JP2018025791A - 積層フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】湿熱環境下においても高い偏光度を保つことができる積層フィルムを提供する。
【解決手段】ポリビニルアルコール系樹脂中に二色性色素が配向された偏光子層と、偏光子層の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有する樹脂フィルムを形成材料とする樹脂層と、偏光子層と樹脂層とを接着する接着剤層と、を有し、樹脂層は、可塑剤を含み、接着剤層は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含み、接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む積層フィルム。
【選択図】図1
【解決手段】ポリビニルアルコール系樹脂中に二色性色素が配向された偏光子層と、偏光子層の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有する樹脂フィルムを形成材料とする樹脂層と、偏光子層と樹脂層とを接着する接着剤層と、を有し、樹脂層は、可塑剤を含み、接着剤層は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含み、接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む積層フィルム。
【選択図】図1
Description
本発明は、積層フィルムに関するものである。
従来、液晶表示装置などの表示装置における偏光の供給素子として、また、偏光の検出素子として、偏光板が広く用いられている。偏光板は、偏光フィルム(偏光子層)の片面または両面に、接着剤などを用いて保護フィルムを貼合した構成のものが知られている。
偏光フィルムとしては、ポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムにヨウ素などの二色性色素が配向したものが知られている。偏光フィルム中のヨウ素は、ヨウ素錯体として存在し、ポリビニルアルコール系樹脂の配向に依存して、ヨウ素錯体自身も配向している。このヨウ素錯体が、可視領域の光を吸収することで、偏光フィルムは偏光特性(偏光度)を示すことが知られている。
ところで、偏光板を表示装置に適用する際には、必要に応じて、保護フィルムが設けられた偏光フィルムに、光学特性を有する位相差板や光学補償フィルムなどの種々の光学層(樹脂層)が貼合される(例えば、特許文献1)。光学層には、フィルムの性能向上を目的として可塑剤などの添加剤が含まれることがある。
しかしながら、特許文献1に記載の偏光板は、湿熱環境下(例えば、室温60℃、湿度95%の環境下)に放置した場合、偏光度が低下することがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、湿熱環境下においても高い偏光度を保つことができる積層フィルムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、湿熱環境下において光学層に含まれる可塑剤が偏光フィルムに移行し、偏光に寄与しているヨウ素錯体と反応してヨウ素錯体が消失することで、結果的に得られる偏光板の偏光度が低下すると推定した。これに対し、偏光フィルムと光学層の間に介在する接着剤層は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含み、接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含むことにより、偏光フィルムへの可塑剤の移行を抑制できると予想し、本発明を完成するに至った。
本発明の一態様は、ポリビニルアルコール系樹脂中に二色性色素が配向された偏光子層と、偏光子層の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有する樹脂フィルムを形成材料とする樹脂層と、偏光子層と樹脂層とを接着する接着剤層と、を有し、樹脂層は、可塑剤を含み、接着剤層は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含み、接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む積層フィルムを提供する。
本発明の一態様においては、偏光子層および樹脂層は、いずれも長尺状であってもよい。
本発明の一態様によれば、湿熱環境下においても高い偏光度を保つことができる積層フィルムが提供される。
<積層フィルム>
図1は、本実施形態の積層フィルムの層構成の一例を示す断面模式図である。図1に示すように、本実施形態の積層フィルム1は、偏光子層11と、樹脂層21と、偏光子層11と樹脂層21とを接着する接着剤層31と、を有する。別の実施形態において、偏光子層11における樹脂層21とは反対側には、さらに保護フィルムを積層してもよい。
図1は、本実施形態の積層フィルムの層構成の一例を示す断面模式図である。図1に示すように、本実施形態の積層フィルム1は、偏光子層11と、樹脂層21と、偏光子層11と樹脂層21とを接着する接着剤層31と、を有する。別の実施形態において、偏光子層11における樹脂層21とは反対側には、さらに保護フィルムを積層してもよい。
本実施形態の積層フィルムは、長尺状であってもよく、長尺状の積層フィルムを所定の長さに切断することにより得られる枚葉体であってもよい。長尺状の積層フィルムは、長尺状の偏光子層と長尺状の樹脂層を含んでいる。長尺状の偏光子層および長尺状の樹脂層については後述する。
[偏光子層]
偏光子層とは、光学軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、光学軸に直交する振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する光学フィルムを指す。具体的には、本実施形態の偏光子層11は、ポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」と言うことがある。)中に二色性色素が配向されたフィルムである。
偏光子層とは、光学軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、光学軸に直交する振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する光学フィルムを指す。具体的には、本実施形態の偏光子層11は、ポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」と言うことがある。)中に二色性色素が配向されたフィルムである。
偏光子層11の厚みは、30μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがより好ましく、15μm以下であることがさらに好ましく、10μm以下であることがとりわけ好ましく、7μm以下であることが特に好ましい。
偏光子層11がPVA系樹脂中に二色性色素が配向されたフィルムである場合、PVA系樹脂を含むフィルム原反を延伸することにより偏光子層11を得てもよい。偏光子層11の厚みが7μm以下である場合、基材上に形成したPVA系樹脂を含む塗膜を基材と共に延伸し、その後基材を剥離して偏光子層11を得てもよい。
本実施形態で用いてもよい基材としては、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、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、ポリエステルフィルム、ポリスチレンフィルムなどが挙げられる。
本実施形態で用いられるPVA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が挙げられる。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、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体が挙げられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、不飽和カルボン酸、オレフィン、ビニルエーテル、不飽和スルホン酸、アンモニウム基を有するアクリルアミドなどが挙げられる。
