JP2016035557A - 偏光板保護フィルム、偏光板、液晶表示装置、及び偏光板保護フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、液晶TV、携帯電話、タブレット、小型ノートパソコンなどに使用される画像表示装置は軽量化および製造コスト低減の観点で薄型化ますます要求されており、偏光板保護フィルムにおいても同様に、薄層化が求められている。
偏光板保護フィルムを薄層化するためには、透明支持体の薄層化とハードコート層の薄層化が必要である。透明支持体を薄層化していくと、偏光板保護フィルムの硬度低下や、ハードコート層の硬化収縮に透明支持体が耐えられなくなり、ハードコート層形成組成物の塗布方向に波面状の皺が生じ、この皺によって画像の視認性が低下し、また画像表示面の平面性を損ねるという問題が発生したり、カールが著しく悪化し、偏光板保護フィルムの製造、加工での取り扱い性が難しくなったり、取り扱い中に膜にクラックが発生したり、貼り合わせ後に剥がれ現象が生じる問題が起こっていた。
特許文献1には、偏光膜の保護フィルムとして、ハードコート層を有する第1の保護フィルムが開示されている。しかし、これらの特許文献に開示の技術は、ハードコート層の薄層化を目的とするものではない。
一方、特許文献2〜4には、アクリル系化合物とエポキシ系化合物を混合することで、表面硬度が高く、カールが抑制された偏光板保護フィルムが記載されている。
また、特許文献5には、分子内に脂環式エポキシ基と(メタ)アクリレート基を有する化合物を光ディスク用オーバーコートとして用いる事によって、逆反りを抑制した例が記載されている。
また透明支持体の薄層化にともなって、偏光板保護フィルムの透湿度が上昇し、この偏光板保護フィルムを偏光板保護フィルムとして用いた場合に、偏光板の湿熱耐久性が低下する等の問題も発生することが分かった。
また、ハードコート層を薄層化すると僅かな表面の膜厚ムラが干渉縞として視認され、ハードーコート層の膜厚が15μm以下になると面状が、顕著に悪化することが分かった。
更に、偏光板保護フィルムについても湿熱試験後の白濁など外観の変化が少ないことが求められる。
また、特許文献4に記載の硬化性組成物を用いて、膜厚15μm以下のハードコート層を形成した場合、干渉縞や、偏光板の湿熱耐久性(湿熱試験後の光漏れ)の観点で改良の余地があることが分かった。
更に、特許文献5に記載の硬化性組成物を偏光板保護フィルムとして用いた場合には、硬度が不十分で、カール抑制効果も十分とは言えなかった。
厚みが40μm以下の透明支持体と膜厚が3μm以上15μm以下のハードコート層とを有する偏光板保護フィルムであって、
上記ハードコート層が、少なくとも、下記(a)及び(b)の化合物を含むハードコート層形成組成物を硬化して形成された層であり、
上記ハードコート層形成組成物が、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、下記(a)を5質量%以上40質量%以下、下記(b)を40質量%以上95質量%以下含む、偏光板保護フィルム。
(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物
一般式(1)
式中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、
Xは、単結合、又は、酸素原子、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表し、
Aは、単結合、又は、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、エーテル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表す。
(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物
<2>
上記ハードコート層形成組成物が、更に、(c)エポキシ基又はエチレン性不飽和二重結合性基との反応性を有する無機微粒子を、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に5〜40質量%含む<1>に記載の偏光板保護フィルム。
<3>
上記ハードコート層形成組成物が、更に、(d)下記一般式(2)で表されるノニオン系含フッ素界面活性剤を含む<1>又は<2>に記載の偏光板保護フィルム。
一般式(2)
式中、Rは、炭素数1〜6のアルキル基を表し、nは3〜50の数を表す。
<4>
上記透明支持体の厚みが30μm以下である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
<5>
上記透明支持体がセルロースアシレートフィルムであって、上記透明支持体の厚みが25μm以下である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
<6>
上記ハードコート層の厚みが3μm以上10μm以下である<1>〜<5>のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
<7>
上記化合物(a)を5質量%以上22質量%以下含む<1>〜<6>のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
<8>
偏光子と、偏光子の保護フィルムとして<1>〜<7>のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルムとを少なくとも1枚含む偏光板。
<9>
液晶セルと、液晶セルの少なくとも一方の面に配置された<8>に記載の偏光板とを含み、上記偏光板保護フィルムが最表面に配置された液晶表示装置。
<10>
厚みが40μm以下の透明支持体と膜厚が3μm以上15μm以下のハードコート層とを有する偏光板保護フィルムの製造方法であって、
上記ハードコート層が、少なくとも、下記(a)及び(b)の化合物を含むハードコート層形成組成物を硬化して形成された層であり、
上記ハードコート層形成組成物が、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、下記(a)を5質量%以上40質量%以下、下記(b)を40質量%以上95質量%以下含む、偏光板保護フィルムの製造方法。
(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物
一般式(1)
式中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、
Xは、単結合、又は、酸素原子、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表し、
Aは、単結合、又は、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、エーテル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表す。
(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物
本発明の偏光板保護フィルムは、
厚みが40μm以下の透明支持体と膜厚が3μm以上15μm以下のハードコート層とを有する偏光板保護フィルムであって、
上記ハードコート層が、少なくとも、下記(a)及び(b)の化合物を含むハードコート層形成組成物を硬化して形成された層であり、
上記ハードコート層形成組成物が、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、下記(a)を5質量%以上40質量%以下、下記(b)を40質量%以上95質量%以下含む、偏光板保護フィルムである。
(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物
一般式(1)
Xは、単結合、又は、酸素原子、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表し、
Aは、単結合、又は、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、エーテル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表す。
(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物
本発明におけるハードコート層形成組成物は、(a)一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物(「化合物(a)」ともいう)を含む。
