(延伸後におけるフィルムの歪み軽減処理)温度、冷却温度などの各種温度(温度パターンを含む)を適宜選択することにより付与することができる。比較的緩い条件で延伸を行なうことにより、上記のような好ましい屈折率特性を得ることができる。たとえば延伸倍率は、1.05倍以上1.6倍以下の範囲とするのが好ましく、さらには1.1倍以上、また1.5倍以下とするのがより好ましい。二軸延伸の場合には、最大延伸方向の延伸倍率が上記範囲となるようにすればよい。
延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚みdは、厚すぎると、加工性に劣るものとなり、また、透明性が低下したり、偏光板の重量が大きくなったりするなどの問題が生じやすい。そこで、延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚みdは、40μm〜80μm程度であるのが好ましい。
第1のアクリル系樹脂フィルム上、および/または、第1の偏光フィルムにおける当該第1のアクリル系樹脂フィルムが貼合される面とは反対側の面に積層された保護フィルムまたは光学補償フィルムとしての透明フィルム上には、粘着剤を介して光学機能性フィルムを貼着してもよい。光学機能性フィルムとしては、上述したセルロース系フィルムまたはシクロオレフィン系フィルムを基材とする光学補償フィルムのほか、たとえば、基材表面に液晶性化合物が塗付され、配向されている光学補償フィルム、ある種の偏光光を透過し、それと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルム、ポリカーボネート系樹脂からなる位相差フィルム、表面に凹凸形状を有する防眩機能付きフィルム、表面反射防止処理付きフィルム、表面に反射機能を有する反射フィルム、反射機能と透過機能とを併せ持つ半透過反射フィルムなどが挙げられる。基材表面に液晶性化合物が塗付され、配向されている光学補償フィルムに相当する市販品としては、富士フィルム(株)から販売されている「WVフィルム」、新日本石油(株)から販売されている「NHフィルム」および「NRフィルム」(いずれも商品名)などがある。ある種の偏光光を透過し、それと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルムに相当する市販品としては、3M Company(3M社)(日本では住友スリーエム(株))から販売されている「DBEF」および「APF」(いずれも商品名)などがある。
次に、第1の偏光フィルムに第1のアクリル系樹脂フィルムおよび/または、上記した保護フィルムや光学補償フィルムなどとしての透明フィルムを積層する方法について説明する。第1の偏光フィルム表面に、これら第1のアクリル系樹脂フィルムおよび/または透明フィルムを積層する方法としては、通常、接着剤を用いて接着する方法が採用される。第1の偏光フィルムの両面に接着剤を用いる場合は、両面同種の接着剤を用いてもよく、また異種の接着剤を用いてもよい。
接着剤としては、接着剤層を薄くする観点から、水系のもの、すなわち、接着剤成分を水に溶解したもの、または接着剤成分を水に分散させたものが挙げられる。たとえば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂やウレタン樹脂を用いた組成物が、好ましい接着剤として挙げられる。
接着剤の主成分としてポリビニルアルコール系樹脂を用いる場合、そのポリビニルアルコール系樹脂は、部分ケン化ポリビニルアルコールや完全ケン化ポリビニルアルコールのほか、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、メチロール基変性ポリビニルアルコール、アミノ基変性ポリビニルアルコールなどの、変性されたポリビニルアルコール系樹脂であってもよい。接着剤成分としてポリビニルアルコール系樹脂を用いた場合、該接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液として調製されることが多い。接着剤中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度は、水100重量部に対して、通常1〜10重量部程度、好ましくは1〜5重量部である。
主成分としてポリビニルアルコール系樹脂を含む接着剤には、接着性を向上させるために、グリオキザールや水溶性エポキシ樹脂などの硬化性成分または架橋剤を添加することが好ましい。水溶性エポキシ樹脂としては、たとえば、ジエチレントリアミンやトリエチレンテトラミンのようなポリアルキレンポリアミンとアジピン酸のようなジカルボン酸との反応で得られるポリアミドポリアミンに、エピクロロヒドリンを反応させて得られるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂を挙げることができる。かかるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂の市販品としては、住化ケムテックス(株)から販売されている「スミレーズレジン 650」および「スミレーズレジン 675」、日本PMC(株)から販売されている「WS−525」などがあり、これらを好適に用いることができる。これら硬化性成分または架橋剤の添加量は、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、通常1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部である。その添加量が少ないと、接着性向上効果が小さくなり、一方でその添加量が多いと、接着剤層が脆くなる傾向にある。