PVA系樹脂のケン化度は、80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上99.5モル%以下であることがより好ましく、94モル%以上99モル%以下であることがさらに好ましい。ケン化度が80モル%以上であると、得られる積層フィルム1の耐湿熱性が向上する。また、ケン化度が99.5モル%以下であると、十分な偏光性能を有する積層フィルム1が得られる。
PVA系樹脂は、一部が変性されている変性ポリビニルアルコールであってもよい。例えば、エチレンおよびプロピレンなどによるオレフィン変性;アクリル酸、メタクリル酸およびクロトン酸等による不飽和カルボン酸変性;不飽和カルボン酸のアルキルエステル、アクリルアミドなどにより変性されたものを使用してもよい。
PVA系樹脂の変性の割合は、30モル%未満であることが好ましく、10%未満であることがより好ましい。変性の割合が30モル%未満のPVA系樹脂を用いると、二色性色素を十分に吸着させることができ、十分な偏光性能を有する偏光子が得られる。
PVA系樹脂の平均重合度は、100以上10000以下であることが好ましく、1500以上8000以下であることがより好ましく、2000以上5000以下であることがさらに好ましい。平均重合度が100以上であると、十分な偏光性能を有する偏光子が得られる。また、平均重合度が10000以下であると、溶媒への溶解性が良好となり、PVA系樹脂を含むフィルムの形成が容易である。
PVA系樹脂は、市販品を容易に入手することが可能であり、市販品の好ましい例としては、いずれも商品名で、株式会社クラレ製の“PVA124”および“PVA117”(いずれもケン化度:98〜99モル%)、“PVA624”(ケン化度:95〜96モル%)、“PVA617”(ケン化度:94.5〜95.5モル%);日本合成化学工業株式会社製の“N−300”および“NH−18”(いずれもケン化度:98〜99モル%)、“AH−22”(ケン化度:97.5〜98.5モル%)、“AH−26”(ケン化度:97〜98.8モル%);日本酢ビ・ポバール株式会社の“JC−33”(ケン化度:99モル%以上)、“JF−17”、“JF−17L”および“JF−20”(いずれもケン化度:98〜99モル%)、“JM−26”(ケン化度:95.5〜97.5モル%)、“JM−33”(ケン化度:93.5〜95.5モル%)、“JP−45”(ケン化度:86.5〜89.5モル%)などが挙げられる。
本実施形態で用いられる二色性色素としては、ヨウ素または二色性有機染料などが挙げられる。二色性有機染料としては、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンイエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、イエロー3G、イエローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラックを挙げることができる。
二色性色素は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
[樹脂層]
本実施形態の樹脂層21は、偏光子層11の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有する樹脂フィルムを形成材料とする。このような樹脂フィルムは、延伸処理を経て製造することができ、上記樹脂フィルムは、偏光子層11の吸収軸に対して斜交する方向に引張応力が残されている。この残留応力も、後述する可塑剤の移行と同様に、湿熱環境下における積層フィルムの偏光度低下の原因になり得る。
本実施形態の樹脂層21は、偏光子層11の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有する樹脂フィルムを形成材料とする。このような樹脂フィルムは、延伸処理を経て製造することができ、上記樹脂フィルムは、偏光子層11の吸収軸に対して斜交する方向に引張応力が残されている。この残留応力も、後述する可塑剤の移行と同様に、湿熱環境下における積層フィルムの偏光度低下の原因になり得る。
樹脂層21は、偏光子層11の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有し、例えば遅相軸の角度は偏光子層11の吸収軸に対して45±10°または135±10°であることが好ましい。遅相軸の角度が上記範囲であることにより、進相軸方向における光の位相と遅相軸方向における光の位相との差がπ/2となる。進相軸と遅相軸との位相差がπ/2であることで、本実施形態の積層フィルム1を表示装置に適用したとき、積層フィルム1を通過した光を円偏光にすることができる。よって、偏光グラス越しに見た場合でも、視認性に優れた構成とすることができる。
本実施形態の樹脂層21は、下記式(1)〜(4)を満足する位相差特性および波長分散特性を有する位相差層であることが好ましい。樹脂層21が式(1)〜(4)を満足することにより、本実施形態の積層フィルム1を表示装置に組み込んだときに、偏光グラス越しに様々な方向(方位角および極角)から画面を見たときの色味変化を有効に抑制することができる。これにより、画像表示装置の視認性を向上させることができる。
(1) 100nm≦Re(590)≦180nm、
(2) 0.5<Rth(590)/Re(590)≦0.8、
(3) 0.85≦Re(450)/Re(550)<1.00、および
(4) 1.00<Re(630)/Re(550)≦1.1
(2) 0.5<Rth(590)/Re(590)≦0.8、
(3) 0.85≦Re(450)/Re(550)<1.00、および
(4) 1.00<Re(630)/Re(550)≦1.1
式中、Re(590)、Re(450)、Re(550)、Re(630)はそれぞれ、測定波長590nm、450nm、550nm、630nmにおける面内位相差値を表し、Rth(590)は測定波長590nmにおける厚み方向位相差値を表す。これらの面内位相差値および厚み方向位相差値は、温度23℃、湿度55%RHの環境下にて測定された値のことをいう。
面内位相差値Re、厚み方向位相差値Rthは、面内遅相軸方向の屈折率をnx、面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnz、光学フィルムの厚みをdとするとき、下記式(S1)、式(S2)で定義される。
(S1) Re=(nx−ny)×d
(S2) Rth=[{(nx+ny)/2}−nz]×d
(S2) Rth=[{(nx+ny)/2}−nz]×d
積層フィルム1における色味変化をより効果的に抑制する観点から、式(1)におけるRe(590)は105〜170nmであることが好ましい。式(2)におけるRth(590)/Re(590)は0.6〜0.75であることが好ましい。式(3)におけるRe(450)/Re(550)は0.86〜0.98であることが好ましい。式(4)におけるRe(630)/Re(550)は1.01〜1.06であることが好ましい。
例えば後述する樹脂を含むフィルムを延伸することにより、樹脂層21を作製することができる。延伸処理としては、一軸延伸や二軸延伸などが挙げられる。
延伸方向としては、未延伸フィルムの機械流れ方向(MD)、これに直交する方向(TD)、機械流れ方向(MD)に斜交する方向などが挙げられる。ここで、未延伸フィルムとは、延伸されていない状態のフィルムを指す。一軸延伸では、これらの方向のうちいずれかの方向に未延伸フィルムを延伸する。一方、二軸延伸は、2つの延伸方向に同時に延伸する同時二軸延伸でもよく、所定の方向に延伸した後で他の方向に延伸する逐次二軸延伸であってもよい。
延伸処理は、例えば出口側の周速を大きくした2対以上のニップロールを用いて、長手方向(機械流れ方向:MD)に延伸したり、未延伸フィルムの両側端をチャックで把持して機械流れ方向に直交する方向(TD)に広げたりすることで行うことができる。この際、フィルムの厚みを調整したり、延伸倍率を調整したりすることによって、位相差値および波長分散を上記式(1)〜(4)の範囲内に制御することが可能である。
また、樹脂に波長分散調整剤を添加したりすることによって、波長分散値を上記式(3)〜(4)の範囲内に制御することが可能である。