Xがアルキレン基を表す場合、直鎖状、分岐上又は環状のいずれのアルキレン基でもよい。アルキレン基本としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜3のアルキレン基がより好ましい。アルキレン基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、シクロヘキシレン基が好ましい。
Xがアリーレン基を表す場合、炭素数6〜18のアリーレン基が好ましく、炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましい。アリーレン基としては、具体的には、フェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
Xがアラルキレン基を表す場合、炭素数7〜19のアラルキレン基が好ましく、炭素数7〜13のアラルキレン基がより好ましい。アラルキレン基としては、上記アルキレン基の好ましい範囲と上記アリーレン基の好ましい範囲とからなるアルキレン基が好ましい。
また、Xは、上記連結基を組み合わせてなる連結基であってもよく、組み合わせてなる連結基としては、エステル結合とアルキレン基とを組み合わせてなる連結基、アリーレン基とエステル結合とアルキレン基とを組み合わせてなる連結基、アルキレン基とエーテル結合とを組み合わせてなる連結基、カルボニル結合と−NH−とアルキレン基とエーテル結合とを組み合わせてなる連結基などが挙げられる。
Xとしては、単結合が最も好ましい。
Aがアルキレン基を表す場合、直鎖状、分岐上又は環状のいずれのアルキレン基でもよい。アルキレン基本としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜3のアルキレン基がより好ましい。アルキレン基としては、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、シクロヘキシレン基が好ましい。
Aがアリーレン基を表す場合、炭素数6〜18のアリーレン基が好ましく、炭素数6〜12のアリーレン基がより好ましい。アリーレン基としては、具体的には、フェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
Aがアラルキレン基を表す場合、炭素数7〜19のアラルキレン基が好ましく、炭素数7〜13のアラルキレン基がより好ましい。アラルキレン基としては、上記アルキレン基の好ましい範囲と上記アリーレン基の好ましい範囲とからなるアルキレン基が好ましい。
また、Aは、上記連結基を組み合わせてなる連結基であってもよく、組み合わせてなる連結基としては、エステル結合とアルキレン基とを組み合わせてなる連結基、アリーレン基とエステル結合とアルキレン基とを組み合わせてなる連結基、アルキレン基とエーテル結合とを組み合わせてなる連結基、カルボニル結合と−NH−とアルキレン基とエーテル結合とを組み合わせてなる連結基などが挙げられる。
Aとしては、エステル結合、エーテル結合、−CONH−、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせてなる連結基が好ましい。
化合物(a)の重量平均分子量が1500以上であることにより、平面性に優れる偏光板保護フィルムを得ることができ、湿熱耐久性に優れる偏光板を得ることができる。
化合物(a)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定(溶媒:テトラヒドロフラン、カラム:東ソー社製TSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:RI)によるポリスチレン換算値として定義される。
化合物(a)は、本発明におけるハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、5〜40質量%含有されることが好ましく、5〜22質量%含有されることがより好ましく、10〜22質量%含有されることが更に好ましい。
本発明におけるハードコート層形成用組成物に含有される(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物について説明する。(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物を「化合物(b)」とも称する。
化合物(b)は、分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合基を有する事によって、高い硬度を発現できる。
分子内に有するエチレン性不飽和二重結合基の好ましい範囲は、4個以上が好ましく、6個以上がさらに好ましい。分子内に有するエチレン性不飽和二重結合基の上限値としては、20個以下が好ましい。
化合物(b)としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル、ビニルベンゼン及びその誘導体、ビニルスルホン、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。中でも硬度の観点から、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、本業界で広範に用いられる高硬度の硬化物を形成するアクリレート系化合物が挙げられる。このような化合物としては、多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル{例えば、ペンタエリスリトールテトラ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、EO変性リン酸トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジ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ペンタ(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、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,2,3−クロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。
3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能アクリレート系化合物類の具体化合物としては、日本化薬(株)製KAYARAD DPHA、同DPHA−2C、同PET−30、同TMPTA、同TPA−320、同TPA−330、同RP−1040、同T−1420、同D−310、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同GPO−303、大阪有機化学工業(株)製V#400、V#36095D等のポリオールと(メタ)アクリル酸のエステル化物を挙げることができる。また紫光UV−1400B、同UV−1700B、同UV−6300B、同UV−7550B、同UV−7600B、同UV−7605B、同UV−7610B、同UV−7620EA、同UV−7630B、同UV−7640B、同UV−6630B、同UV−7000B、同UV−7510B、同UV−7461TE、同UV−3000B、同UV−3200B、同UV−3210EA、同UV−3310EA、同UV−3310B、同UV−3500BA、同UV−3520TL、同UV−3700B、同UV−6100B、同UV−6640B、同UV−2000B、同UV−2010B、同UV−2250EA、同UV−2750B(日本合成化学(株)製)、UL−503LN(共栄社化学(株)製)、ユニディック17−806、同17−813、同V−4030、同V−4000BA(大日本インキ化学工業(株)製)、EB−1290K、EB−220、EB−5129、EB−1830,EB−4358(ダイセルUCB(株)製)、ハイコープAU−2010、同AU−2020((株)トクシキ製)、アロニックスM−1960(東亜合成(株)製)、アートレジンUN−3320HA,UN−3320HC,UN−3320HS、UN−904,HDP−4Tなどの3官能以上のウレタンアクリレート化合物、アロニックスM−8100,M−8030,M−9050(東亞合成(株)製、KBM−8307(ダイセルサイテック(株)製)の3官能以上のポリエステル化合物なども好適に使用することができる。
また、化合物(b)は、単一の化合物から構成しても良いし、複数の化合物を組み合わせて用いる事もできる。
