JP2016040611A - 両面型偏光板及びこれを含む光学装置 - Google Patents

両面型偏光板及びこれを含む光学装置 Download PDF

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Abstract

【課題】1回の光照射のみで偏光子の両面の接着剤層を硬化させることができ、製造工程が単純で非照射面の接着剤層も優れた接着力を有する両面型偏光板及び光学装置の提供。【解決手段】偏光子、その一面に形成される第1接着剤層、その他面に形成される第2接着剤層、第1接着剤層上に形成される第1透明フィルム及び第2接着剤層上に形成される第2透明フィルムを含む両面型偏光板であって、第1接着剤層及び第2接着剤層は活性エネルギー線硬化型接着剤により形成され、第1接着剤層の厚さが0.1〜3μmである両面型偏光板。【選択図】なし

Description

本発明は両面型偏光板及びこれを含む光学装置に関し、より具体的には、1回の光照射のみで偏光子の両面の接着剤層を硬化させることができ、製造工程が単純である上、非照射面の接着剤層も優れた接着力を有するように開発された両面型偏光板及びこれを含む光学装置に関する。
偏光板は、自然光を特定の振動方向を有する偏光に転換させる装置で、最近、液晶表示装置(Liquid Crystal Display)、有機発光装置(Organic Light Emitting Device)のような多様な表示装置に採用されている。
偏光板は、通常、二色性染料またはヨウ素で染色されたポリビニルアルコール(Polyvinyl alcohol、以下「PVA」という)系樹脂からなる偏光子の一面または両面に、接着剤を利用して保護フィルムを積層した構造で使用され、従来は、偏光板保護フィルムとしてトリアセチルセルロース(TAC、triacetyl cellulose)系フィルムが主に用いられた。このようなTACフィルムの場合、高温高湿環境で変形しやすいという問題点があった。従って、最近では、TACフィルムに代わる多様な材質の保護フィルムが開発されており、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET、polyethylene terephthalate)、シクロオレフィンポリマー(COP、cycloolefin polymer)、アクリル系フィルムなどを単独または混合して使用する方案が提案された。
一方、上記偏光子と保護フィルムを付着させるのに用いられる接着剤としては、アクリル接着剤、ウレタン系樹脂溶液とポリイソシアネート樹脂溶液を混合したドライラミネート用接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系アイオノマー(ionomer)型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物を含む接着剤、熱硬化型接着剤などが知られており、中でも、特にポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる水系接着剤が主に用いられている。
しかしながら、上記水系接着剤は、保護フィルムとしてTACではないアクリル系フィルムやCOPフィルムなどを使用する場合には接着力が弱いため、フィルム素材によってその使用が制限されるという問題点がある。また、上記水系接着剤は、素材による接着力不良問題の他にも、PVA素子の両面に適用される保護フィルムの素材が異なる場合、水系接着剤の乾燥工程による偏光板のカール(curl)発生の問題及び初期光学物性低下などの問題が発生する。従って、該問題点を解決するための代案として光硬化型非水系接着剤が提案された。
ところが、光硬化型非水系接着剤の場合、一般的に高い粘度を有するため、最終接着層の厚さが水系接着剤より厚い傾向がある。これにより、光硬化型非水系接着剤層を用いて偏光板を製造する場合、TD方向及びMD方向に皺が発生するなどの不良が生じやすいという問題がある。
また、偏光子の両面に保護フィルムが付着される両面型偏光板の場合、従来は偏光子の両面に形成された接着層を夫々硬化させなければならなかったため、光照射を2回行わなければならず、工程上に煩わしさがあった。1回の光照射で接着層を硬化させることもできるが、この場合、光照射面と非照射面に到達する光量の差により、接着層の硬化程度が同一でなく、その結果、非照射面の接着力が低下する問題が発生する。このように、接着層の接着力が低下すると、偏光板の耐久性が悪くなり、そのため、光学物性が低下するという問題が生じる。
本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、1回の光照射のみで偏光子の両面の接着剤層を硬化させることができ、製造工程が単純である上、非照射面の接着剤層も優れた接着力を有するように開発された両面型偏光板及びこれを含む光学装置を提供する。
一側面において、本発明は、偏光子、上記偏光子の一面に形成される第1接着剤層、上記偏光子の他面に形成される第2接着剤層、上記第1接着剤層上に形成される第1透明フィルム、及び第2接着剤層上に形成される第2透明フィルムを含む両面型偏光板であって、上記第1接着剤層及び第2接着剤層は活性エネルギー線硬化型接着剤により形成され、上記第1接着剤層の厚さが0.1〜3μmである両面型偏光板を提供する。
このとき、上記第2接着剤層の厚さが0.1〜10μmであることが好ましい。また、本発明の上記両面型偏光板は1回の活性エネルギー線の照射により、第1接着剤層と第2接着剤層を同時に硬化させて製造されるもので、上記活性エネルギー線の照射は第2接着剤層上に形成された透明フィルムの方向に位置した活性エネルギー源により行われることが好ましい。
一方、上記第1接着剤層及び第2接着剤層はカチオン性接着剤により形成されることがより好ましく、このとき、上記カチオン性接着剤は(1)分子内に少なくとも2つのエポキシ基を有するエポキシ化合物5〜90重量部;(2)分子内に少なくとも1つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物5〜90重量部;及び(3)光カチオン性重合開始剤0.5〜20重量部を含んでもよい。
また、上記両面型偏光板は上記第1接着剤層と上記第1透明フィルムとの間、及び上記第2接着剤層と上記第2透明フィルムとの間のうち少なくとも1つにプライマー層をさらに含んでもよく、このとき、上記プライマー層は1〜50重量部のウレタン高分子と、水分散性微粒子0.1〜10重量部及び残部の水を含むプライマー組成物により形成されることが好ましい。
他の側面において、本発明は上記のように構成された両面型偏光板を含む光学装置を提供する。
本発明の両面型偏光板は、活性エネルギー線非照射面の接着剤層を0.1〜3μmに形成することで、1回の活性エネルギー線照射工程により、偏光子の両面の接着剤層を同時に形成することができ、製造工程が簡単である。
また、本発明の両面型偏光板は、偏光子と透明フィルムとの接着力に優れ、耐熱性及び耐水性に優れるため、過酷な環境でも優れた光学特性を有する。
以下では、本発明をより具体的に説明する。
本発明者らは、製造が簡単で、また、耐久性、耐熱性及び光学物性がともに優れた両面型偏光板を開発するための研究を重ねた結果、活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて接着剤層を形成すると同時に接着剤層の厚さを特定範囲に形成することを特徴とする本発明の両面型偏光板を開発した。
より具体的には、本発明は偏光子、偏光子の一面に形成される第1接着剤層、上記偏光子の他面に形成される第2接着剤層、上記第1接着剤層上に形成される第1透明フィルム,及び第2接着剤層上に形成される第2透明フィルムを含む両面型偏光板であって、上記第1接着剤層及び第2接着剤層は活性エネルギー線硬化型接着剤により形成され、上記第1接着剤層の厚さが0.1〜3μmである両面型偏光板に関する。
本明細書における両面型偏光板とは、偏光子の両面に保護フィルムが付着される形態の偏光板を意味し、偏光子の一面のみに保護フィルムが付着される単面型偏光板とは区別される概念である。
従来の両面型偏光板においては、第1接着剤層と第2接着剤層はその厚さが等しく形成されることが一般的で、接着剤層の厚さは5〜10μm程度であった。しかし、このような接着剤層の厚さを有する従来の両面型偏光板の場合、十分な接着力を得るためには、第1接着剤層と第2接着剤層に夫々光を照射して硬化させなければならなかった。これは、1回だけの光照射では、光が照射される方向にある接着剤層は十分な接着力を確保することができるが、光が照射されない方向にある接着剤層は接着力が低下するという問題があるためである。従って、従来の両面型偏光板には、その製造工程が煩わしいという問題点がある。