接着剤の主成分としてウレタン樹脂を用いる場合、適当な接着剤組成物の例として、ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物との混合物を挙げることができる。ここでいうポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とは、ポリエステル骨格を有するウレタン樹脂であって、その中に少量のイオン性成分(親水成分)が導入されたものである。かかるアイオノマー型ウレタン樹脂は、乳化剤を使用せずに直接、水中で乳化してエマルジョンとなるため、水系の接着剤として好適である。ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂それ自体は公知である。たとえば、特開平7−97504号公報には、フェノール系樹脂を水性媒体中に分散させるための高分子分散剤の例としてポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂が記載されており、また特開2005−070140号公報および特開2005−181817号公報には、ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物との混合物を接着剤として、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムにシクロオレフィン系樹脂フィルムを接合する形態が示されている。
接着剤として、光硬化性接着剤を用いることもできる。光硬化性接着剤としては、たとえば、光硬化性エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤との混合物などを挙げることができる。光硬化性エポキシ樹脂としては、たとえば、脂環式エポキシ樹脂、脂環式構造を有さないエポキシ樹脂、およびそれらの混合物などが挙げられる。また、光硬化性接着剤として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキタセン樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などにラジカル重合型開始剤および/またはカチオン重合型開始剤を加えたものも用いることができる。
第1の偏光フィルム表面に、第1のアクリル系樹脂フィルムおよび/または透明フィルムを接着剤を用いて貼合する方法としては、従来公知の方法を用いることができ、たとえば、流延法、マイヤーバーコート法、グラビアコート法、カンマコーター法、ドクタープレート法、ダイコート法、ディップコート法、噴霧法などにより、第1の偏光フィルムおよび/またはこれに貼合されるフィルムの接着面に接着剤を塗布し、両者を重ね合わせる方法が挙げられる。流延法とは、被塗布物であるフィルムを、概ね垂直方向、概ね水平方向、または両者の間の斜め方向に移動させながら、その表面に接着剤を流下して拡布させる方法である。
上記のような方法により接着剤を塗布した後、第1の偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムとをニップロールなどにより挟んで貼り合わせることにより両者が接合される。また、第1の偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムとの間に接着剤を滴下した後、この積層体をロール等で加圧して均一に押し広げる方法も好適に使用することができる。この場合、ロールの材質としては金属やゴム等を用いることが可能である。さらに、第1の偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムとの間に接着剤を滴下した後、この積層体をロールとロールとの間に通し、加圧して押し広げる方法も好ましく採用される。この場合、これらロールは同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。
なお、乾燥あるいは硬化前における、上記ニップロール等を用いて貼り合わされた後の接着剤層の厚さは、5μm以下であることが好ましく、また0.01μm以上であることが好ましい。