化合物(b)は、本発明におけるハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、40質量%以上95質量%以下含有されるのが好ましく、50質量%以上85質量%以下含有されるのがより好ましく、60質量%以上80質量%以下含有されるのが更に好ましい。
本発明におけるハードコート層形成組成物には、更に、(c)エポキシ基又はエチレン性不飽和二重結合性基との反応性を有する無機微粒子を添加することが好ましい。(c)エポキシ基又はエチレン性不飽和二重結合性基との反応性を有する無機微粒子を「無機微粒子(c)」とも称する。無機微粒子(c)を添加することで硬化層の硬化収縮量を低減できるため、フィルムのカールをより低減できる。更に、エポキシ基又はエチレン性不飽和二重結合基との反応性を有する無機微粒子を用いる事によって、鉛筆硬度を向上させる事が可能である。無機微粒子としては例えば、シリカ粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子などが挙げられる。中でもシリカ粒子が好ましい。
表面修飾剤は、無機微粒子と結合を形成するか無機微粒子に吸着しうる官能基と、有機成分と高い親和性を有する官能基を同一分子内に有するものが好ましい。無機微粒子に結合もしくは吸着し得る官能基を有する表面修飾剤としては、シラン、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム等の金属アルコキシド表面修飾剤や、リン酸基、硫酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等のアニオン性基を有する表面修飾剤が好ましい。さらに有機成分との親和性の高い官能基としては単に有機成分と親疎水性を合わせただけのものでもよいが、有機成分と化学的に結合しうる官能基が好ましく、特にエチレン性不飽和二重結合基、もしくは開環重合性基が好ましい。
本発明において好ましい無機微粒子表面修飾剤は金属アルコキシドもしくはアニオン性基とエチレン性不飽和二重結合基もしくは開環重合性基を同一分子内に有する硬化性樹脂である。有機成分と化学的に結合させる事によって、ハードコート層の架橋密度が上昇し、鉛筆硬度を高める事ができる。
S−1 H2C=C(X)COOC3H6Si(OCH3)3
S−2 H2C=C(X)COOC2H4OTi(OC2H5)3
S−3 H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10OPO(OH)2
S−4 (H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10O)2POOH
S−5 H2C=C(X)COOC2H4OSO3H
S−6 H2C=C(X)COO(C5H10COO)2H
S−7 H2C=C(X)COOC5H10COOH
S−8 CH2CH(O)CH2OC3H6Si(OCH3)3
(Xは、水素原子又はCH3を表す)
無機微粒子のサイズ(平均1次粒径)は、10nm〜100nmが好ましく、更に好ましくは10〜60nmである。微粒子の平均粒径は電子顕微鏡写真から求めることができる。
無機微粒子の形状は、球形、非球形を問わないが、2〜10個の無機微粒子が連結した非球形が硬度、カール付与の観点で好ましい。数個が鎖状に連結した無機微粒子を用いる事によって、強固な粒子ネットワーク構造を形成して、硬度が向上すると推定している。
無機微粒子の具体的な例としては、ELECOM V−8802(日揮(株)製の平均粒径12nmの球形シリカ微粒子)やELECOM V−8803(日揮(株)製の異形シリカ微粒子)、MiBK−SD(日産化学工業(株)製平均粒径10〜20nmの球形シリカ微粒子)、MEK−AC−2140Z(日産化学工業(株)製平均粒径10〜20nmの球形シリカ微粒子)、MEK−AC−4130(日産化学工業(株)製平均粒径40〜50nmの球形シリカ微粒子)、MiBK−SD−L(日産化学工業(株)製平均粒径40〜50nmの球形シリカ微粒子)、MEK−AC−5140Z(日産化学工業(株)製平均粒径70〜100nmの球形シリカ微粒子)等を上げる事ができる。中でも、異形のELECOM V−8803がカール、硬度付与の観点で好ましい。
本発明におけるハードコート層形成組成物には各種の界面活性剤を使用することも好適である。一般的に界面活性剤は乾燥風の局所的な分布による乾燥バラツキに起因する膜厚ムラ等を抑制することができる。
すなわち、本発明におけるハードコート層形成組成物は、更に、(d)下記一般式(2)で表されるノニオン系含フッ素界面活性剤(「界面活性剤(d)」ともいう)を含むことが好ましい。
界面活性剤(d)を含むことにより、干渉縞をより効果的に抑制できるという点で好ましい。
一般式(2)
界面活性剤(d)は、本発明におけるハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、0.001%〜5.0%質量%の範囲で添加されるのが好ましく、より好ましくは0.02%〜1.0%質量%の割合で添加することができる。
一般式イ
一般式ロ
具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基を表し、好ましくは水素原子またはメチル基である。Yは酸素原子、−N(H)−、および−N(CH3)−が好ましい。
R14は置換基を有しても良い炭素数4以上20以下の直鎖、分岐または環状のアルキル基を表す。R14のアルキル基の置換基としては、水酸基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、カルボキシル基、アルキルエーテル基、アリールエーテル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基等が挙げられるがこの限りではない。炭素数4以上20以下の直鎖、分岐または環状のアルキル基としては、直鎖及び分岐してもよいブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基、エイコサニル基等、また、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の単環シクロアルキル基及びビシクロヘプチル基、ビシクロデシル基、トリシクロウンデシル基、テトラシクロドデシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロデシル基、等の多環シクロアルキル基が好適に用いられる。
シリコーン系界面活性剤は、本発明におけるハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、0.01〜0.5質量%含有されることが好ましく、0.01〜0.3質量%がより好ましい。
本発明におけるハードコート層形成用組成物は、更にラジカル重合開始剤を含有していてもよい。
エチレン性不飽和基を有する化合物の重合は、光ラジカル重合開始剤又は熱ラジカル重合開始剤の存在下、電離放射線の照射又は加熱により行うことができる。光及び熱重合開始剤としては市販の化合物を利用することができ、それらは、「最新UV硬化技術」(p.159,発行人;高薄一弘,発行所;(株)技術情報協会,1991年発行)や、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)(BASF社)のカタログに記載されている。
ラジカル重合開始剤としては、具体的には、アルキルフェノン系光重合開始剤(Irgacure651、Irgacure184、DAROCURE1173、Irgacure2959、Irgacure127、DAROCUREMBF、Irgacure
907、Irgacure369、Irgacure379EG)、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤(Irgacure819、LUCIRIN TPO)、その他(Irgacure784、Irgacure OXE01、Irgacure OXE02、Irgacure754)等を用いる事ができる。
ラジカル重合開始剤の添加量は、本発明におけるハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、0.1〜10質量%の範囲であることが好ましく、1〜5質量%がより好ましく、2〜4質量%が更に好ましい。これらラジカル開始剤は単独で用いても良いし、複数種を組み合わせて用いる事もできる。
本発明におけるハードコート層形成用組成物は、更にカチオン重合開始剤を含有していてもよい。