一般に長尺状の偏光フィルム(偏光子層)は、長辺方向に吸収軸を持っている。ロール・トゥ・ロールで長尺状の樹脂層と長尺状の偏光子層とを貼合でき、かつ、この吸収軸と樹脂層の遅相軸とがなす角度が上記範囲になるように両者を配置できるという点で、樹脂層21は二軸延伸により斜めに延伸されて製造されたものであることが好ましい。
樹脂フィルムを形成する樹脂としては、例えば酢酸セルロース系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。
酢酸セルロース系樹脂は、セルロースの部分または完全酢酸エステル化物からなる。酢酸セルロース系樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースなどが挙げられる。
酢酸セルロース系樹脂からなる樹脂フィルムは、市販品を容易に入手することが可能であり、市販品の好ましい例としては、いずれも商品名で、富士フイルム株式会社から販売されている“フジタック(登録商標) TD80”、“フジタック(登録商標)TD80UF”および“フジタック(登録商標) TD80UZ”、 コニカミノルタオプト株式会社から販売されている“KC8UX2M” および“KC8UY”などが挙げられる。
樹脂フィルムを形成するシクロオレフィン系樹脂は、例えば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのような環状オレフィン(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非晶性樹脂である(非晶性ポリオレフィン系樹脂とも呼ばれる。)。シクロオレフィン系樹脂は、上記シクロオレフィンの開環重合体の水素添加物や、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いし、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、極性基が導入されていてもよい。
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て樹脂フィルムを構成する場合、鎖状オレフィンとしては、エチレン、プロピレンなどが挙げられる。また、ビニル基を有する芳香族化合物としては、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%以下であってもよく、15〜50モル%であることが好ましい。
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を用いる場合、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは、上述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、5〜80モル%であることが好まし。また、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、5〜80モル%であることが好ましい。
シクロオレフィン系樹脂は、市販品を容易に入手することが可能であり、市販品の好ましい例としては、いずれも商品名で、TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH製で、日本ではポリプラスチックス株式会社から販売されている“TOPAS(登録商標) ”、JSR株式会社から販売されている“アートン(登録商標)”、日本ゼオン株式会社から販売されている“ゼオノア(ZEONOR)(登録商標)”および“ゼオネックス(ZEONEX)(登録商標)”、三井化学株式会社から販売されている“アペル(登録商標)”などが挙げられる。
本実施形態の樹脂層21が位相差層である場合、位相差層の厚みは、10μm以上50μm以下であることが好ましい。
本実施形態の樹脂層21は、樹脂フィルムを形成する樹脂に加え、樹脂フィルムに柔軟性を付与し延伸しやすくする目的で、可塑剤を含んでいる。可塑剤としては、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールを挙げることができる。
可塑剤は、1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。特に、エチレングリコールやグリセリンは好適に用いられる。
[接着剤層]
本実施形態の接着剤層31は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含む(以下、「接着剤組成物」のことを「本組成物」と称することがある。)。接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む。分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(以下、「(メタ)アクリル系化合物」と称することがある。)、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリルアミド基を有する化合物(以下、「(メタ)アクリルアミド系化合物」と称することがある。)などを挙げることができる。これらの化合物は、ラジカル重合性化合物であり、活性エネルギー線(例えば、紫外線、可視光、電子線、X線など)の照射により硬化することができる。
本実施形態の接着剤層31は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含む(以下、「接着剤組成物」のことを「本組成物」と称することがある。)。接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む。分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(以下、「(メタ)アクリル系化合物」と称することがある。)、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリルアミド基を有する化合物(以下、「(メタ)アクリルアミド系化合物」と称することがある。)などを挙げることができる。これらの化合物は、ラジカル重合性化合物であり、活性エネルギー線(例えば、紫外線、可視光、電子線、X線など)の照射により硬化することができる。
本明細書において、「(メタ)アクリロイル基」とは、メタクリロイル基またはアクリロイル基を意味する。また、「(メタ)アクリロイルオキシ基」、「(メタ)アクリルアミド基」についても上記と同様の趣旨である。
接着剤層の厚みは、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.01μm以上2μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上1μm以下であることがさらに好ましい。接着剤層31の厚みが0.01μm以上であると、十分な接着性を得ることができる。また、接着剤層31の厚みが5μm以下であると、積層フィルム1が外観不良となりにくい。
接着剤層31の透湿度は、後述する評価サンプルにおいて、300g/(m2・24h)以下であることが好ましい。接着剤層31の透湿度の下限値は特に限定されないが、例えば50g/(m2・24h)であり、100g/(m2・24h)であってもよい。このような透湿度である接着剤層31を使用することで、積層フィルム1の偏光度の低下幅をより小さくすることができる。
評価サンプルは以下のように作製することができる。
まず、本実施形態の接着剤組成物をトリアセチルセルロースフィルム上に塗布して、厚さ2〜3μmの接着剤組成物からなる層を形成し、積層物を得る。
次いで、得られた積層物に対して、接着剤組成物からなる層側から、積算光量が400mJ/cm2となるように紫外線を照射し、接着剤組成物からなる層を硬化させる。このようにして、評価サンプルを得る。得られた評価サンプルの透湿度を、JIS Z 0208:1976「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」に準拠し、温度40℃、湿度90%RHにて測定する。
なお、用いるトリアセチルセルロースフィルムの厚さは、57.5μmである。また、上記と同様にして求めたトリアセチルセルロースフィルムの透湿度は、553g/(m2・24h)である。
(ラジカル重合性化合物)