第1の偏光フィルムおよび/またはそれに貼合されるフィルムの接着表面には、接着性を向上させるために、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理などの表面処理を適宜施してもよい。ケン化処理としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリの水溶液に浸漬する方法が挙げられる。
上記水系接着剤を介して接合された積層体は、通常乾燥処理が施され、接着剤層の乾燥、硬化が行なわれる。乾燥処理は、たとえば熱風を吹き付けることにより行なうことができる。乾燥温度は、40〜100℃程度、好ましくは60〜100℃の範囲から適宜選択される。乾燥時間は、たとえば20〜1,200秒程度である。乾燥後の接着剤層の厚みは、通常0.001〜5μm程度であり、好ましくは0.01μm以上、また好ましくは2μm以下、さらに好ましくは1μm以下である。接着剤層の厚みが大きくなりすぎると、偏光板の外観不良となりやすい。
乾燥処理の後、室温以上の温度で少なくとも半日、通常は1日間以上の養生を施して十分な接着強度を得てもよい。かかる養生は、典型的には、ロール状に巻き取られた状態で行なわれる。好ましい養生温度は、30〜50℃の範囲であり、さらに好ましくは35℃以上、45℃以下である。養生温度が50℃を超えると、ロール巻き状態において、いわゆる「巻き締まり」が起こりやすくなる。なお、養生時の湿度は、特に限定されないが、相対湿度が0%RH〜70%RH程度の範囲となるように選択されることが好ましい。養生時間は、通常1日〜10日程度、好ましくは2日〜7日程度である。
一方、光硬化型接着剤を用いて偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムとを接合する場合には、接合後、活性エネルギー線を照射することによって光硬化性接着剤を硬化させる。活性エネルギー線の光源は特に限定されないが、波長400nm以下に発光分布を有する活性エネルギー線が好ましく、具体的には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、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好ましく用いられる。光硬化性接着剤への光照射強度は、該光硬化性接着剤の組成によって適宜決定され、特に限定されないが、重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が0.1〜6000mW/cm2であることが好ましい。該照射強度が0.1mW/cm2以上である場合、反応時間が長くなりすぎず、6000mW/cm2以下である場合、光源から輻射される熱および光硬化性接着剤の硬化時の発熱によるエポキシ樹脂の黄変や偏光フィルムの劣化を生じるおそれが少ない。光硬化性接着剤への光照射時間は、硬化させる光硬化性接着剤ごとに制御されるものであって特に限定されないが、上記の照射強度と照射時間との積として表される積算光量が10〜10000mJ/cm2となるように設定されることが好ましい。光硬化性接着剤への積算光量が10mJ/cm2以上である場合、重合開始剤由来の活性種を十分量発生させて硬化反応をより確実に進行させることができ、10000mJ/cm2以下である場合、照射時間が長くなりすぎず、良好な生産性を維持できる。なお、活性エネルギー線照射後の接着剤層の厚みは、通常0.001〜5μm程度であり、好ましくは0.01μm以上、また好ましくは2μm以下、さらに好ましくは1μm以下である。
活性エネルギー線の照射によって光硬化性接着剤を硬化させる場合、第1の偏光フィルムの偏光度、透過率および色相、ならびに第1のアクリル系樹脂フィルムおよび光学補償フィルム、保護フィルム等の透明フィルムの透明性などの偏光板の諸機能が低下しない条件で硬化を行なうことが好ましい。
(第2の偏光板)
第2の偏光板は、液晶パネルの前面側(視認側)偏光板として用いられるものであり、ポリビニルアルコール系樹脂からなる第2の偏光フィルムの片面に、ヘイズ値が0.1%以上45%以下の範囲である防眩性フィルムを積層して作製される。第2の偏光フィルムは、具体的には、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものであり、第1の偏光フィルムについて説明したものを同様に用いることができる。第1の偏光フィルムと第2の偏光フィルムとは、外形(厚み等)、材質および製造方法などに関し、同じであっても異なっていてもよい。
上記防眩性フィルムは、第2のアクリル系樹脂フィルムを基材として、その表面に微細な凹凸形状を有するハードコート層を積層することにより作製することができる。基材となる第2のアクリル系樹脂フィルムは、第1のアクリル系樹脂フィルムで説明したものを同様に用いることができる。第1の偏光板と第2の偏光板で用いるアクリル系樹脂フィルムは、外形(厚み等)、材質、組成および製造方法などに関し、同じであっても異なっていてもよい。かかる第2のアクリル系樹脂フィルムを基材として用いることにより、液晶パネルの機械的強度をより向上させることができるとともに、液晶パネルのさらなる薄肉化を達成することが可能となる。また、第2の偏光板においても保護フィルムとしてアクリル系樹脂フィルムを用いることにより、第1の偏光板に用いる保護フィルムと第2の偏光板に用いる保護フィルムとが同じ材質から構成されることとなるため、液晶パネルの反りを防止することができる。これにより、薄型の液晶表示装置に適用した場合においても、液晶パネルとバックライトシステムとの接触に起因する円形状のムラやニュートンリングを防止することが可能となる。