カチオン重合開始剤としては、光カチオン重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、或いは、マイクロレジスト等に使用されている公知の酸発生剤等、公知の化合物及びそれらの混合物等が挙げられる。
例えば、オニウム化合物、有機ハロゲン化合物、ジスルホン化合物が挙げられる。有機ハロゲン化合物、ジスルホン化合物のこれらの具体例は、上記ラジカルを発生する化合物の記載と同様のものが挙げられる。
カチオン重合開始剤は、本発明におけるハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、0.1〜10質量%の範囲で添加されるのが好ましく、より好ましくは0.5〜3.0質量%の割合で添加することができる。添加量が上記範囲において、硬化性組成物の安定性、重合反応性等から好ましい。
本発明におけるハードコート層形成組成物は、更に紫外線吸収剤を含有していてもよい。
紫外線吸収剤は、フィルムの耐久性の改善に寄与する。特に、本発明の偏光板保護フィルムを画像表示装置の表面保護フィルムとして利用する態様において、紫外線吸収剤の添加は有効である。紫外線吸収能は、透明支持体にのみ、その機能を持たせる事も可能であるが、透明支持体を薄膜化していった際は、機能が低下するため、ハードコート層にも紫外線吸収能を付与しておく事が好ましい。本発明に使用可能な紫外線吸収剤については特に制限はなく、特開2006−184874号公報[0107]〜[0185]段落に記載の化合物を挙げることができる。高分子紫外線吸収剤も好ましく用いることができ、特に特開平6−148430号公報に記載の高分子紫外線吸収剤が好ましく用いられる。
本発明におけるハードコート層形成組成物は溶媒を含有してもよい。溶媒としては、各成分を溶解または分散可能であること、塗布工程、乾燥工程において均一な面状となり易いこと、液保存性が確保できること、適度な飽和蒸気圧を有すること、等の観点で選ばれる各種の溶剤が使用できる。
溶媒は2種類以上のものを混合して用いることができる。特に、乾燥負荷の観点から、常圧室温における沸点が100℃以下の溶剤を主成分とし、乾燥速度の調整のために沸点が100℃超の溶剤を少量含有することが好ましい。
本発明におけるハードコート層形成組成物においては、粒子の沈降を防ぐため、沸点80℃以下の溶剤を塗布組成物の全溶剤中の30〜80質量%含有することが好ましく、50〜70質量含有することが更に好ましい。沸点80℃以下の溶剤比を上記割合にすることによって、透明支持体への樹脂成分の染み込みを適度に抑え、また、乾燥による粘度上昇速度が上がることで、粒子沈降を抑えることができる。
ハードコート層には、内部散乱性付与や表面凹凸付与の目的で、平均粒径が1.0〜10.0μm、好ましくは1.5〜5.0μmのマット粒子を含有してもよい。また、塗布液の粘度を調整するために、高分子化合物や無機層状化合物等を含む事もできる。無機微粒子(c)をマット粒子として使用してもよい。
本発明の偏光板保護フィルムの透明支持体としては、透明基材フィルムが好ましい。透明基材フィルムとしては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスなど、特に限定は無い。透明樹脂フィルムとしては、セルロースアシレートフィルム(例えば、セルローストリアセテートフィルム(屈折率1.48)、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム)、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルニトリルフィルムポリオレフィン、脂環式構造を有するポリマー(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製))、などが挙げられる。このうちセルロースアシレートフィルム、ポリエチレンテレフタレート、脂環式構造を有するポリマーが好ましく、特にセルロースアシレートフィルムが好ましい。
透明支持体の厚さは40μm以下であり、30μm以下であることが好ましく、25μm以下が更に好ましい。透明支持体の厚みを薄くすることによって、フィルム全体の厚みを低減することができる。一方で、支持体の厚さは、薄くなると、面状や均一性の観点で作製が難しくなり、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましい。
本発明の偏光板保護フィルムは、一般に、最も単純な構成では、透明支持体上にハードコート層を塗設した構成である。
本発明の偏光板保護フィルムの好ましい層構成の例を下記に示すが、特にこれらの層構成のみに限定されるわけではない。
・支持体/ハードコート層
・支持体/ハードコート層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/防眩層(帯電防止層)/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/防眩層/帯電防止層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/帯電防止層/防眩層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層(帯電防止層)/防眩層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/高屈折率層/帯電防止層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/高屈折率層(帯電防止層)/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/帯電防止層/高屈折率層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層(帯電防止層)/低屈折率層
・支持体/ハードコート層/中屈折率層(帯電防止層)/高屈折率層/低屈折率層
・支持体/ハードコート層(帯電防止層)/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・支持体/帯電防止層/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
・帯電防止層/支持体/ハードコート層/中屈折率層/高屈折率層/低屈折率層
ここで、帯電防止層、防眩層はハードコート性を有していても良い。
本発明では、反射率低減効果の付与を目的としてハードコート層の上に低屈折率層を形成することもできる。低屈折率層はハードコート層よりも低い屈折率を有し、厚さは50〜200nmであることが好ましく、70〜150nmであることがさらに好ましく、80〜120nmであることが最も好ましい。
好ましい低屈折率層の硬化性物組成の態様としては、
(1)架橋性若しくは重合性の官能基を有する含フッ素化合物を含有する組成物、
(2)含フッ素のオルガノシラン材料の加水分解縮合物を主成分とする組成物、
(3)2個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーと無機微粒子(特に中空構造を有する無機微粒子が好ましい。)を含有する組成物、
などが挙げられる。
(1)及び(2)に関しても、無機微粒子を含有することが好ましく、さらに屈折率の低い中空構造を有する無機微粒子用いると、低屈折率化や無機微粒子添加量と屈折率の調整などの観点で特に好ましい。
架橋性または重合性の官能基を有する含フッ素化合物としては、含フッ素モノマーと架橋性または重合性の官能基を有するモノマーの共重合体を挙げることができる。これら含フッ素ポリマーの具体例は、特開2003−222702号公報、特開2003−183322号公報等に記載されている。
含フッ素のオルガノシラン化合物の加水分解縮合物を主成分とする組成物も屈折率が低く、塗膜表面の硬度が高く好ましい。フッ素化アルキル基に対して片末端又は両末端に加水分解性のシラノールを含有する化合物とテトラアルコキシシランの縮合物が好ましい。具体的組成物は、特開2002−265866号公報、特許317152号公報に記載されている。
更に別の好ましい態様として、低屈折率の粒子とバインダーからなる低屈折率層が挙げられる。低屈折率粒子としては、有機でも無機でも良いが、内部に空孔を有する粒子が好ましい。中空粒子の具体例は、特開2002−79616号公報に記載のシリカ系粒子に記載されている。粒子屈折率は1.15〜1.40が好ましく、1.20〜1.30が更に好ましい。バインダーとしては、上記防眩層の頁で述べた二個以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを挙げることができる。