しかし、本発明者らの研究の結果、驚くことに、活性エネルギー線が照射されない方向に形成された接着剤層(便宜上、「第1接着剤層」という)の厚さを0.1〜3μmに形成する場合、1回の光照射のみでも偏光子の両面に形成された接着剤層の全てにおいて優れた接着力を確保できることを見出した。下記[表1]には、活性エネルギー線非照射面に形成される第1接着剤層の厚さによる剥離力を測定した結果を示した。
Figure 2016040611
上記[表1]に示したように、第1接着剤層の厚さが3μmを超えると、接着剤層の剥離力が著しく低下する。このように接着剤層の剥離力が低下すると、偏光子と透明フィルムが剥離しやすいため、偏光板の耐久性及び光学特性に悪影響を及ぼす。
一方、活性エネルギー線が照射される方向に形成された接着剤層(便宜上、「第2接着剤層」という)の場合、厚さによる接着力の差が大きくないことが分かった。但し、第2接着剤層の厚さが厚すぎる場合、最終製品である偏光板に皺等が発生する恐れがあるため、上記第2接着剤層の厚さも薄いほど好ましい。例えば、本発明における上記第2接着剤層の厚さは0.1〜10μm程度、好ましくは0.1〜7μm程度、最も好ましくは0.1〜5μm程度に形成されることができる。
上記のように構成された本発明の上記両面型偏光板は、1回の活性エネルギー線の照射により、第1接着剤層と第2接着剤層を同時に硬化させて製造させることができ、このとき、上記活性エネルギー線の照射は第2接着剤層上に形成された透明フィルムの方向に位置した活性エネルギー源により行われることが好ましい。一方、この際、上記活性エネルギー線としては、紫外線、電子ビーム、マイクロ波(microwaves)、赤外線(IR)、X線及びガンマ線は言うまでもなく、アルファ粒子ビーム(alpha−particle beam)、陽子ビーム(proton beam)、中性子ビーム(neutron beam)のような粒子ビームを含んでもよく、通常、紫外線又は電子線などを用いることができる。
本発明において、上記第1接着剤層及び第2接着剤層は、活性エネルギー線により硬化される活性エネルギー線硬化型接着剤により形成されることが好ましい。一方、接着剤層の厚さを上記のように薄く形成するためには、上記活性エネルギー線硬化型接着剤の粘度は15〜50cP程度であることが好ましい。また、耐久性及び熱衝撃性などを考慮すると、上記活性エネルギー線硬化型接着剤はガラス転移温度が90℃以上であることがより好ましい。
本発明における上記第1接着剤層及び第2接着剤層は、カチオン性接着剤により形成されることがより好ましい。ここで、カチオン性接着剤とは、カチオン重合反応を通じて硬化される化合物を主成分とする接着剤のことである。
例えば、上記カチオン性接着剤は(1)分子内に少なくとも2つのエポキシ基を有するエポキシ化合物5〜90重量部;(2)分子内に少なくとも1つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物5〜90重量部;及び(3)光カチオン性重合開始剤0.5〜20重量部を含んでもよい。
上記(1)エポキシ化合物は分子内に少なくとも2つのエポキシ基を有すればよく、その種類は特に限定されない。例えば、芳香族エポキシ、脂環式エポキシ又は脂肪族エポキシのような当該技術分野によく知られているエポキシ樹脂を、単独で、または混合して用いてもよい。
このとき、上記芳香族エポキシは分子内に芳香族基を含むエポキシを意味するもので、例えば、ビスフェノールA系エポキシ、ビスフェノールF系エポキシ、ビスフェノールS系エポキシ、ブロム化ビスフェノール系エポキシのようなビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂のようなノボラック型エポキシ樹脂;クレゾールエポキシ、レゾルシノールグリシジルエーテルなどを用いてもよい。
一方、上記脂環式エポキシはエポキシ基が脂肪族環を構成する隣接する2つの炭素原子の間に形成されている化合物を意味し、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド、リモネンジオキシド、4−ビニルシクロヘキセンジオキシド、2,4−エポキシシクロへキシルメチル3,4−エポキシシクロへキサンカルボン酸、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス(3,4−エポキシシクロへキシルメチル)アジペートなどを用いてもよい。
上記脂肪族エポキシとしては、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル;脂肪族多価アルコールのアルキレンオキシド付加物のポリグリシジルエーテル等を用いてもよい。
このとき、上記脂肪族多価アルコールとしては、例えば、炭素数2〜20の範囲内のものを例示することができる。より具体的には、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、3,5−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の脂肪族ジオール;シクロへキサンジメタノール、シクロへキサンジオール、水素添加ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールF等の脂環式ジオール;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキシトール類、ペンチトール類、グリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールプロパン等の3価以上のポリオールが挙げられる。
また、上記アルキレンオキシドとして、より具体的には、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられる。
これに限定されないが、本発明の場合、上記エポキシ化合物として、エポキシ化脂肪族環基、即ち、脂環式エポキシ環を1つ以上含む第1エポキシ化合物及びグリシジルエーテル基を1つ以上含む第2エポキシ化合物の組み合わせを用いることが特に好ましい。
上記のような第1エポキシ化合物と第2エポキシ化合物の組み合わせを用いる場合、熱衝撃物性が向上した偏光板用接着剤を製造することができ、このとき、上記第1エポキシ化合物と第2エポキシ化合物は1:1〜3:1の重量比で混合して用いることが好ましく、1:1〜2:1の重量比で混合して用いることがより好ましく、1:1の重量比で混合して用いることが最も好ましい。第1エポキシ化合物と第2エポキシ化合物の重量比率が上記範囲を満たすとき、ガラス転移温度、接着力及び粘度の面で最も好ましい物性が得られる。本発明において、上記第1エポキシ及び第2エポキシは、例えば、夫々全体接着剤組成物100重量部に対して、20〜60重量部で含まれることができる。
上記第1エポキシ化合物は、例えば、3,4−エポキシシクロへキシルメチル−3,4'−エポキシシクロへキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシシクロへキシルメチル)アジペートジシクロペンタジエンジオキシド、リモネンジオキシド及び4−ビニルシクロヘキセンジオキシドからなる群より選択される少なくとも1つであってもよい。上記第1エポキシ化合物はTgを高め、接着層の強度(hardness)を付与するためのもので、3,4−エポキシシクロへキシルメチル−3,4'−エポキシシクロへキサンカルボキシレートであることが最も好ましい。
上記第2エポキシ化合物はグリシジルエーテル基を1つ以上含むものであれば、特に制限されず、例えば、1,4−シクロへキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ノボラックエポキシ、ビスフェノールA系エポキシ、ビスフェノールF系エポキシ、ブロム化ビスフェノール系エポキシ、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、n−ブチルグリシジルエーテル、脂肪族グリシジルエーテル(C12−C14)、2−エチルへキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、o−クレシル(Cresyl)グリシジルエーテル,及びノニルフェニルグリシジルエーテルからなる群より選択される1種以上であってもよい。上記第2エポキシ化合物は軟性(softness)を付与して接着力を向上させるためのもので、脂肪族環を含むことが好ましく、1,4−シクロへキサンジメタノールジグリシジルエーテルであることが最も好ましい。