防眩性フィルムのヘイズ値は0.1%以上45%以下の範囲である。ヘイズ値が0.1%とは、実質的にクリアなハードコート層と同義である。ヘイズ値が45%より高いと、画面が白ちゃけて視認性が低下する。防眩性フィルムのヘイズ値は、10%未満であってよいが、蛍光灯の映りこみ低減の観点からは、好ましくは10%以上である。ここで、ヘイズ値は、JIS K 7136に従う方法により測定される。
第2のアクリル系樹脂フィルムの厚みは、20〜120μm程度とすることが好ましく、30〜80μm程度とすることがより好ましい。フィルムの厚みが20μm未満であると、ハンドリングしにくい傾向にあり、厚みが120μmを超えると、薄肉化のメリットが薄れる傾向にある。
上記微細な表面凹凸形状を有するハードコート層は、第2のアクリル系樹脂フィルム表面に有機微粒子または無機微粒子を含有した塗膜を形成する方法や、有機微粒子または無機微粒子を含有する、または含有しない塗膜を形成後、凹凸形状を付与したロールに押し当てる方法(たとえばエンボス法等)などで製造できるが、これらに限定されるものではない。上記塗膜を形成する方法としては、たとえば第2のアクリル系樹脂フィルム表面に、硬化性樹脂組成物からなるバインダー成分と有機微粒子または無機微粒子とを含有する塗布液を塗布する方法などを例示することができる。
無機微粒子としては、シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、アルミナゾル、アルミノシリケート、アルミナ−シリカ複合酸化物、カオリン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等を代表的なものとして用いることができる。また、有機微粒子としては、架橋ポリアクリル酸粒子、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、シリコーン樹脂粒子、ポリイミド粒子などの樹脂粒子を用いることができる。
無機微粒子または有機微粒子を分散させるためのバインダー成分は、高硬度(ハードコート)となる材料から選定されることが好ましい。バインダー成分としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などを用いることができるが、生産性、硬度などの観点から紫外線硬化性樹脂が好ましく使用される。紫外線硬化性樹脂としては、市販されているものを用いることができる。たとえば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の多官能アクリレートの単独または2種以上と、「イルガキュアー 907」、「イルガキュアー 184」(以上、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)、「ルシリン TPO」(BASF社製)等の光重合開始剤との混合物を、紫外線硬化性樹脂とすることができる。たとえば、紫外線硬化性樹脂を用いた場合においては、紫外線硬化性樹脂に無機微粒子または有機微粒子を分散した後、該樹脂組成物を第2のアクリル系樹脂フィルム上に塗布し、紫外線を照射することにより、バインダー樹脂からなるハードコート樹脂中に無機微粒子または有機微粒子が分散された、ハードコート層を形成することができる。
紫外線硬化性樹脂の例としては詳細には、たとえば、ウレタンアクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、水酸基を2個以上含むアルキル基を有する(メタ)アクリルポリマーおよび光重合開始剤からなる混合物を挙げることができる。
上記ウレタンアクリレートは、好ましくは、(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクリル酸エステル、ポリオール、ならびにジイソシアネートを用いて調製される。たとえば、(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクリル酸エステルおよびポリオールから、水酸基を少なくとも1つ有するヒドロキシ(メタ)アクリレートを調製し、これをジイソシアネートと反応させることによってウレタンアクリレートを製造することができる。これら(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクリル酸エステル、ポリオール、ならびにジイソシアネートは、それぞれ1種でもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、目的に応じて各種添加剤を加えてもよい。