01IE”,“X−22−164B”,“X−22−5002”,“X−22−173B”,“X−22−174D”,“X−22−167B”,“X−22−161AS”(商品名)、以上、信越化学工業(株)製;“AK−5”,“AK−30”,“AK−32”(商品名)、以上東亜合成(株)製;、「サイラプレーンFM0725」,「サイラプレーンFM0721」(商品名)、以上チッソ(株)製等}を添加するのも好ましい。また、特開2003−112383号公報の表2、表3に記載のシリコーン系化合物も好ましく使用できる。
これらのポリシロキサンフッ素系化合物やポリシロキサン構造を有する化合物は低屈折率層全固形分の0.1〜10質量%の範囲で添加されることが好ましく、特に好ましくは1〜5質量%の場合である。
本発明の偏光板保護フィルムの各層は以下の塗布方法により形成することができるが、この方法に制限されない。ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法やエクストルージョンコート法(ダイコート法)(特開2003−164788号明細書参照)、マイクログラビアコート法等の公知の方法が用いられ、その中でもマイクログラビアコート法、ダイコート法が好ましい。
本発明におけるハードコート層など塗布により層形成する場合の、乾燥、硬化方法に関して、好ましい例を以下に述べる。
本発明では、電離放射線による照射と、照射の前、照射と同時又は照射後の熱処理とを組み合わせることにより、硬化することが有効である。
以下に、いくつかの製造工程のパターンを示すが、これらに限定されるものではない。(以下の「−」は熱処理を行っていないことを示す。)
(1)熱処理 → 電離放射線硬化 → −
(2)熱処理 → 電離放射線硬化 → 熱処理
(3) − → 電離放射線硬化 → 熱処理
本発明の偏光板保護フィルムの製造方法は、
厚みが40μm以下の透明支持体と膜厚が3μm以上15μm以下のハードコート層とを有する偏光板保護フィルムの製造方法であって、
上記ハードコート層が、少なくとも、下記(a)及び(b)の化合物を含むハードコート層形成組成物を硬化して形成された層であり、
上記ハードコート層形成組成物が、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、下記(a)を5質量%以上40質量%以下、下記(b)を40質量%以上95質量%以下含む、偏光板保護フィルムの製造方法である。
(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物
一般式(1)
Xは、単結合、又は、酸素原子、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表し、
Aは、単結合、又は、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、エーテル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表す。
(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物
本発明の偏光板保護フィルムは、偏光膜とその両側に配置された保護フィルムとからなる偏光板の、その保護フィルムの一方又は両方に使用して、ハードコート性を有する偏光板とすることができる。
本発明の偏光板に用いられる偏光子について説明する。
本発明の偏光板に用いることができる偏光子としては、ポリビニルアルコール(PVA)と二色性分子から構成することが好ましいが、特開平11−248937号公報に記載されているようにPVAやポリ塩化ビニルを脱水、脱塩素することによりポリエン構造を生成し、これを配向させたポリビニレン系偏光子も使用することができる。
上記PVAとしては、ポリ酢酸ビニルを鹸化したポリマー素材が好ましいが、例えば不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、オレフィン類、ビニルエーテル類のような酢酸ビニルと共重合可能な成分とを含有しても構わない。また、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等を含有する変性PVAも用いることができる。
二色性分子はI3−やI5−などの高次のヨウ素イオンもしくは二色性染料を好ましく使用することができる。
本発明では高次のヨウ素イオンが特に好ましく使用される。高次のヨウ素イオンは、「偏光板の応用」永田良編、CMC出版や工業材料、第28巻、第7号、p.39〜p.45に記載されているようにヨウ素をヨウ化カリウム水溶液に溶解した液および/またはホウ酸水溶液にPVAを浸漬し、PVAに吸着・配向した状態で生成することができる。
二色性分子として二色性染料を用いる場合は、アゾ系色素が好ましく、特にビスアゾ系とトリスアゾ系色素が好ましい。二色性染料は水溶性のものが好ましく、このため二色性分子にスルホン酸基、アミノ基、ヒドロキシル基などの親水性置換基が導入され、遊離酸、あるいはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン類の塩として好ましく用いられる。このような二色性染料の具体例としては、特開2007−086748号公報に記載のものを挙げることができる。
本発明の偏光板は偏光子に架橋剤としてホウ酸を含有することが好ましい。ホウ酸で偏光子を架橋することにより、二色性分子とPVAから形成される錯体の安定性が向上し、高温高湿条件における偏光性能劣化を抑制することができる。本発明の偏光板の偏光子中のホウ酸の含有率は偏光子100質量部に対して1質量部以上100質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下が好ましい。上記範囲にホウ酸の含有率を制御することにより色味のバランスのとれた偏光子を作製することができる。
本発明の偏光板は、60℃、相対湿度95%、1000時間経時前後における偏光子中のホウ酸の減少率が50%以下であることが好ましい。ホウ酸の減少率は、40%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましい。
偏光子の延伸前のフィルム膜厚は特に限定されないが、フィルム保持の安定性、延伸の均質性の観点から、1μm〜1mmが好ましく、10〜200μmが特に好ましい。また、特開2002−236212号に記載されているように水中において4倍〜6倍の延伸を行った時に発生する応力が10N以下となるような薄いPVAフィルムを使用してもよい。
本発明の偏光子の延伸後の厚みは、3μm以上25μm以下であることがこのましい。3μm以上15μm以下がさらに好ましく、3μm以上10μm以下が最も好ましい。偏光子を上記厚みにすることにより、環境湿度による液晶パネルのそりや歪みを小さくすることができる。
本発明の偏光板の厚みは、15μm以上150μm以下であることが好ましい。より好ましくは15μm以上120μm以下であり、15μm以上90μm以下がさらに好ましい。偏光板を上記厚みにすることにより、環境湿度による液晶パネルのそりや歪みを小さくすることができる。
上記偏光子の製造方法としては、特に制限はないが、例えば、上記PVAをフィルム化した後、二色性分子を導入して偏光子を構成することが好ましい。PVAフィルムの製造は、特開2007−86748号公報の〔0213〕〜〔0237〕に記載の方法、特許登録第3342516号明細書、特開平09−328593号公報、特開2001−302817号公報、特開2002−144401号公報等を参考にして行うことができる。
上記PVA系樹脂溶液の調製工程では、PVA系樹脂を水または有機溶媒に溶解した原液を調製することが好ましい。原液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度は、好ましくは5〜20質量%である。例えば、PVAのウェットケーキを溶解槽に入れ、必要に応じて可塑剤、水を加え、槽底から水蒸気を吹き込みながら攪拌する方法が好ましい。内部樹脂温度は50〜150℃に加温することが好ましく、系内を加圧してもよい。
また、上記偏光子中に酸を添加しなくてもよく、添加してもよいが、添加する場合はこの工程で加えることが好ましい。なお、偏光子中に酸を添加する場合は、上記第1の偏光板保護フィルムに含まれる上記化合物(A)と同じものを用いてもよい。