本実施形態で用いられる(メタ)アクリル系化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマーや、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートオリゴマーなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。2種以上併用する場合、(メタ)アクリレートモノマーが2種以上であってもよいし、(メタ)アクリレートオリゴマーが2種以上であってもよいし、もちろん(メタ)アクリレートモノマーの1種以上と(メタ)アクリレートオリゴマーの1種以上とを併用してもよい。
本実施形態で用いられる(メタ)アクリル系化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマーや、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートオリゴマーなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。2種以上併用する場合、(メタ)アクリレートモノマーが2種以上であってもよいし、(メタ)アクリレートオリゴマーが2種以上であってもよいし、もちろん(メタ)アクリレートモノマーの1種以上と(メタ)アクリレートオリゴマーの1種以上とを併用してもよい。
上記の(メタ)アクリレートモノマーとしては、分子内に1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する単官能(メタ)アクリレートモノマー、分子内に2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する2官能(メタ)アクリレートモノマーおよび分子内に3個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する多官能(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、テトラヒドロフルフリル(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−または3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(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、tert−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、イソノニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、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、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(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、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、カルボキシル基含有の(メタ)アクリレートモノマーを使用してもよい。カルボキシル基含有の単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、N−(メタ)アクリロイルオキシ−N′,N′−ジカルボキシメチル−p−フェニレンジアミン、4−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリット酸などが挙げられる。
本実施形態で用いられる(メタ)アクリルアミド系化合物としては、N−置換(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられる。N−置換(メタ)アクリルアミド化合物は、N−位に置換基を有する(メタ)アクリルアミド化合物である。その置換基の典型的な例は、アルキル基である。N−位の置換基は互いに結合して環を形成していてもよく、この環を構成する−CH2−は、酸素原子に置換されていてもよい。さらに、その環を構成する炭素原子には、アルキル基やオキソ基(=O)のような置換基が結合していてもよい。N−置換(メタ)アクリルアミドは一般に、(メタ)アクリル酸またはその塩化物と1級または2級アミンとの反応によって製造できる。
N−置換(メタ)アクリルアミド化合物は、下式(III)で示される化合物であることが好ましい。下式(III)において、Q1は水素原子又はメチル基を表し、Q2は水素原子若しくは炭素数1〜6のアルキル基を表し、Q3は水酸基若しくはアミノ基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表すか、またはQ2とQ3とが互いに結合して、−CH2−が酸素原子に置換されていてもよい5員環若しくは6員環を形成する。前記アミノ基の水素原子は、アルキル基に置換されていてもよい。
Q3が水酸基を有するアルキル基である例として、ヒドロキシアルキル基が挙げられる。Q3がアミノ基を有するアルキル基である例として、アミノアルキル基、N−アルキルアミノアルキル基及びN,N−ジアルキルアミノアルキル基が挙げられる。Q2とQ3とが互いに結合して、−CH2−が酸素原子に置換されていてもよい5員環または6員環を形成するとき、その5員環または6員環の例をN−位でカルボニル(C=O)につながる基の形で掲げると、1−ピロリジニル(C4H8N−)、2−オキサゾリジノン−3−イル〔C2H4OC(=O)N−〕、ピペリジノ(C5H10N−)、モルホリノ(C2H4OC2H4N−)などが挙げられる。
Q2が水素原子であり、Q3がアルキル基であるN−置換(メタ)アクリルアミド化合物としては、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ヘキシル(メタ)アクリルアミドなどがある。同じくQ2およびQ3がともにアルキル基であるN−置換(メタ)アクリルアミドとしては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
Q2が水素原子であり、Q3が水酸基を有するアルキル基であるN−置換(メタ)アクリルアミド化合物としては、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミドなどがある。Q2が水素原子であり、Q3がアミノ基を有するアルキル基であるN−置換(メタ)アクリルアミド化合物としては、N−[2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル](メタ)アクリルアミド、N−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル](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、N−[1−メチル−1−(N,N−ジメチルアミノ)エチル](メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
Q2とQ3とが互いに結合して、−CH2−が酸素原子に置換されていてもよい5員環または6員環を形成するN−置換(メタ)アクリルアミド化合物としては、N−アクリロイルピロリジン、3−アクリロイル−2−オキサゾリジノン、4−アクリロイルモルホリン、N−アクリロイルピペリジン、N−メタクリロイルピペリジンなどが挙げられる。
上記N−置換(メタ)アクリルアミド化合物のなかでも、N−ヒドロキシメチルアクリルアミドおよびN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドのようなN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、ならびにN,N−ジメチルアクリルアミドおよびN,N−ジエチルアクリルアミドのようなN,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミドが好ましく、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドまたはN,N−ジメチルアクリルアミドが特に好ましい。