上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記ポリオールは、水酸基を少なくとも2つ有する化合物であり、たとえば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジオール、スピログリコール、トリシクロデカンメチロール、水添ビスフェノールA、エチレンオキサイド付加ビスフェノールA、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールA、トリメチロールエタン、トリジメチロールプロパン、グリセリン、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グルコース類を挙げることができる。
上記ジイソシアネートとしては、たとえば、芳香族、脂肪族または脂環族の各種のジイソシアネート類を使用することができる。具体例としては、テトラメチ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、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、3,3−ジメチル−4,4−ジフェニルジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、およびこれらの水添物などを挙げることができる。
上記ポリオール(メタ)アクリレートの具体例としては、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの成分は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。さらに、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。ポリオール(メタ)アクリレートは、好ましくはペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとを含む。これらは共重合体であってもよく、混合物であってもよい。
上記水酸基を2個以上含むアルキル基を有する(メタ)アクリルポリマーとしては、たとえば、2,3−ジヒドロキシプロピル基を有する(メタ)アクリルポリマーや、2−ヒドロキシエチル基および2,3−ジヒドロキシプロピル基を有する(メタ)アクリルポリマーが挙げられる。
光重合開始剤としては、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントン、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、その他チオキサント系化合物を挙げることができる。
上記混合物には、必要に応じて溶媒が添加される。溶媒としては、特に制限されないが、たとえば酢酸エチル、酢酸ブチルおよびこれらの混合溶媒を挙げることができる。
また、上記混合物は、レベリング剤を含有してもよく、たとえば、フッ素系またはシリコーン系のレベリング剤を挙げることができる。シリコーン系のレベリング剤としては、反応性シリコーン、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサンが挙げられる。好ましくは、反応性シリコーンおよびシロキサン系のレベリング剤である。反応性シリコーンのレベリング剤を用いることにより、ハードコート層表面に滑り性が付与され、優れた耐擦傷性を長期間持続させることができる。また、シロキサン系のレベリング剤を用いると、膜成形性を向上させることができる。
反応性シリコーンのレベリング剤としては、たとえば、シロキサン結合と、アクリレート基およびヒドロキシル基とを有するものが挙げられる。具体例としては、
(a)(ジメチルシロキサン):(3−アクリロイル−2−ヒドロキシプロポキシプロピルシロキサン):(2−アクリロイル−3−ヒドロキシプロポキシプロピルシロキサン)=0.8:0.16:0.04(モル比)の共重合体、
(b)(ジメチルシロキサン):(ヒドロキシプロピルシロキサン):(6−イソシアネートヘキシルイソシアヌル酸):(脂肪族ポリエステル)=6.3:1.0:2.2:1.0(モル比)の共重合体、
(c)(ジメチルシロキサン):(末端がアクリレートのメチルポリエチレングリコールプロピルエーテルシロキサン):(末端がヒドロキシル基のメチルポリエチレングリコールプロピルエーテルシロキサン)=0.88:0.07:0.05(モル比)の共重合体等が挙げられる。
以上、例示したようなアクリル系のバインダー成分(バインダー樹脂)を用いることにより、第2のアクリル系樹脂フィルムとの密着性が向上するとともに、機械的強度がより向上され、表面の傷付きをより効果的に防止できる防眩性フィルムを得ることができる。
エンボス法により微細表面凹凸形状を有するハードコート層を形成する場合には、微細凹凸形状が形成された金型を用いて、金型の形状を第2のアクリル系樹脂フィルム上に形成されたハードコート層に転写すればよい。金型形状のハードコート層への転写は、エンボスにより行なうことが好ましく、エンボスとしては、紫外線硬化性樹脂を用いるUVエンボス法が好ましい。なお、エンボス法により微細表面凹凸形状を形成する場合には、ハードコート層は、無機または有機微粒子を含有していてもよく、含有していなくてもよい。