上記流延工程は、上記にて調製したPVA系樹脂溶液原液を流延して成膜する方法が一般に好ましく用いられる。流延の方法としては、特に制限はないが、加熱した上記PVA系樹脂溶液原液を2軸押し出し機に供給し、ギアポンプにより排出手段(好ましくはダイ、より好ましくはT型スリットダイ)から支持体上に流涎して製膜することが好ましい。また、ダイからの排出される樹脂溶液の温度については特に制限はない。
上記支持体としては、キャストドラムが好ましく、ドラムの直径、幅、回転速度、表面温度については、特に制限はない。 その後、得られたロールの裏面と表面とを乾燥ロールに交互に通過させながら乾燥を行なうことが好ましい。
上記膨潤工程は、水のみで行うことが好ましいが、特開平10−153709号公報に記載されているように、光学性能の安定化および、製造ラインでの偏光板基材のシワ発生回避のために、偏光板基材をホウ酸水溶液により膨潤させて、偏光板基材の膨潤度を管理することもできる。
また、膨潤工程の温度、時間は、任意に定めることができるが、10℃〜60℃、5秒〜2000秒が好ましい。
なお、膨潤工程のときにわずかに延伸を行ってもよく、例えば1.3倍程度に延伸する態様が好ましい。
上記染色工程は、特開2002−86554号公報に記載の方法を用いることができる。また、染色方法としては浸漬だけでなく、ヨウ素あるいは染料溶液の塗布あるいは噴霧等、任意の手段が可能である。また、特開2002−290025号公報に記載されているように、ヨウ素の濃度、染色浴温度、浴中の延伸倍率、および浴中の浴液を攪拌させながら染色させる方法を用いてもよい。
二色性分子として高次のヨウ素イオンを用いる場合、高コントラストの偏光板を得るためには、染色工程はヨウ素をヨウ化カリウム水溶液に溶解した液を用いることが好ましい。この場合のヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液のヨウ素とヨウ化カリウムの質量比については特開2007−086748号公報に記載の態様を用いることができる。 また、特許登録第3145747号明細書に記載されているように、染色液にホウ酸、ホウ砂等のホウ素系化合物を添加してもよい。
上記硬膜工程は、架橋剤溶液に浸漬、または溶液を塗布して架橋剤を含ませるのが好ましい。また、特開平11−52130号公報に記載されているように、硬膜工程を数回に分けて行うこともできる。
上記架橋剤としては米国再発行特許第232897号明細書に記載のものが使用でき、特許第3357109号明細書に記載されているように、寸法安定性を向上させるため、架橋剤として多価アルデヒドを使用することもできるが、ホウ酸類が最も好ましく用いられる。硬膜工程に用いる架橋剤としてホウ酸を用いる場合には、ホウ酸−ヨウ化カリウム水溶液に金属イオンを添加してもよい。金属イオンとしては塩化亜鉛が好ましいが、特開2000−35512号公報に記載されているように、塩化亜鉛の変わりに、ヨウ化亜鉛などのハロゲン化亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛などの亜鉛塩を用いることもできる。
また、塩化亜鉛を添加したホウ酸−ヨウ化カリウム水溶液を作製し、PVAフィルムを浸漬させて硬膜を行ってもよく、特開2007−086748号公報に記載の方法を用いることができる。
上記延伸工程は、米国特許2,454,515号明細書などに記載されているような、縦一軸延伸方式、もしくは特開2002−86554号公報に記載されているようなテンター方式を好ましく用いることができる。好ましい延伸倍率は2倍〜12倍であり、さらに好ましくは3倍〜10倍である。また、延伸倍率と原反厚さと偏光子の厚さの関係は特開2002−040256号公報に記載されている(保護フィルム貼合後の偏光子の膜厚/原反膜厚)×(全延伸倍率)>0.17としたり、最終浴を出た時の偏光子の幅と保護フィルム貼合時の偏光子幅の関係は特開2002−040247号公報に記載されている0.80≦(保護フィルム貼合時の偏光子幅/最終浴を出た時の偏光子の幅)≦0.95としたりすることも好ましく行うことができる。
上記乾燥工程は、特開2002−86554号公報で公知の方法を使用できるが、好ましい温度範囲は30℃〜100℃であり、好ましい乾燥時間は30秒〜60分である。また、特許登録第3148513号明細書に記載されているように、水中退色温度を50℃以上とするような熱処理を行ったり、特開平07−325215号公報や特開平07−325218号公報に記載されているように温湿度管理した雰囲気でエージングしたりすることも好ましく行うことができる。
ここで、実質的に平行であるとは、上記有機酸を含む偏光板保護フィルムの主屈折率nxの方向と偏光板の透過軸の方向とは、そのずれが5°以内であることをいい、1°以内、好ましくは0.5°以内であることが好ましい。ずれが1°以内であれば、偏光板クロスニコル下での偏光度性能が低下しにくく、光抜けが生じにくく好ましい。
本発明の偏光板保護フィルム又は偏光板は、液晶表示装置(LCD)のような画像表示装置に用いることができる。
特に、液晶セルと、液晶セルの少なくとも一方の面に配置された本発明の偏光板とを含み、本発明の偏光板保護フィルムが最表面に配置された液晶表示装置が好ましい。
以下の表1及び表2に示す組成で各成分を添加し、孔径10μmのポリプロピレン製フィルターでろ過してハードコート層用塗布液a01〜a17、b01〜b06を調製した。表1及び表2中の数値は、各成分の「固形分の質量%」を表す。
ELECOM V−8802のように溶媒で希釈された素材についても、固形分比が表
1及び表2の値になるように調整して添加している。溶媒については、溶媒比が表1及び表2に記載された比率になるように調整し、固形分比35質量%の塗布液を作製した。
<防眩性ハードコート層用ハードコート液a18の調製>
ハードコート液A02にスメクタイト(ルーセンタイトSTN、コープケミカル社製)と架橋アクリル−スチレン粒子(平均粒径2.5μm 屈折率1.52)を表1記載の組成となるようにと混合した。その後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して防眩性ハードコート層用塗布液a18を調製した。なお、樹脂粒子およびスメクタイトは分散状態で添加した。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた300ミリリットル三口フラスコに、メチルエチルケトン10.0gを仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、サイクロマーM19.63g(0.1モル)、メチルエチルケトン10.0g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)0.23gからなる混合溶液を、6時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、さらに12時間攪拌を続けた後、溶媒を減圧溜去し、80℃にて減圧乾燥し、サイクロマーMポリマー24.20gを得た。上記ポリマーの重量平均分子量(Mw)は50000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))であった。
合成例1の方法において、「V−601」(和光純薬(株)製)を23.26gに変更した事のみ異なる方法で、ポリマーの重量平均分子量(Mw)は1000の比較化合物3を得た。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた300ミリリットル三口フラスコに、メチルエチルケトン14.1gを仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、メタクリル酸グリシジル14.12g(0.1モル)、メチルエチルケトン14.1g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)1.15gからなる混合溶液を、6時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、さらに12時間攪拌を続けた後、溶媒を減圧溜去し、80℃にて減圧乾燥し、比較例化合物1を13.20g得た。上記ポリマーの重量平均分子量(Mw)は10000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))であった。