その他、N−ドデシル(メタ)アクリルアミドのような長鎖アルキルを有するN−アルキル(メタ)アクリルアミドや、N−(メトキシメチル)アクリルアミド、N−(エトキシメチル)アクリルアミド、N−(プロポキシメチル)アクリルアミドおよびN−(ブトキシメチル)アクリルアミドのようなN−(アルコキシアルキル)(メタ)アクリルアミドも、活性エネルギー線硬化性化合物を構成するN−置換(メタ)アクリルアミド化合物として使用することができる。
2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、ハロゲン置換アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、脂肪族ポリオールのジ(メタ)アクリレート、水添ジシクロペンタジエンまたはトリシクロデカンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールまたはジオキサンジアルカノールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAまたはビスフェノールFのアルキレンオキシド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAまたはビスフェノールFのエポキシジ(メタ)アクリレートなどが代表的である。
2官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンジ(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、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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、シリコーンジ(メタ)アクリレート、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のジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシシクロヘキシル]プロパン、水添ジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルジ(メタ)アクリレート〔別名:ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート〕、ヒドロキシピバルアルデヒドとトリメチロールプロパンとのアセタール化合物〔化学名:2−(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン〕のジ(メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、グリセリントリ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(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、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)アクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートのような3官能以上の脂肪族ポリオールのポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。その他、3官能以上のハロゲン置換ポリオールのポリ(メタ)アクリレート、グリセリンのアルキレンオキシド付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキシド付加物のトリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリス[(メタ)アクリロイルオキシエトキシエトキシ]プロパン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート類などが挙げられる。
(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーなどが挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとは、分子内にウレタン結合(−NHCOO−)および少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物である。具体的には、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基および少なくとも1個の水酸基を有する水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーとポリイソシアネートとのウレタン化反応の生成物や、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られる末端イソシアナト基含有ウレタン化合物と、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基および少なくとも1個の水酸基をそれぞれ有する(メタ)アクリレートモノマーとのウレタン化反応の生成物などが挙げられる。
ウレタン化反応に用いられる水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーとしては、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、2−ヒドロキシブチル(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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
かかる水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーとのウレタン化反応に供されるポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、これらジイソシアネートのうち芳香族のイソシアネート類を水素添加して得られるジイソシアネート(例えば、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネートなど)、トリフェニルメタントリイソシアネート、ジベンジルベンゼントリイソシアネート等のジ−またはトリ−イソシアネートおよび上記のジイソシアネートを多量化させて得られるポリイソシアネートなどが挙げられる。
また、ポリイソシアネートとの反応により末端イソシアナト基含有ウレタン化合物とするために使用されるポリオール類としては、芳香族、脂肪族および脂環式のポリオールのほか、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールなどが挙げられる。芳香族のポリオールとしては、1,4−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,2−ベンゼンジメタノール、4,4’−ナフタレンジメタノール、3,4’−ナフタレンジメタノールなどが挙げられる。脂肪族および脂環式のポリオールとしては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、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、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジメチロールヘプタン、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、グリセリン、水添ビスフェノールAなどが挙げられる。
ポリエステルポリオールは、上記したポリオール類と多塩基性カルボン酸またはその無水物との脱水縮合反応により得られるものである。多塩基性カルボン酸またはその無水物としては、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などがある。
ポリエーテルポリオールは、ポリアルキレングリコールのほか、上記ポリオール類またはジヒドロキシベンゼン類とアルキレンオキサイドとの反応により得られるポリオキシアルキレン変性ポリオールなどが挙げられる。
ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーとは、分子内に少なくとも2個のエステル結合と少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する化合物である。具体的には、(メタ)アクリル酸、多塩基性カルボン酸またはその無水物、およびポリオールの脱水縮合反応により得ることができる。脱水縮合反応に使用される多塩基性カルボン酸またはその無水物としては、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられる。また、脱水縮合反応に使用されるポリオールとしては、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、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、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジメチロールヘプタン、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、グリセリン、水添ビスフェノールAなどが挙げられる。
エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーは、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有し、ポリグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸との付加反応により得ることができる。付加反応に用いられるポリグリシジルエーテルとしては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどが挙げられる。
分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、上記可塑剤との親和性が低いうえに、重合する際に架橋構造を形成するので、当該化合物を含む組成物の硬化物は、可塑剤が侵入しにくいものと考えられる。これにより、湿熱環境下(例えば、室温60℃、湿度95%の環境下)において、仮に樹脂層21から偏光子層11に向けて(図1の矢印の方向に)可塑剤が移行する場合においても、可塑剤の侵入を抑制できると推測される。
ラジカル重合性化合物の含有量は、本組成物100質量部に対して、1質量部以上70質量部以下であることが好ましく、10質量部以上60質量部以下であることがより好ましい。
本組成物において、ラジカル重合性化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(その他の成分)
(カチオン重合性化合物)
本組成物は、上記のラジカル重合性化合物に加え、必要に応じてカチオン重合性開始剤を含有してもよい。カチオン重合性化合物としては、例えばオキセタン化合物またはエポキシ化合物などが挙げられる。
(カチオン重合性化合物)
本組成物は、上記のラジカル重合性化合物に加え、必要に応じてカチオン重合性開始剤を含有してもよい。カチオン重合性化合物としては、例えばオキセタン化合物またはエポキシ化合物などが挙げられる。
オキセタン化合物としては、例えば3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタンなどが挙げられる。
これらのオキセタン化合物は、市販品を容易に入手することが可能であり、市販品としては、いずれも東亞合成株式会社から販売されている商品名で、“アロンオキセタン(登録商標) OXT−101”などが挙げられる。
本組成物において、オキセタン化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、本組成物は上記のラジカル重合性化合物に加え、必要に応じてエポキシ化合物を含有してもよい。エポキシ化合物は、オキセタン化合物と同様にカチオン重合性化合物の一つであり、活性エネルギー線の照射により硬化することができる。本組成物がエポキシ化合物を含有することにより、樹脂層21と偏光子層11との接着性を向上させることができる。
エポキシ化合物としては、芳香族エポキシ化合物、脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテル、脂肪族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物などが挙げられる。
芳香族エポキシ化合物としては、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ビスフェールFのジグリシジルエーテルおよびビスフェノールSのジグリシジルエーテル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エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂およびヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラックエポキシ樹脂のようなノボラック型のエポキシ樹脂;テトラヒドロキシフェニルメタンのグリシジルエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのグリシジルエーテルおよびエポキシ化ポリビニルフェノールのような多官能型のエポキシ樹脂などが挙げられる。
脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテルとしては、芳香族ポリオールを触媒の存在下、加圧下で芳香環に選択的に水素化反応を行うことにより得られる核水添ポリヒドロキシ化合物を、グリシジルエーテル化したものが挙げられる。芳香族ポリオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェールF、ビスフェノールSのようなビスフェノール型化合物;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラック樹脂のようなノボラック型樹脂;テトラヒドロキシジフェニルメタン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ポリビニルフェノールのような多官能型の化合物などが挙げられる。
これら芳香族ポリオールの芳香環に水素化反応を行って得られる脂環式ポリオールに、エピクロロヒドリンを反応させることにより、グリシジルエーテルとすることができる。
このような脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテルのなかでも好ましいものとして、水素化されたビスフェノールAのジグリシジルエーテルが挙げられる。
このような脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテルのなかでも好ましいものとして、水素化されたビスフェノールAのジグリシジルエーテルが挙げられる。
脂肪族エポキシ化合物としては、脂肪族多価アルコールまたはそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。具体的には、1,4−ブタンジオールのジグリシジルエーテル;1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル;グリセリンのトリグリシジルエーテル;トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル;ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル;プロピレングリコールのジグリシジルエーテル;ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテル;エチレングリコール、プロピレングリコールもしくはグリセリンのような脂肪族多価アルコールに1種または2種以上のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド)を付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