次に、上記(2)オキセタン化合物は、分子内に少なくとも1個のオキセタニル基を有するものであれば、特に限定されず、当該技術分野によく知られている多様なオキセタン化合物を使用することができる。例えば、本発明の上記オキセタン化合物には、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、1,4−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ベンゼン、1,3−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ベンゼン、1,2−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ベンゼン、4,4'−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ビフェニル、2,2'−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ビフェニル、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ビフェニル、2,7−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕ナフタレン、ビス〔4−{(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ}フェニル〕メタン、ビス〔2−{(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ}フェニル〕メタン、2,2−ビス〔4−{(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ}フェニル〕プロパン、ノボラック型フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の3−クロロメチル−3−エチルオキセタンによるエーテル化変性物、3(4),8(9)−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル〕−トリシクロ[5.2.1.0 2,6]デカン、2,3−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル〕ノルボルナン、1,1,1−トリス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル〕プロパン、1−ブトキシ−2,2−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル〕ブタン、1,2−ビス〔{2−(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ}エチルチオ〕エタン、ビス〔{4−(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルチオ}フェニル〕スルフィド、1,6−ビス〔(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ〕−2,2,3,3,4,4,5,5−オキタフルオロヘキサンなどが挙げられる。一方、上記オキセタン化合物の含量は5〜90重量部であり、10〜90重量部程度であることがより好ましい。
次に、上記(3)カチオン性光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射によりカチオン(cation)種やルイス酸を作る化合物であって、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨウ素アルミニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩、鉄−アレン錯体などが挙げられるが、これに限定されない。また、上記カチオン性光重合開始剤の含量は、全体接着剤組成物100重量部に対して、0.5〜20重量部程度であり、0.5〜15重量部程度であることが好ましく、0.5〜10重量部程度であることがより好ましい。
一方、本発明の上記カチオン性接着剤組成物は、上記成分とともに、必要に応じて、ビニル系化合物をさらに含んでもよい。ビニル系化合物が添加されると、低粘度を保持することができ、硬化後の接着剤層のガラス転移温度が低くなる現象を減少させることができる。
上記ビニル系化合物としては、例えば、ヒドロキシC1−6アルキルビニルエーテル及び/またはビニルアセテートを使用することができ、上記ヒドロキシC1−6アルキルビニルエーテルは、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールビニルエーテル、4−(ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメチルビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。一方、ビニル系化合物は、全体接着剤組成物100重量部に対して、0.1重量部〜10重量部、または0.1重量部〜5重量部の比率で含んでもよい。
また、本発明の上記カチオン性接着剤組成物は、上記成分とともに、必要に応じて、シランカップリング剤をさらに含んでもよい。シランカップリング剤が含まれると、シランカップリング剤が接着剤の表面エネルギーを低めて接着剤の濡れ性(wetting)が向上する効果が得られる。
このとき、上記シランカップリング剤はエポキシ基、ビニル基、ラジカル基のようなカチオン重合性官能基を含むことがより好ましい。本発明者らは、上記カチオン重合性官能基を含むシランカップリング剤を用いると、界面活性剤やカチオン重合性官能基が含まれないシランカップリング剤を用いるときとは異なって接着剤のガラス転移温度を低下させずに濡れ性を改善することができることを見出した。これは、シランカップリング剤のカチオン重合性官能基が接着剤組成物のシラン基と反応して架橋形態を成し、硬化後の接着性層のガラス転移温度が低くなる現象を減少させるためであると考えられる。
本発明で使用可能なシランカップリング剤は、これに限定されないが、例えば、下記化学式1で表されるシランカップリング剤であってもよい。
[化学式1]
Si(R(R4−n
上記化学式1において、Rはケイ素原子に結合されているカチオン重合性官能基であって、環状エーテル基またはビニルオキシ基を含む官能基であり、Rはケイ素原子に結合されている水素、ヒドロキシ基、アルキル基またはアルコキシ基であり、nは1〜4の整数である。
上記化学式1を満たすシランカップリング剤の具体例には、2−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシ、ビニルトリメトキシシランまたはビニルトリエトキシシランなどが挙げられるが、これに制限されない。
また、本発明で使用可能なシランカップリング剤としては、シロキサンオリゴマーの分子内に上記カチオン重合性官能基が導入されているオリゴマータイプのシラン化合物を用いてもよい。このとき、上記シロキサンオリゴマーは分子鎖末端がアルコキシシリル基で封鎖される比較的低分子量のシリコン樹脂であってもよい。
このとき、上記カチオン性接着剤組成物は、シラン化合物を全体接着剤組成物100重量部に対して、0.1重量部〜10重量部、または0.1重量部〜5重量部の比率で含むことができる。上記範囲で接着剤層が適切な表面エネルギー及び接着性を示すことができる。
本発明の上記カチオン性接着剤組成物は、必要に応じて、ラジカル重合性モノマーをさらに含んでもよい。上記ラジカル重合性モノマーとしては、ラジカル反応性作用基を有する化合物であれば制限なく用いることができ、例えば、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、マレイミド類、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、(メタ)アクリルアルデヒド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニル−2−ピロリドン、トリアリルイソシアヌレートなどを用いてもよい。