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた300ミリリットル三口フラスコに、メチルエチルケトン10.0gを仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、公知の方法で合成した3−エトキシメチル−7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタンのスチレン(1モル)付加物26.04g(0.1モル)、メチルエチルケトン10.0g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)0.46gからなる混合溶液を、6時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、さらに12時間攪拌を続けた後、溶媒を減圧溜去し、80℃にて減圧乾燥し、化合物4を24.90g得た。上記ポリマーの重量平均分子量(Mw)は32000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))であった。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた300ミリリットル三口フラスコに、メチルエチルケトン10.0gを仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、公知の方法で合成したN−(2−(7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン−3−イルメトキシ)エチル)メタクリルアミド23.93g(0.1モル)、メチルエチルケトン10.0g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)0.69gからなる混合溶液を、6時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、さらに12時間攪拌を続けた後、溶媒を減圧溜去し、80℃にて減圧乾燥し、化合物5を21.70g得た。上記ポリマーの重量平均分子量(Mw)は29000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出、使用カラムはTSKgel SuperHZM−H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ200(東ソー社製))であった。
・ATMMT:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業(株)製)
・UV−1700B:ウレタンアクリレート(日本合成化学(株)製)
・Irgacure127:アルキルフェノン系光重合開始剤(BASF(製))
・Irgacure290:スルホニウム塩系カチオン重合開始剤(BASF(製))
・Irgacure270:スルホニウム塩系カチオン重合開始剤(BASF(製))
・UVR−6110:2官能脂環式エポキシ樹脂(分子量=252:ダウ・ケミカル社製)
・FK−1:下記構造の光カチオン重合開始剤(ヨードニウム塩化号物)FK−1
・CGI 725:非イオン系カチオン重合開始剤(BASF(製))
・ELECOM V−8802:平均粒径12nm、重合性基付き、球形シリカ微粒子の固形分40質量%のMiBK分散液(日揮(株)製)
・ELECOM V−8803:重合性基付き、異形(鎖状に連結した形)シリカ微粒子の固形分40質量%のMiBK分散液(日揮(株)製)
・MEK−ST:平均粒径10〜20nm、反応性基を付与していないシリカ微粒子の固形分30質量%のMiBK分散液(日産化学社製)
・FP−1:下記含フッ素化合物
・MEK:メチルエチルケトン
・MiBK:メチルイソブチルケトン
40μm、30μm、25μm、20μmの厚さのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムをそれぞれロール形態で巻き出して、ハードコート層用の塗布液a01〜a18、b01〜b06を使用し、硬膜後のハードコート層の膜厚が表3及び表4に示す厚みになるように調整し、偏光板保護フィルムP01〜P24、Q01〜Q08を作製した。
また、S01、02では後述する方法で作成したアクリル基材フィルム上に、a16液を用いてハードコート層を形成した。
具体的には、特開2006−122889号公報実施例1記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で各塗布液を塗布し、60℃で150秒乾燥の後、更に窒素パージ下酸素濃度約0.1体積%で160W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量500mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させてハードコート層を形成した後、巻き取った。
攪拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入管を備えた内容積30Lの反応釜に、メタクリル酸メチル(MMA)8000g、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル(MHMA)2000gおよび重合溶媒としてトルエン10000gを仕込み、これに窒素を通じつつ、105℃まで昇温させた。昇温に伴う環流が始まったところで、重合開始剤としてt−アミルパーオキシイソノナノエート10.0gを添加するとともに、t−アミルパーオキシイソノナノエート20.0gとトルエン100gとからなる溶液を2時間かけて滴下しながら、約105〜110℃の環流下で溶液重合を進行させ、さらに4時間の熟成を行った。重合反応率は96.6%、得られた重合体におけるMHMAの含有率(重量比)は20.0%であった。
40μmアクリル基材フィルムの作製方法と同様に作製したガラス転移温度が127℃の透明なペレットを、二軸押出機を用いて、コートハンガー型Tダイから溶融押出し、厚さ約120μmの樹脂フィルムを作製した。
ハードコート層の膜厚は接触式の膜厚計で作製した偏光板保護フィルムの膜厚を測定し、そこから同様に測定した支持体厚みを引いて算出した。
偏光板保護フィルムを60mm×60mmのサイズで切り出し、25℃、相対湿度60%環境下で3時間調湿する。その後、フィルム端面が1.5cm出る様に、フィルムに錘を載せ、端面の立ち上がり高さ=カール値(K)を測定する。この評価を塗布方向、塗布と直交方向に対して行い、値を平均する。尚、表中の+カール値は塗布面(ハードコート層を有する面)を支持体に対して内側してカールしている事を示しており、−カール値は塗布面を支持体に対して外側に向けてカールしている場合である。
また、カールの評価は、下記基準で判定した。
A:絶対値が3.0mm未満
B:絶対値が3.0mm以上6.0mm未満
C:絶対値が6.0mm以上8.0mm未満
D:絶対値が8.0mm以上
フィルムにおけるハードコート層形成側の表面について、平面性を評価した。詳しくは、ハードコート層形成表面上の蛍光灯の反射像を観察し、以下の通り評価した。
A;蛍光灯の反射像にゆがみがない
B;蛍光灯の反射像のゆがみが僅かであり、実用上問題がなかった
C;蛍光灯の反射像のゆがみが非常に大きく実用上問題があった
偏光板保護フィルムのハードコート層と反対面の面に、裏面反射を防止するための黒色テープを貼り、ハードコート層の面から偏光板保護フィルムを目視しで観察し、下記評価基準にて評価した。
A : 干渉縞の発生はなかった。
B : 干渉縞の発生が若干あったが、製品として許容されるものであった。
C : 干渉縞の発生があった。
偏光板保護フィルムを60℃、相対湿度90%の環境下で1000時間放置し、その後25℃、相対湿度60%で2時間調湿した際の外観を評価した。
A:外観変化無し
B:フィルムが白濁する等の外観変化が発生
偏光板保護フィルムP01〜P24、Q01〜Q08と、これら偏光板保護フィルムで用いた透明支持体を、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で3分間浸漬した。室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥した。このようにして、上記フィルムの表面鹸化処理を行った。
上記の鹸化後の偏光板保護フィルムP01〜P24、Q01〜Q08のハードコート層を積層していない面、厚み25μmの延伸したヨウ素系PVA偏光子、鹸化後の透明支持体をこの順番で、PVA系接着剤で貼合し、熱乾燥し偏光板P01〜P24、Q01〜Q08を得た。
この際、作成した偏光子のロールの長手方向と偏光板保護フィルムP01〜P24、Q01〜Q08の長手方向とが平行になるように配置した。また、偏光子のロールの長手方向と上記透明支持体のロールの長手方向とが、平行になるように配置した。