また、下記式(I)で表される単官能エポキシ化合物も脂肪族エポキシ化合物として挙げられる。R1は、分岐していてもよい炭素数1〜15のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、6以上であることが好ましく、6〜10であることがより好ましい。なかでも分岐したアルキル基であるのが好ましい。式(I)で表される単官能エポキシ化合物としては、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルを挙げることができる。
脂環式エポキシ化合物は、脂環式環の炭素原子とともにオキシラン環を形成している構造を分子内に少なくとも1個有する化合物のことを言う。ここで、「脂環式環の炭素原子とともにオキシラン環を形成している構造」とは、下記式(II)で示される構造を意味する。式中のnは2〜5の整数である。
この式(II)における(CH2)n中の1個または複数個の水素原子を取り除いた形の基が他の化学構造に結合している化合物が、脂環式エポキシ化合物となる。また、脂環式環を形成する(CH2)n中の1個または複数個の水素原子は、メチル基やエチル基のような直鎖状アルキル基で置換されていてもよい。
エポキシ化合物としては脂環式エポキシ化合物が好ましく、偏光子との密着性により優れる保護層が得られやすいという点で、エポキシシクロヘキサン(上記式(II)においてn=4のもの)、またはエポキシシクロヘプタン(上記式(II)においてn=5のもの)を有するエポキシ化合物がより好ましい。
本組成物において、エポキシ化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(ラジカル重合開始剤)
本組成物が上記のラジカル重合性化合物を含む場合、さらにラジカル重合開始剤を含んでいることが好ましい。ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により、(メタ)アクリル系化合物などのラジカル重合性化合物の重合を開始できるものであればよく、公知のものを使用することができる。
本組成物が上記のラジカル重合性化合物を含む場合、さらにラジカル重合開始剤を含んでいることが好ましい。ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により、(メタ)アクリル系化合物などのラジカル重合性化合物の重合を開始できるものであればよく、公知のものを使用することができる。
ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン、3−メチルアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、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、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル−2−モルホリノプロパン−1−オンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンのようなアセトフェノン系開始剤;ベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノンおよび4,4’−ジアミノベンゾフェノンのようなベンゾフェノン系開始剤;ベンゾインプロピルエーテルおよびベンゾインエチルエーテルのようなベンゾインエーテル系開始剤;4−イソプロピルチオキサントンのようなチオキサントン系開始剤;その他、キサントン、フルオレノン、カンファーキノン、ベンズアルデヒド、アントラキノンなどが挙げられる。
ラジカル重合開始剤は市販品を容易に入手することが可能であり、例えばそれぞれ商品名で、BASF社製の“イルガキュア(登録商標)184”、“イルガキュア(登録商標)907”、“ダロキュア(登録商標)1173”、“Lucirin(登録商標) TPO”などを挙げることができる。
本組成物において、ラジカル重合開始剤は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(カチオン重合開始剤)
本組成物が上記オキセタン化合物や上記エポキシ化合物などのカチオン重合性化合物を含む場合、さらにカチオン重合開始剤を含んでいることが好ましい。カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射によりカチオン種またはルイス酸を発生し、カチオン重合性化合物の重合反応を開始させる。カチオン重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩などのオニウム塩、鉄−アレーン錯体などが挙げられる。
本組成物が上記オキセタン化合物や上記エポキシ化合物などのカチオン重合性化合物を含む場合、さらにカチオン重合開始剤を含んでいることが好ましい。カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射によりカチオン種またはルイス酸を発生し、カチオン重合性化合物の重合反応を開始させる。カチオン重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩などのオニウム塩、鉄−アレーン錯体などが挙げられる。
芳香族ジアゾニウム塩としては、例えば、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロボレートなどが挙げられる。
芳香族ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4−ノニルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェートなどが挙げられる。
芳香族スルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4,4′−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、4,4′−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、4,4′−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−フェニルカルボニル−4′−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロホスフェート、4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4′−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロアンチモネート、4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4′−ジ(p−トルイル)スルホニオ−ジフェニルスルフィドテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどが挙げられる。
鉄−アレーン錯体としては、例えば、キシレン−シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート、クメン−シクロペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート、キシレン−シクロペンタジエニル鉄(II)トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メタナイドなどが挙げられる。
これらのカチオン重合開始剤は、市販品を容易に入手することが可能であり、例えばそれぞれ商品名で、日本化薬株式会社から販売されている“カヤラッド(登録商標) PCI−220”および“カヤラッド(登録商標) PCI−620”、ダウ・ケミカル社から販売されている“UVI−6990”、ダイセル・サイテック株式会社から販売されている“UVACURE(登録商標) 1590”、株式会社ADEKAから販売されている“アデカオプトマー(登録商標) SP−150”および“アデカオプトマー(登録商標) SP−170”、日本曹達株式会社から販売されている“CI−5102”、“CIT−1370”、“CIT−1682”、“CIP−1866S”、“CIP−2048S”および“CIP−2064S”、みどり化学株式会社から販売されている“DPI−101”、“DPI−102”、“DPI−103”、“DPI−105”、“MPI−103”、“MPI−105”、“BBI−101”、“BBI−102”、“BBI−103”、“BBI−105”、“TPS−101”、“TPS−102”、“TPS−103”、“TPS−105”、“MDS−103”、“MDS−105”、“DTS−102”および“DTS−103”、ローディア社から販売されている“PI−2074”などが挙げられる。