UVエンボス法では、第2のアクリル系樹脂フィルムの表面に紫外線硬化性樹脂層を形成し、その紫外線硬化性樹脂層を金型の凹凸面に押し付けながら硬化させることで、金型の凹凸面が紫外線硬化性樹脂層に転写される。具体的には、第2のアクリル系樹脂フィルム上に紫外線硬化性樹脂を塗工し、塗工した紫外線硬化性樹脂を金型の凹凸面に密着させた状態で、第2のアクリル系樹脂フィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、次に、硬化後の紫外線硬化性樹脂層が形成された第2のアクリル系樹脂フィルムを金型から剥離することにより、金型の形状を紫外線硬化性樹脂に転写する。紫外線硬化性樹脂の種類は特に制限されず、たとえば上記したものを用いることができる。また、紫外線硬化性樹脂の代わりに、光開始剤を適宜選定することにより、紫外線より波長の長い可視光で硬化が可能な可視光硬化性樹脂を用いてもよい。
ハードコート層の厚みは、特に限定されないが、2μm以上30μm以下であることが好ましく、より好ましくは3μm以上30μm以下である。ハードコート層の厚みが2μm未満であると、十分な硬度が得られず、表面が傷付きやすくなる傾向にあり、また、30μmより厚くなると、割れやすくなったり、ハードコート層の硬化収縮により防眩性フィルムがカールして生産性が低下したりする傾向がある。
防眩性フィルムは、上記のように、ハードコート層によりヘイズが付与されることが好ましいが、ハードコート層の形成とともに、基材である第2のアクリル系樹脂フィルム中に無機または有機微粒子を分散させることによりヘイズを付与してもよい。また、防眩性フィルムとして、ハードコート層を有さず、無機または有機微粒子が分散されたアクリル系樹脂フィルムを用いることも可能である。これらの場合、無機または有機微粒子としては、上記したものを用いることができる。また、無機または有機微粒子が分散されたアクリル系樹脂フィルムの厚みは、上記と同様、20〜120μm程度とすることが好ましく、30〜80μm程度とすることがより好ましい。
防眩性フィルムにおける、第2の偏光フィルムと貼着される面とは反対側の表面上(アクリル系樹脂フィルム上またはハードコート層上)には、帯電防止処理などの表面処理が施されていてもよい。また、液晶性化合物やその高分子量化合物などからなるコート層が形成されていてもよい。
第2の偏光板において、第2の偏光フィルムにおける上記防眩性フィルムが貼合される面とは反対側の面には、液晶セルと偏光板とを貼合するための、接着剤あるいは粘着剤の層が形成されてもよい。また、第2の偏光フィルムにおける上記防眩性フィルムが貼合される面とは反対側の面には、たとえば保護フィルムや光学補償フィルムなどとしての透明フィルムを積層し、該透明フィルム上に接着剤あるいは粘着剤の層を形成してもよい。透明フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)などのセルロース系フィルム、オレフィン系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが挙げられる。さらに、上記透明フィルム上に、光学機能性フィルムを積層し、該光学機能性フィルム上に接着剤あるいは粘着剤の層を形成することもできる。保護フィルム、光学補償フィルムおよび光学機能性フィルムとしては、第1の偏光板について記述したものを同様に用いることができる。
第2の偏光フィルムに防眩性フィルムおよび/または保護フィルムや光学補償フィルムなどとしての透明フィルムを積層する方法については、第1の偏光板について記述した方法を同様に採用することができる。第2の偏光フィルムの両面に接着剤を用いる場合は、両面同種の接着剤を用いてもよく、また異種の接着剤を用いてもよい。また、第1の偏光板の作製に使用される接着剤と第2の偏光板の作製に使用される接着剤は、同じであっても、異なっていてもよい。
<液晶パネルおよび液晶表示装置>
本発明の液晶パネルは、上記偏光板のセットを用いた液晶パネルであり、具体的には、上記第1の偏光板、液晶セル、および上記第2の偏光板をこの順で配置してなる。ここで、第1の偏光板は、第1の偏光フィルムにおける第1のアクリル系樹脂フィルムが積層された面とは反対側の面が、液晶セルに対向するように配置され、第2の偏光板は、第2の偏光フィルムにおける防眩性フィルムが積層された面とは反対側の面が、液晶セルに対向するように配置される。すなわち、第1の偏光板は、第1の偏光フィルムにおける第1のアクリル系樹脂フィルムが積層された面とは反対側の面を接着面として、接着剤あるいは粘着剤を用いて液晶セルに貼付されるか、または第1の偏光フィルムにおける第1のアクリル系樹脂フィルムが積層された面とは反対側の面に積層された保護フィルムや光学補償フィルムなどとしての透明フィルムあるいはさらにその上に積層された光学機能性フィルムを介して液晶セルに貼付される。同様に、第2の偏光板は、第2の偏光フィルムにおける防眩性フィルムが積層された面とは反対側の面を接着面として、接着剤あるいは粘着剤を用いて液晶セルに貼付されるか、または第2の偏光フィルムにおける防眩性フィルムが積層された面とは反対側の面に積層された保護フィルムや光学補償フィルムなどとしての透明フィルムあるいはさらにその上に積層された光学機能性フィルムを介して液晶セルに貼付される。