偏光板保護フィルムS01、S02のハードコートを積層していない面と、これら偏光板保護フィルムで用いた透明支持体の片側をコロナ処理した後、マイクログラビアコーター(グラビアロール:#180,回転速度140%/ライン速)を用いて、活性エネルギー線硬化型アクリル接着剤を厚さ5μmになるように塗工した。
次いで、接着剤塗工面側が偏光子と接するように、上記偏光板保護フィルムと上記透明支持体とで上記厚み25μmの延伸したヨウ素系PVA偏光子の両面を挟み、上記接着剤付き透明保護フィルムをロール機で貼り合わせた。貼り合わせた透明保護フィルム側及び透明支持体側(両側)から、電子線を照射して、偏光板を得た。ライン速度は20m/min、加速電圧は250kV、照射線量は20kGyとした。
この際、作成した偏光子のロールの長手方向と偏光板保護フィルムS01、S02の長手方向とが平行になるように配置した。また、偏光子のロールの長手方向と上記透明支持体のロールの長手方向とが、平行になるように配置した。
市販のIPS型液晶テレビ(LG電子製42LS5600)の表面側の偏光板をはがし、フロント側の偏光板の吸収軸が長手方向(左右方向)になる様に、フロント側に、偏光板P01〜P24、S01〜S02、Q01〜Q08を粘着剤を介してハードコート層が最表面になるように貼り付けた。液晶セルに使用されているガラスの厚さは0.5mmであった。
このようにして、液晶表示装置C01〜C26、D01〜D08を得た。
このようにして作製した液晶表示装置C01〜C25、D01〜D08について、50℃相対湿度90%で24時間調湿後、25℃相対湿度60%で2時間放置した後で液晶表示装置のバックライトを点灯し、点灯から10時間後にパネルの四隅の光漏れを評価した。
光漏れ評価は、輝度計測用カメラ「ProMetric」(Radiant Imaging社製)で画面正面から黒表示画面を撮影し、全画面の平均輝度と、4角の光漏れが大きい箇所の輝度差をもとにして、3段階評価した。
〜評価指標〜
A:パネル4角の光漏れが視認されない。
B:パネル4角のうち、1〜2角でわずかな光漏れが視認されるが許容内。
C:パネル4角の光漏れが強く、許容できない。
(無機粒子分散液(B−1)の調製)
特開2002−79616号公報の調製例4から調製時の条件を変更して、内部に空洞を有するシリカ微粒子を作製した。これを水分散液状態からメタノールに溶媒置換した。最終的に固形分濃度が20質量%になるように調節して、平均粒子径45nm、シェル厚み約7nm、シリカ粒子の屈折率1.30の粒子が得られた。これを分散液(B)とする。
上記分散液(B)の500質量部に対してアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン15質量部、及びジイソプロポキシアルミニウムエチルアセテート1.5質量部加え混合した後に、イオン交換水を9質量部加えた。60℃で8時間反応させた後に室温まで冷却し、アセチルアセトン1.8質量部を添加した。さらに総液量がほぼ一定になるようにMEKを添加しながら減圧蒸留により溶媒を置換し、最終的に固形分濃度が20質量%になるように調節して分散液(B−1)を調製した。
含フッ素ポリマー(P−12:含フッ素共重合体、特開2007−293325号公報の例示化合物)を7.6g、DPHAを1.4g、分散液(B−1)を2.4g、光重合開始剤(イルガキュア907)0.46g、メチルエチルケトン190g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート48gを添加、攪拌の後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低屈折率層用塗布液を調製した。
上記偏光板保護フィルムを再び巻き出して、上記低屈折率層用塗布液を上記のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度30m/分の条件で塗布し、90℃で75秒間乾燥の後、窒素パージ下酸素濃度0.01〜0.1%で240W/cmの空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量240mJ/cm2の紫外線を照射し、厚さ100nmの低屈折率層を形成し、巻き取り、低屈折率層を有する偏光板保護フィルムを作製した。低屈折率層の屈折率は1.46であった。
Claims (10)
- 厚みが40μm以下の透明支持体と膜厚が3μm以上15μm以下のハードコート層とを有する偏光板保護フィルムであって、
前記ハードコート層が、少なくとも、下記(a)及び(b)の化合物を含むハードコート層形成組成物を硬化して形成された層であり、
前記ハードコート層形成組成物が、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、下記(a)を5質量%以上40質量%以下、下記(b)を40質量%以上95質量%以下含む、偏光板保護フィルム。
(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物
一般式(1)
式中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、
Xは、単結合、又は、酸素原子、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表し、
Aは、単結合、又は、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、エーテル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表す。
(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物 - 前記ハードコート層形成組成物が、更に、(c)エポキシ基又はエチレン性不飽和二重結合性基との反応性を有する無機微粒子を、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に5〜40質量%含む請求項1に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記透明支持体の厚みが30μm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記透明支持体がセルロースアシレートフィルムであって、前記透明支持体の厚みが2
5μm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。 - 前記ハードコート層の厚みが3μm以上10μm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
- 前記化合物(a)を5質量%以上22質量%以下含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルム。
- 偏光子と、該偏光子の保護フィルムとして請求項1〜7のいずれか1項に記載の偏光板保護フィルムとを少なくとも1枚含む偏光板。
- 液晶セルと、該液晶セルの少なくとも一方の面に配置された請求項8に記載の偏光板とを含み、前記偏光板保護フィルムが最表面に配置された液晶表示装置。
- 厚みが40μm以下の透明支持体と膜厚が3μm以上15μm以下のハードコート層とを有する偏光板保護フィルムの製造方法であって、
前記ハードコート層が、少なくとも、下記(a)及び(b)の化合物を含むハードコート層形成組成物を硬化して形成された層であり、
前記ハードコート層形成組成物が、ハードコート層形成組成物の全固形分を100質量%とした場合に、下記(a)を5質量%以上40質量%以下、下記(b)を40質量%以上95質量%以下含む、偏光板保護フィルムの製造方法。
(a)下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する、重量平均分子量が1500以上である化合物
一般式(1)
式中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、
Xは、単結合、又は、酸素原子、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表し、
Aは、単結合、又は、置換基を有しても良いアルキレン基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良いアラルキレン基、エステル結合、エーテル結合、カルボニル結合、−NH−、若しくはこれらを組み合わせてなる連結基を表す。
(b)分子内に3個以上のエチレン性不飽和二重結合性基を有する化合物
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