このとき、上記分子内に1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類の具体例には、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、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメチロ−ルモノ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノールアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、p−クミルフェノールアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、ノニルフェノールアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルアルコールのアルキレンオキシド付加物の(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、へキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−ブトキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−メチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2−イソブチル−2−メチル−1,3−ジオキソラン4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(1,4−ジオキサスピロ[4,5]デカン−2−イル)メチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシメチルイソシアネート、アリル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルオキシヘキサヒドロフタルイミド、N−(メタ)アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタルイミド、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェートなどが挙げられる。
また、上記(メタ)アクリルアミド類の具体例には、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロ−ル(メタ)アクリルアミド、N−(3−N,N−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアリル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
また、上記マレイミド類の具体例としては、N−メチルマレイミド、N−ヒドロキシエチルマレイミド、N−ヒドロキシエチルシトラコンイミド、N−ヒドロキシエチルシトラコンイミドとイソホロンジイソシアネートのウレタンアクリレートなどが挙げられる。
分子内に2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類の具体例には、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−へキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−メタアクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(200)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(400)ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(600)ジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルメタアクリレート、ジメチルロ−ルトリシクロデカンジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
分子内に3個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類の具体例としては、トリメチロールプロパントリ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、トリ(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、トリ(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、エトキシレートトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシレートトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
分子内に4、5個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類の具体例としては、ペンタエリトリトールテトラ(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、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレート、エポキシレートペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタアクリレートエステルなどが挙げられる。
分子内の6個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類の具体例としては、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記ラジカル重合性モノマーの含量は、全体接着剤組成物100重量部に対して、0〜40重量部程度であり、好ましくは5〜30重量部程度で、より好ましくは5〜25重量部程度である。
一方、上記のように接着剤組成物がラジカル重合性モノマーを含む場合には、そのラジカル重合性を促進して硬化速度を向上させるために、光ラジカル重合開始剤を配合することが好ましい。光ラジカル重合開始剤は、これに限定されないが、例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などを用いてもよい。上記光ラジカル重合開始剤の含量は、全体接着剤組成物100重量部に対して、0.5〜20重量部程度であり、好ましくは0.5〜15重量部程度で、より好ましくは0.5〜10重量部程度である。
上記カチオン性接着剤組成物は、必要に応じて、光増感剤、酸化防止剤、オリゴマー及び付着増進剤をさらに含んでもよく、ウレタンアクリレートを0超過4以下の重量部でさらに含むことが好ましい。上記のようにウレタンアクリレートが追加される場合、粘度が上昇する傾向があるが、温度を加えて上昇した接着剤の粘度を下げることができる。一方、上記のようにウレタンアクリレートが追加される場合、アクリル系フィルムへの使用に、より適切な接着力を付与することができる。
上記のような本発明の接着剤組成物は粘度が15〜50cP程度で低粘度を有するため、作業性に優れ、薄い接着層で優れた接着力を示す。
また、上記本発明の接着剤組成物は、硬化後のガラス転移温度が90℃以上で耐熱性に非常に優れる。実際に本発明の接着剤組成物を用いて製造された偏光板は、80℃で耐熱耐久性及び熱衝撃性を評価した時、偏光子の割れが発生しなかった。
また、本発明の接着剤組成物を用いて製造された偏光板は、60℃の温度の水に24時間浸漬させたとき、偏光子の脱色がMD方向に10mm未満で、非常に優れた耐水性を有する。
このように上記カチオン接着剤は、多様な素材のフィルムに対して優れた接着力を有しながら、耐水性、耐熱性などに優れるため、これを用いると、優れた特性を有する偏光板を製造することができる。
一方、上記本発明の両面型偏光板は、上記第1接着剤層と上記第1透明フィルムとの間、及び上記第2接着剤層と上記第2透明フィルムとの間のうち少なくとも1つにプライマー層をさらに含んでもよい。
上記プライマー層は、透明フィルムと接着剤層との接着力を向上させるためのもので、ウレタン高分子を含むプライマー組成物で形成されることが好ましい。例えば、上記プライマー組成物は、ウレタン高分子、水分散性微粒子及び水を含んでなり、より具体的には、プライマー組成物100重量部に対して、1〜50重量部のウレタン高分子、水分散性微粒子0.1〜10重量部及び残部の水を含んでなってもよい。