液晶セルとしては、従来公知の構成を採用することができ、たとえばツイステッドネマティック(TN)モード、垂直配向(VA)モードなど各種方式の液晶セルを用いることができる。
かかる本発明の偏光板のセットを用いた液晶パネルは、アクリル系樹脂フィルムを第1の偏光板の保護フィルムとして用い、アクリル系樹脂フィルムを基材とする防眩性フィルムを第2の偏光板の保護フィルムとして用いていることから、機械的強度の向上および薄肉化、表面の傷付き防止、視認性の向上、更に、反り防止が実現されている。
図1は、本発明の液晶表示装置の基本的な層構成の一例を示す概略断面図である。図1に示される液晶表示装置は、バックライト10、光拡散板50、および、液晶セル40と、液晶セル40の一方の面に貼付された背面側偏光板としての第1の偏光板20と、液晶セル40の他方の面に貼付された前面側偏光板としての第2の偏光板30とからなる液晶パネルをこの順で配置してなる。第1の偏光板20は、第1の偏光フィルム21を、光学補償フィルム23と第1のアクリル系樹脂フィルム25とで狭持した構成を有しており、光学補償フィルム23が液晶セル40に対向するように配置されている。また、第2の偏光板30は、第2の偏光フィルム31を、光学補償フィルム33と防眩性フィルム34とで狭持した構成を有しており、光学補償フィルム33が液晶セル40に対向するように配置されている。この例において、防眩性フィルム34は、第2のアクリル系樹脂フィルム35と、その上に積層された表面に微細な凹凸形状を有するハードコート層36とから構成されている。図1に示される本発明の液晶表示装置において、液晶パネルは、背面側偏光板である第1の偏光板20がバックライト側となるように、すなわち、第1のアクリル系樹脂フィルム25が光拡散板50と対向するように配置される。
ここで、光拡散板50は、バックライト10からの光を拡散させる機能を有する光学部材であって、たとえば、熱可塑性樹脂に光拡散剤である粒子を分散させて光拡散性を付与したもの、熱可塑性樹脂板の表面に凹凸を形成して光拡散性を付与したもの、熱可塑性樹脂板の表面に粒子が分散された樹脂組成物の塗布層を設け、光拡散性を付与したものなどであり得る。その厚みは、0.1〜5mm程度とすることができる。また、光拡散板50と液晶パネルとの間には、プリズムシート(集光シートとも呼ばれ、たとえば、3M社製の「BEF」などが該当する)、輝度向上シート(先に説明した反射型偏光フィルムと同じものである(DBEF、APF))、光拡散シートなど、他の光学機能性を示すシートを配置することもできる。他の光学機能性を示すシートは、必要に応じて1枚以上、複数種類配置することも可能である。さらに、光拡散板50として、たとえば、シリンドリカルな形状を表面に有するプリズムシートと光拡散板との積層一体品(たとえば、特開2006−284697号公報に記載されるもの)のような、光拡散機能に他の機能が複合化された光学シートを用いることも可能である。
かかる本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶パネルを用いたものであり、液晶パネルと同様に、機械的強度の向上が実現されているとともに、パネルの反りが改善されている。なお、本発明の液晶表示装置は、図1に示される構成に限定されるものではなく、種々の変形を加えることができる。たとえば、上記したように、光学補償フィルム23および/または光学補償フィルム33は、必ずしも必要ではなく省略されてもよい。また、光学補償フィルム23および/または光学補償フィルム33の代わりに、保護フィルムが用いられてもよい。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。例中、含有量ないし使用量を表す%および部は、特記ないかぎり重量基準である。
[製造例1]偏光フィルムの作製
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.02/2/100の水溶液に30℃で浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が12/5/100の水溶液に56.5℃で浸漬した。引き続き、8℃の純水で洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムを得た。延伸は、主に、ヨウ素染色およびホウ酸処理の工程で行ない、トータル延伸倍率は5.3倍であった。
[製造例2]アクリル系樹脂フィルムの作製
メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96/4(重量比)の共重合体70部と、3層構造からなるアクリル系多層重合体であるアクリルゴム粒子(一層目:メチルメタクリレートとアリルメタクリレートとの共重合体(重量比99.8/0.2)/二層目:ブチルアクリレートとスチレンとアリルメタクリレートとの共重合体(重量比79/19/2)/三層目:メチルアクリレートとエチルアクリレートとの共重合体(重量比96/4))30部の混合物から、溶融押出により厚さ80μmのアクリル系樹脂フィルムを作製した。
[製造例3]防眩性フィルム(A)の作製
ペンタエリスリトールトリアクリレートと多官能ウレタン化アクリレート(ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートとの反応生成物)とが重量比60/40で、酢酸エチルに固形分濃度60%で溶解されており、レベリング剤を含む紫外線硬化性樹脂組成物を用いた。この紫外線硬化性樹脂組成物は、硬化後に1.53の屈折率を示す。
上記紫外線硬化性樹脂組成物に、重量平均粒子径が2.7μmで屈折率が1.57のメタクリル酸メチル/スチレン共重合体樹脂粒子を上記紫外線硬化性樹脂(バインダー成分)100部に対して、5部加えて分散させた後、固形分(樹脂粒子を含む)の濃度が30%となるように酢酸エチルを添加して、塗布液を調製した。
製造例2のアクリル系樹脂フィルムの上に、上記の塗布液を乾燥後の塗膜厚みが3.4μmとなるように塗布し、60℃に設定した乾燥機中で3分間乾燥させた。乾燥後のフィルムの紫外線硬化性樹脂組成物層側より、強度20mW/cm2の高圧水銀灯からの光をh線換算光量で200mJ/cm2となるように照射し、紫外線硬化性樹脂組成物層を硬化させて、表面に凹凸を有するハードコート層(厚み3.4μm)を有するアクリル系樹脂フィルムからなる防眩性フィルム(A)を得た。
防眩性フィルム(A)のヘイズ値を、JIS K 7136に準拠した(株)村上色彩技術研究所製のヘイズメーター「HM−150」型を用いて測定したところ、20.1%であった。なお、ヘイズの測定にあたっては、防眩性フィルム(A)の反りを防止するため、光学的に透明な粘着剤を用いて、凹凸面が表面となるように、防眩性フィルム(A)のアクリル系樹脂フィルムをガラス基板に貼合してから測定に供した。
<実施例1>
(a)背面側偏光板の作製
製造例1で得られた偏光フィルムの片面に製造例2で得られたアクリル系樹脂フィルム(厚さ80μm)を、その貼合面にコロナ処理を施した後、接着剤を介して貼合した。偏光フィルムの反対面には、二軸延伸ノルボルネン系樹脂からなる光学補償フィルム(厚さ68μm、面内位相差値63nm、厚み方向位相差値225nm)を、その貼合面にコロナ処理を施した後、接着剤を介して貼合し、背面側偏光板を得た。なお、二軸延伸ノルボルネン系樹脂からなる光学補償フィルムは、その遅相軸が偏光フィルムの延伸軸とそれぞれ直交するように貼合した。次に、該背面側偏光板の二軸延伸ノルボルネン系光学補償フィルム面に粘着剤(厚さ25μm)の層を設けた。
(b)前面側偏光板の作製
製造例1で得られた偏光フィルムの片面に、製造例3で得られた防眩性フィルム(A)を、接着剤を介して貼合し、偏光フィルムの反対面には、ケン化処理されたトリアセチルセルロースフィルム(厚さ80μm、面内位相差値3nm、厚み方向位相差値50nm)を、接着剤を介して貼合して、前面側偏光板を得た。該前面側偏光板のトリアセチルセルロースフィルム面に粘着剤(厚さ25μm)の層を設けた。
(c)液晶パネルおよび液晶表示装置の作製
垂直配向モードの液晶表示素子が搭載された市販の液晶テレビ(シャープ(株)製の「LC−42GX1W」)の液晶セルから両面の偏光板を剥離し、液晶セルの背面(バックライト側)には、上記背面側偏光板を、液晶セルの前面(視認側)には、上記前面側偏光板を、いずれも偏光板の吸収軸が、元々液晶テレビに貼付されていた偏光板の吸収軸方向と一致するように、光学補償フィルム上に形成した粘着剤層を介して貼り合わせて、液晶パネルを作製した。次に、この液晶パネルを、バックライト/光拡散板/拡散シート/拡散シート/輝度向上シート(3M社製の「DBEF」)/液晶パネルの構成で組み立てて、液晶表示装置を作製した。当該液晶表示装置においては、液晶パネルの反りが防止されているため、これに起因する輝度向上シートとの接触が回避でき、色ムラを防止することができる。また、液晶パネルの前面側偏光板表面(ハードコート層表面)の傷も付き難くい。
<比較例1>
前面側偏光板の作製において、防眩性フィルム(A)の代わりに、ハードコート層を有しない製造例2のアクリル系樹脂フィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして前面側偏光板を作製し、液晶表示装置を組み立てた。液晶パネルの前面側偏光板表面(アクリル系樹脂フィルム表面)を布で擦ってみたところ、傷が付きやすかった。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。