上記ウレタン高分子は、ポリオールとポリイソシアネートを反応させることで得られる。上記ポリオールとしては、分子中にヒドロキシル基を2個以上有するものであれば、特に限定されず、任意の適切なポリオールを採用してもよい。例えば、上記ポリオールは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートジオールなどであってもよく、これらからなる群より選択された少なくとも1種であり、単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記ポリオールは、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、4,4'−ジヒドロキシフェニルプロパン、4,4'−ジヒドロキシメチルメタン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロへキサンジオール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、1,2,5−ヘキサトリオール、ペンタエリトリトール、グルコース、スクロース、及びソルビトールからなる群より選択された少なくとも1種であることが好ましい。
一方、上記ポリエステルポリオールは、代表的に、多塩基酸成分とポリオール成分を反応させることで得られる。多塩基酸成分としては、例えば、オルト(ortho)−フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;シュウ酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、リノール酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、イタコン酸などの脂肪族ジカルボン酸;ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;またはこれらの酸無水物、アルキルエステル、酸ハライドなどの反応性誘導体などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。さらに、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリプロピレングリコール(PPG)及びポリエチレングリコール(PEG)からなる群より選択された少なくとも1種であることがより好ましい。
上記ポリカーボネートポリオールは、ポリ(ヘキサメチレンカーボネート)グリコール及びポリ(シクロヘキサンカーボネート)グリコールからなる群より選択された少なくとも1種であることが好ましい。
上記ポリエーテルポリオールは、代表的に、多価アルコールにアルキレンオキシドを開環重合して付加させることで得られる。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記イソシアネートは、2以上のNCO基を有する化合物であれば、制限されないが、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、p−フェニレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン、1,4−ジイソシアネート及びキシレンジイソシアネート(XDI)からなる群より単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記ウレタン樹脂の製造方法は、当該技術分野に知られている任意の適切な方法を採用してもよい。具体的には、上記各成分を一度に反応させるワンショット法、段階的に反応させる多段法が挙げられる。ウレタン樹脂がカルボキシル基を有する場合、多段法により製造することが好ましい。これは、多段法によると、カルボキシル基が導入しやすいためである。さらに、上記ウレタン樹脂の製造時、任意の適切なウレタン反応触媒を使用してもよい。
上記ウレタン樹脂の製造において、上記成分に他のポリオール及び/または他の鎖延長剤をさらに反応させてもよい。
他のポリオールとしては、例えば、ソルビトール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトールなどの水酸基数が3個以上のポリオールが挙げられる。
他の鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、プロピレングリコールなどのグリコール類;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、アミノエチルエタノールアミンなどの脂肪族ジアミン;イソホロンジアミン、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジアミンなどの脂環式ジアミン;キシリレンジアミン、トリレンジアミンなどの芳香族ジアミンなどが挙げられる。
さらに、上記ウレタン樹脂の製造に中和剤を使用してもよい。中和剤を使用することで、水中でのウレタン樹脂の安定性を向上させることができる。中和剤としては、例えば、アンモニアN−メチルモルホリン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアルキン、モルホリン、トリプロピルアミン、エタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどが挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ウレタン樹脂の製造時に、好ましくは上記ポリイソシアネートに対して不活性で且つ水と相溶する有機溶剤を用いる。当該有機溶剤としては、アセト酸エチル、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;ジオキサンテトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
一方、上記ウレタン高分子はカルボキシル基を含むことがより好ましい。これは、ウレタン高分子にカルボキシル基が含まれる場合、水分散性が向上して接着剤層と透明基材フィルムとの密着性がより向上するためである。
上記カルボキシル基を含むウレタン高分子は、例えば、ポリオールとポリイソシアネートに、ガラスカルボキシル基を有する鎖延長剤をさらに反応させることで得られる。カルボキシル基を有する鎖延長剤としては、ジヒドロキシカルボン酸、ジヒドロキシコハク酸などが挙げられる。ジヒドロキシカルボン酸には、例えば、ジメチロールアセト酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブチル酸、ジメチロールペンタン酸などのジメチロールアルカン酸を含むジアルキルオールアルカン酸が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一方、上記ウレタン高分子の含量はプライマー組成物100重量部に対して、1〜50重量部程度で、好ましくは3〜20重量部程度で、最も好ましくは5〜15重量部程度である。ウレタン高分子がプライマー組成物100重量部に対して、1重量部未満含まれる場合には接着性が低下し、30重量部を超えると、粘度が高くなってコーティング時にレベリングできず乾燥時間が長くなるという問題がある。
また、上記ウレタン高分子の重量平均分子量は1万〜10万であることが好ましく、分子量が1万未満では接着力が低下し、10万を超えると、水分散ウレタンの製造が困難である。
次に、本発明に用いられる上記水分散性微粒子は、任意の適切な微粒子を用いてもよく、水分散性の微粒子を用いることが好ましい。具体的には、無機系微粒子、有機系微粒子を両方とも用いることができる。無機系微粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、アンチモン系などの無機酸化物などが挙げられ、有機系微粒子としては、例えば、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、架橋ポリビニルアルコール、メラミン系樹脂などが挙げられる。
上記水分散性微粒子の中でもシリカを用いることが好ましい。これは、シリカはブロッキング抑制能にさらに優れ、また透明性に優れてヘイズを発生させず、着色もないため、偏光板の光学特性に及ぶ影響がさらに少ないためである。また、シリカは、プライマー組成物に対する分散性及び分散安定性が良好であるため、プライマー層の形成時の作業性にも優れるためである。
上記水分散性微粒子の平均直径(平均1次粒子直径)は10〜200nmであることが好ましく、20〜70nmであることがより好ましい。水分散性微粒子の平均直径が10nmより小さいと、表面エネルギーが高くなるため、プライマー溶液内でシリカの凝集が生じて沈殿が起き、溶液安定性が問題となる可能性があり、200nmより大きい場合、シリカがプライマー溶液内で均一に分散されずに粒子が凝集すると、可視光線(400nm〜800nm)波長より大きさが大きくなって400nm以上の光を散乱してヘイズが上昇する。上記のような範囲の粒子直径を有する微粒子を用いることで、プライマー層の表面に適切に凹凸を形成し、特に、アクリル系フィルムとプライマー層及び/またはプライマー層同士の接触面における摩擦力を効果的に低減させることができる。その結果、ブロッキング抑制能にさらに優れることができる。
一方、上記水分散性微粒子の含量は、プライマー組成物100重量部に対して、0.1〜10重量部程度であることが好ましい。水分散性微粒子の含量が0.1重量部未満では、巻取時にフィルム同士がスリップしないため、フィルム破断が生じる可能性があり、10重量部を超えると、ヘイズが生じる可能性がある。
本発明のプライマー組成物は水系であるため、上記微粒子は水分散体で配合される。具体的には、微粒子としてシリカを採用する場合、コロイダルシリカであることがより好ましい。コロイダルシリカとしては、当該技術分野で市販されている製品をそのまま用いてもよく、例えば、日産化学工業(株)製のスノーテックスシリーズ、エアープロダクツのAEROSILシリーズ、日本触媒のepostarシリーズ及びsoliostar RAシリーズ、RancoのLSHシリーズなどを用いてもよい。
一方、上記プライマー組成物は、必要に応じて、架橋剤をさらに含んでもよい。架橋剤としては、オキサゾリン、ホウ酸、トリメチロールメラミンなどのメチロール化合物、カルボジイミド、イソシアネート、アジリジン化合物などを用いてもよい。
架橋剤は、プライマー組成物100重量部に対して、0.1〜30重量部の含量で含まれることが好ましい。架橋剤を含むプライマーを使用すると、プライマー層が水の浸透を防ぐため、耐水性と耐湿熱のような光学物性により優れる。
また、上記プライマー組成物は、必要に応じて、その他添加剤としてシランカップリング剤、フッ素系界面活性剤、シラン系界面活性剤、アルキル基を含む界面活性剤をさらに含んでもよい。
一方、上記のようなプライマー組成物により形成されるプライマー層は、その厚さが約100nm〜1μm程度であることが好ましい。プライマー層が100nm以下では接着力が減少し、1μm以上では、プライマーコーティング時にうまく乾燥されないためフィルム同士でブロッキングが発生して破断される恐れがある。
また、本発明の上記プライマー層表面の水接触角は40〜100度であることが好ましく、より好ましくは50〜90度で、さらに好ましくは60〜80度である。水接触角が40度未満では、プライマー層の親水性が強いため、偏光子のヨウ素と反応してヨウ素配列を阻害し、単体色相が乱れ、偏光度が阻害されることがあり、水接触角が100度を超えると、プライマー層の疎水性が強いため、偏光子との接着が困難となる。
次に、上記第1透明フィルム及び第2透明フィルムは、偏光子保護フィルムまたは偏光子の光特性を補償するための補償フィルムであって、当該技術分野に知られている高分子フィルムを用いてもよい。一方、上記第1透明フィルム及び第2透明フィルムとしては、同じ材質のフィルムを用いてもよく、異なる材質のフィルムを用いてもよい。
より具体的には、これに制限されないが、上記透明基材フィルムは、例えば、アクリル系フィルム、PETフィルム、アクリル系プライマー処理されたPETフィルム、ポリノルボルネン(PNB)系フィルム、COPフィルム、ポリカーボネートフィルム及びNRT(富士フィルム)、N TAC(コニカ)、V TAC(富士フィルム)、UZ TAC(富士フィルム)などを含むTACフィルムからなる群より選択された少なくとも一つであってもよい。中でも、特に、アクリル系フィルムであることが好ましい。
本発明において、透明フィルムとして用いられるアクリル系フィルムは(メタ)アクリレート系樹脂を含むことができる。(メタ)アクリレート系樹脂を含むフィルムは、例えば、(メタ)アクリレート系樹脂を主成分として含む成形材料を押出成形により成形することで得られる。
上記アクリル系フィルムは、アルキル(メタ)アクリレート系単位及びスチレン系単位を含む共重合体、及び主鎖にカーボネート部を有する芳香族系樹脂を含むフィルムや、アルキル(メタ)アクリレート系単位、スチレン系単位、少なくとも一つのカルボニル基で置換された3〜6元素ヘテロ環単位及びビニルシアナイド単位を含むフィルムであってもよい。
または、上記アクリル系フィルムは、芳香族環を有する(メタ)アクリレート系樹脂を含むフィルムであってもよい。芳香族環を有する(メタ)アクリレート系樹脂としては、 韓国公開特許10−2009−0115040に記載された(a)1種以上の(メタ)アクリレート系誘導体を含む(メタ)アクリレート系ユニット;(b)ヒドロキシ基含有部を有する鎖及び芳香族部を有する芳香族系ユニット;及び(c)1種以上のスチレン系誘導体を含むスチレン系ユニットを含む樹脂組成物が挙げられる。上記(a)〜(c)ユニットは、それぞれ別途の共重合体の形態で樹脂組成物に含まれてもよく、上記(a)〜(c)ユニットのうち2以上のユニットが一つの共重合体の形態で樹脂組成物に含まれてもよい。
または、上記アクリル系フィルムは、ラクトン環構造を有するアクリル系樹脂を含むフィルムであってもよい。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリレート系樹脂の具体例には、例えば、 日本公開特許公報第2000−230016号、日本公開特許公報第2001−151814号、日本公開特許公報第2002−120326号などに記載されたラクトン環構造を有する(メタ)アクリレート系樹脂が挙げられる。
上記アクリル系フィルムの製造方法は特に限定されず、例えば、(メタ)アクリレート系樹脂とその他重合体、添加剤などを任意の適切な混合方法で充分に混合して熱可塑性樹脂組成物を製造した後、これをフィルム成形して製造するか、(メタ)アクリレート系樹脂とその他重合体、添加剤などを別途の溶液に製造してから混合して均一な混合液にした後、これをフィルム成形することもできる。
上記熱可塑性樹脂組成物は、例えば、オムニミキサーなど任意の適切な混合機で上記フィルム原料をプレブレンドした後、得られた混合物を押出混錬して製造する。この場合、押出混錬に用いられる混合機は特に限定されず、例えば単軸押出機、2軸押出機などの押出機や加圧ニーダーなど任意の適切な混合機を用いてもよい。
上記フィルム成形方法としては、例えば、溶液キャスト法(溶液流涎法)、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法など任意の適切なフィルム成形法が挙げられる。これらのフィルム成形法のうち溶液キャスト法(溶液流涎法)、溶融押出法が好ましい。
上記溶液キャスト法(溶液流涎法)に用いられる溶媒は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;シクロヘキサン、デカリンなどの脂肪族炭化水素類;アセト酸エチル、アセト酸ブチルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素類;ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記溶液キャスト法(溶液流涎法)を実施するための装置としては、例えば、ドラム式キャスティングマシン、バンド式キャスティングマシン、スピンコーターなどが挙げられる。上記溶融押出法としては、例えば、Tダイ法、インフレーション法などが挙げられる。成形温度は150〜350℃が好ましく、200〜300℃がより好ましい。
上記Tダイ法でフィルムを成形する場合には、公知の単軸押出機や2軸押出機の先端部にTダイを装着し、フィルム形状に押出されたフィルムを巻取してロール状のフィルムを得ることができる。このとき、巻取ロ−ルの温度を適切に調整して押出方向に延伸することで、1軸延伸することもできる。また、押出方向と垂直の方向にフィルムを延伸することで、同時2軸延伸、逐次2軸延伸などを実施することもできる。
上記アクリル系フィルムは、未延伸フィルムまたは延伸フィルムの何れかであってもよい。延伸フィルムの場合には1軸延伸フィルムまたは2軸延伸フィルムであることができ、2軸延伸フィルムの場合には同時2軸延伸フィルムまたは逐次2軸延伸フィルムの何れかであることができる。2軸延伸した場合には、機械的強度が向上してフィルム性能が向上する。アクリル系フィルムは他の熱可塑性樹脂を混合することで、延伸する場合でも位相差が増大することを抑制することができ、光学的等方性を保持することができる。
延伸温度は、フィルム原料である熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度の近傍の範囲であることが好ましく、好ましくは(ガラス転移温度−30℃)〜(ガラス転移温度+100℃)、より好ましくは(ガラス転移温度−20℃)〜(ガラス転移温度+80℃)の範囲内である。延伸温度が(ガラス転移温度−30℃)未満では、十分な延伸倍率が得られない恐れがある。反対に、延伸温度が(ガラス転移温度+100℃)を超えると、樹脂組成物の流動(フロー)が生じて、安定的な延伸を実施することができない恐れがある。
面積比で定義した延伸倍率は、好ましくは1.1〜25倍で、より好ましくは1.3〜10倍である。延伸倍率が1.1倍未満では、延伸に伴う靭性の向上に繋がらない恐れがある。延伸倍率が25倍を超えると、延伸倍率を高めただけの効果が得られない可能性がある。
延伸速度は、一方向に、好ましくは10〜20,000%/minで、より好ましくは100〜10,000%/minである。延伸速度が10%/min未満では、十分な延伸倍率を得るために時間がかかり製造費用が高くなる恐れがある。延伸速度が20,000%/minを超えると、延伸フィルムの破断などが生じる恐れがある。
アクリル系フィルムは、その光学的等方性や機械的特性を安定化させるために、延伸処理後に熱処理(アニーリング)などを施すことができる。熱処理条件は特に制限されず、当業界に知られている任意の適切な条件を採用することができる。
一方、上記透明フィルムには、必要に応じて、接着力向上のための表面処理が施されてもよく、例えば、上記光学フィルムの少なくとも一面にアルカリ処理、コロナ処理及びプラズマ処理からなる群より選択される少なくとも一つの表面処理を施すことができる。
上記のような本発明による偏光板は、例えば、透明フィルムの一面にプライマー組成物を塗布してプライマー層を形成し、上記プライマー層または偏光子の一面に接着剤組成物を塗布して接着層を形成した後、偏光子と透明フィルムを貼り合せてから光照射を通じて接着剤組成物を硬化させる方法で製造されてもよい。
上記のような本発明の偏光板は、液晶表示装置などのような光学装置に有用に適用されることができる。例えば、本発明の光学装置は、液晶パネル及び該液晶パネルの両面にそれぞれ備えられた偏光板を含む液晶表示装置であってもよく、このとき、上記偏光板の少なくとも一つが本発明による偏光板であることができる。上記液晶表示装置に含まれる液晶パネルの種類は特に限定されない。例えば、TN(twisted nematic)型、STN(super twisted nematic)型、F(ferroelectic)型またはPD(polymer dispersed)型のような受動行列方式のパネル;2端子型(two terminal)または3端子型(three terminal)のような能動行列方式のパネル;面内スイッチング型(IPS;In Plane Switching)パネル及び垂直配向型(VA;Vertical Alignment)パネルなどの公知のパネルが全て適用されてもよい。また、液晶表示装置を構成するその他構成、例えば、上部及び下部基板(ex.カラーフィルター基板またはアレイ基板)などの種類も特に制限されず、該分野に公知されている構成を制限なく採用してよい。
以下では、実施例を通じて本発明をより詳しく説明する。しかし、以下の実施例は本発明を例示するためのものであり、下記実施例により本発明の範囲が限定されるものではない。
製造例1:透明フィルムの製造
ポリ(N−シクロヘキシルマレイミド−co−メチルメタクリレート)、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂及びフェノキシ系樹脂を100:2.5:5の重量比で均一に混合した樹脂組成物を、原料ホッパー(hopper)から押出機までを窒素置換した24Φ押出機に供給し、250℃で溶融して原料ペレット(pellet)を製造した。
フェノキシ系樹脂はInChemRez○R社のPKFE(Mw=60,000、Mn=16,000、Tg=95℃)を使用し、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂はスチレン85重量%、無水マレイン酸15重量%であるDylaeck 332を使用し、ポリ(N−シクロヘキシルマレイミド−co−メチルメタクリレート)樹脂はNMR分析の結果、N−シクロヘキシルマレイミドの含量が6.5重量%であった。
得られた原料ペレットを真空乾燥し、260℃にて押出機で溶融、コートハンガータイプのTダイ(T−die)に通過させて、クロムめっきキャスティングロール及び乾燥ロールなどを経て厚さ150μmのフィルムを製造した。該フィルムをパイロット延伸装備を用い、125℃でMD方向にロールの速度差を利用して170%比率に延伸してアクリルフィルムを製造した。
(1)アクリルフィルム(A)の製造
上記のような過程により製造されたアクリルフィルムをコロナ処理した後、上記アクリルフィルムの一面に、CK−PUD−F(Chokwang、ウレタン分散液)を純水で希釈して製造された固形分含量10重量%のプライマー組成物にカルボジイミド系架橋剤(日清紡社製、カルボジライトSV−02)10重量部を添加したプライマー組成物を、#7バーでコートした後、TD方向に130℃でテンターを用いて190%延伸し、プライマー層の厚さが400nmであるアクリルフィルム(A)を製造した。
アクリルフィルム(B)の製造
製造例1の(1)により製造されたアクリルフィルムをコロナ処理した後、CK−PUD−F(Chokwang、ウレタン分散液)を純水で希釈して製造された固形分含量10重量%のプライマー組成物にカルボジイミド系架橋剤(日清紡社製、カルボジライトSV−02)20重量部を添加したプライマー組成物を、その上に#7バーでコートした後、TD方向に130℃でテンターを用いて190%延伸し、プライマー層の厚さが400nmであるアクリルフィルム(B)を製造した。
製造例2−接着剤組成物の製造
(1)接着剤組成物A
3,4−エポキシシクロへキシルメチル−3,4'−エポキシシクロへキサンカルボン酸25重量%(Dicel社のCelloxide 2021P)、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル25重量%、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(東亞合成株式会社のアロンオキセタンDOX221)35重量%及び3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(東亞合成株式会社のアロンオキセタンOXA)15重量を入れて製造した樹脂組成物100重量部に、カチオン開始剤であるCPI 100P(Sanapro社)5重量部を添加して偏光板用接着剤組成物Aを製造した。
(2)接着剤組成物B
3,4−エポキシシクロへキシルメチル−3,4'−エポキシシクロへキサンカルボン酸25重量%(Dicel社のCelloxide 2021P)、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル25重量%、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(東亞合成株式会社のアロンオキセタンDOX221)50重量を入れて製造した樹脂組成物100重量部に、カチオン開始剤であるCPI 100P(Sanapro社)5重量部、ビニルトリエチルシラン5重量部を添加して偏光板用接着剤組成物Bを製造した。
(3)接着剤組成物C
3,4−エポキシシクロへキシルメチル−3,4'−エポキシシクロへキサンカルボン酸25重量%(Dicel社のCelloxide 2021P)、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル25重量%、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(東亞合成株式会社のアロンオキセタンDOX221)50重量を入れて製造した樹脂組成物100重量部に、カチオン開始剤であるCPI 100P(Sanapro社)5重量部、ビニルアセテート5重量部を添加して偏光板用接着剤組成物Cを製造した。
実施例1
マイクログラビアコーターを用いて上記製造例1により製造されたアクリルフィルム(A)2枚のプライマー層上に接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが1μmになるよう夫々塗布した。その後、接着剤組成物が塗布された2枚のアクリルフィルム(A)をPVA素子の両面にラミネートし、UV照射装置(Metal halide lamp)を用いて、PVA素子の片面の方向から500mJ/cmの紫外線を照射して偏光板を製造した。
実施例2
接着剤組成物としてBを用いたことを除き、実施例1と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例3
接着剤組成物としてCを用いたことを除き、実施例1と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例4
接着剤層の厚さを3μmにコーティングすることを除き、実施例1と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例5
接着剤層の厚さを3μmにコーティングすることを除き、実施例2と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例6
接着剤層の厚さを3μmにコーティングすることを除き、実施例3と同様の方法で偏光板を製造した。
実施例7
上記製造例1により製造されたアクリルフィルム(A)のプライマー層上にマイクログラビアコーターを用いて接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが1μmになるようコーティングした(以下、アクリルフィルム(A−1)とする)。また、上記製造例1により製造されたアクリルフィルム(A)のプライマー層上にマイクログラビアコーターを用いて接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが3μmになるようコーティングした(以下、アクリルフィルム(A−2)とする)。上記アクリルフィルム(A−1)とアクリルフィルム(A−2)をPVA素子の両面にラミネートし、UV照射装置(Metal halide lamp)を用いて、アクリルフィルム(A−2)が積層された面に500mJ/cmの紫外線を照射して偏光板を製造した。
実施例8
上記製造例1により製造されたアクリルフィルム(A)のプライマー層上にマイクログラビアコーターを用いて接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが3μmになるようコーティングした(以下、アクリルフィルム(A−3)とする)。また、上記製造例1により製造されたアクリルフィルム(A)のプライマー層上にマイクログラビアコーターを用いて接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが10μmになるようコーティングした(以下、アクリルフィルム(A−4)とする)。上記アクリルフィルム(A−3)とアクリルフィルム(A−4)をPVA素子の両面にラミネートし、UV照射装置(Metal halide lamp)を用いて、アクリルフィルム(A−4)が積層された面に500mJ/cmの紫外線を照射して偏光板を製造した。
実施例9
上記製造例1により製造されたアクリルフィルム(B)のプライマー層上にマイクログラビアコーターを用いて接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが1μmになるようコーティングした(以下、アクリルフィルム(B−1)とする)。また、上記製造例1により製造されたアクリルフィルムのプライマー層上にマイクログラビアコーターを用いて接着剤組成物Aを最終接着剤層の厚さが3μmになるようコーティングした(以下、アクリルフィルム(B−2)とする)。上記アクリルフィルム(B−1)とアクリルフィルム(B−2)をPVA素子の両面にラミネートし、UV照射装置(Metal halide lamp)を用いて、アクリルフィルム(B−2)が積層された面に500mJ/cmの紫外線を照射して偏光板を製造した。
比較例1
接着剤層の厚さを5μmにコーティングすることを除き、実施例1と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例2
接着剤層の厚さを5μmにコーティングすることを除き、実施例2と同様の方法で偏光板を製造した。
比較例3
接着剤層の厚さを5μmにコーティングすることを除き、実施例3と同様の方法で偏光板を製造した。
実験例1:偏光板の剥離力評価
実施例1〜9及び比較例1〜3により製造された偏光板に対し、第1接着剤層の剥離力を測定した。剥離力は幅20mm、長さ100mmの偏光板を用いて、PVA素子と紫外線非照射面のアクリルフィルムを速度300mm/min、90度で剥離した時の剥離力で測定した。その結果を下表1に示した。剥離力が2N/cmを超える場合をOK、2N/cm以下の場合をNGと表示した。
実験例2:耐水性評価
上記実施例1〜9及び比較例1〜3の偏光板をガラス基板にラミネーション(glass lamination)した後、60℃の恒温槽に浸漬させた。8時間経過後、偏光板の端部の脱色有無で耐水性を判断し、変更のない場合をOK、脱色が生じた場合をNGと表示した。
実験例3:熱衝撃物性評価
実施例1〜9及び比較例1〜3により製造された偏光板をガラス基板にラミネーション(glass lamination)し、これを−40℃で30分間放置した後、再び80℃で30分間放置することを100回繰り返して行った。それから、偏光板の外観の変形有無を目視で評価した。偏光板の外観の変形がない場合をOK、クラックが発生した場合をNGと表示した。その結果は下表2に示した。
Figure 2016040611

Claims (14)

  1. 偏光子、前記偏光子の一面に形成される第1接着剤層、前記偏光子の他面に形成される第2接着剤層、前記第1接着剤層上に形成される第1透明フィルム、及び前記第2接着剤層上に形成される第2透明フィルムを含む両面型偏光板であって、
    前記第1接着剤層及び前記第2接着剤層は活性エネルギー線硬化型接着剤により形成され、
    前記第1接着剤層の厚さが0.1〜3μmである両面型偏光板。
  2. 前記第2接着剤層の厚さが0.1〜10μmである、請求項1に記載の両面型偏光板。
  3. 前記両面型偏光板は1回の活性エネルギー線の照射により、前記第1接着剤層と前記第2接着剤層を同時に硬化させて製造される、請求項1又は2に記載の両面型偏光板。
  4. 前記活性エネルギー線の照射は前記第2接着剤層上に形成された透明フィルムの方向に位置した活性エネルギー源により行われる、請求項3に記載の両面型偏光板。
  5. 前記第1接着剤層及び前記第2接着剤層はカチオン性接着剤により形成される、請求項1から4の何れか1項に記載の両面型偏光板。
  6. 前記カチオン性接着剤は(1)分子内に少なくとも2つのエポキシ基を有するエポキシ化合物5〜90重量部;(2)分子内に少なくとも1つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物5〜90重量部;及び(3)光カチオン性重合開始剤0.5〜20重量部を含む、請求項5に記載の両面型偏光板。
  7. 前記エポキシ化合物はエポキシ化脂肪族環基を1つ以上含む第1エポキシ化合物及びグリシジルエーテル基を1つ以上含む第2エポキシ化合物の組み合わせである、請求項6に記載の両面型偏光板。
  8. 前記カチオン性接着剤はシランカップリング剤、ビニル系化合物及びラジカル重合性モノマーからなる群より選択される1種以上をさらに含む、請求項6又は7に記載の両面型偏光板。
  9. 前記両面型偏光板は前記第1接着剤層と前記第1透明フィルムとの間、及び前記第2接着剤層と前記第2透明フィルムとの間のうち少なくとも1つにプライマー層をさらに含む、請求項1から8の何れか1項に記載の両面型偏光板。
  10. 前記プライマー層は1〜50重量部のウレタン高分子と、水分散性微粒子0.1〜10重量部及び残部の水を含むプライマー組成物により形成される、請求項9に記載の両面型偏光板。
  11. 前記プライマー組成物は架橋剤をさらに含む、請求項10に記載の両面型偏光板。
  12. 前記プライマー層はその厚さが100nm〜1μmである、請求項9から11の何れか1項に請求項9に記載の両面型偏光板。
  13. 前記第1透明フィルム及び前記第2透明フィルムのうち少なくとも1つはアクリル系フィルムである、請求項1から12の何れか1項に記載の両面型偏光板。
  14. 請求項1〜13項の何れか1項に記載の両面型偏光板を含む、光学装置。
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