これらのカチオン重合開始剤の中でも、300nm以上の波長の光を吸収でき、硬化性に優れ、かつ、良好な機械的強度や密着性を有する硬化物を得られるという点で、芳香族スルホニウム塩が好ましい。
カチオン重合開始剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
(その他の添加剤)
本組成物は、上記の化合物以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、光増感剤、溶剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などを含んでもよい。
本組成物は、上記の化合物以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、光増感剤、溶剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などを含んでもよい。
本実施形態で用いてもよい光増感剤としては、例えば、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過硫化物、レドックス系化合物、アゾ化合物、ジアゾ化合物、ハロゲン化合物、光還元性色素などが挙げられる。
本実施形態で用いてもよい溶剤としては、例えば、n−ヘキサンやシクロヘキサンのような脂肪族炭化水素類;トルエンやキシレンのような芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールおよびn−ブタノールのようなアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノンのようなケトン類;酢酸メチル、酢酸エチルおよび酢酸ブチルのようなエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブおよびブチルセロソルブのようなセロソルブ類;塩化メチレンやクロロホルムのようなハロゲン化炭化水素類などがある。
本実施形態で用いてもよいレベリング剤としては、シリコーン系、フッ素系、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系などの種々の化合物を使用することができる。
本実施形態で用いてもよい酸化防止剤としては、例えば、フェノール系やアミン系のような一次酸化防止剤、イオウ系の二次酸化防止剤などが挙げられる。
本実施形態で用いてもよい光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)等が挙げられる。
本実施形態で用いてもよい紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系などが挙げられる。
本実施形態で用いてもよい紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系などが挙げられる。
[保護フィルム]
図2は、本実施形態の積層フィルムの層構成の変形例を示す断面模式図である。図2に示すように、積層フィルム2において、偏光子層11における樹脂層21が積層された側とは反対側には、さらに保護フィルム23を積層させることができる。保護フィルム23を形成する材料としては、上記樹脂層21を形成する材料と同様の樹脂を使用することができる。樹脂層21を形成する材料と保護フィルム23を形成する材料とは、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
図2は、本実施形態の積層フィルムの層構成の変形例を示す断面模式図である。図2に示すように、積層フィルム2において、偏光子層11における樹脂層21が積層された側とは反対側には、さらに保護フィルム23を積層させることができる。保護フィルム23を形成する材料としては、上記樹脂層21を形成する材料と同様の樹脂を使用することができる。樹脂層21を形成する材料と保護フィルム23を形成する材料とは、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
保護フィルム23は、偏光子層11に接着剤層33を介して積層させることができる。
接着剤層33としては、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられ、活性エネルギー線硬化型接着剤としては、カチオン重合系の活性エネルギー線硬化型接着剤、ラジカル重合系の活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられる。また、接着剤層33の代わりに粘着剤層を設けてもよい。粘着剤層としては、アクリル系樹脂を含有する粘着剤が挙げられる。
接着剤層33としては、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられ、活性エネルギー線硬化型接着剤としては、カチオン重合系の活性エネルギー線硬化型接着剤、ラジカル重合系の活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられる。また、接着剤層33の代わりに粘着剤層を設けてもよい。粘着剤層としては、アクリル系樹脂を含有する粘着剤が挙げられる。
偏光子層11における樹脂層21が積層された面とは反対側、または保護フィルムにおける偏光子層11が積層された面とは反対側には、粘着剤層(図示なし)を設けてもよい。粘着剤層を設けることにより、積層フィルム2を表示装置の液晶セルに貼合することができる。粘着剤層としては、アクリル系樹脂を含有する粘着剤が挙げられる。本発明の積層フィルムは、液晶セルの視認側に配置されることが好ましい。
[積層フィルムの製造方法]
本実施形態の積層フィルム1は、
(i)遅相軸を有する樹脂層21の一面に、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む接着剤組成物の層(以下、「接着剤組成物層」と言うことがある。)を形成する工程と、
(ii)偏光子層11と、上記(i)で樹脂層21に形成した接着剤組成物層とを、偏光子層11の吸収軸に対して樹脂層21の遅相軸が45±10°または135±10°となるように貼り合わせて、偏光子層11、接着剤組成物層、樹脂層21がこの順に積層された積層体を得る工程と、
(iii)上記(ii)で得られた積層体に、活性エネルギー線(例えば、紫外線、可視光、電子線、X線など)を照射し、接着剤組成物層を硬化させて接着剤層31と得る工程と、を含む。以下、各工程について具体例を挙げて説明する。
本実施形態の積層フィルム1は、
(i)遅相軸を有する樹脂層21の一面に、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む接着剤組成物の層(以下、「接着剤組成物層」と言うことがある。)を形成する工程と、
(ii)偏光子層11と、上記(i)で樹脂層21に形成した接着剤組成物層とを、偏光子層11の吸収軸に対して樹脂層21の遅相軸が45±10°または135±10°となるように貼り合わせて、偏光子層11、接着剤組成物層、樹脂層21がこの順に積層された積層体を得る工程と、
(iii)上記(ii)で得られた積層体に、活性エネルギー線(例えば、紫外線、可視光、電子線、X線など)を照射し、接着剤組成物層を硬化させて接着剤層31と得る工程と、を含む。以下、各工程について具体例を挙げて説明する。
上記(i)に示す工程において、まず、遅相軸を有する樹脂層21を用意する。偏光子層11を連続的に製造する場合、長尺状の偏光子層は流れ方向に吸収軸を有していることがある。ロール・トゥ・ロールで積層体(積層フィルム)を製造することができ、かつ、この吸収軸と樹脂層21の遅相軸とがなす角度が上記範囲になるように両者を配置できるという点で、樹脂層21は斜めに延伸されて製造されたものであることが好ましい。
斜め延伸に用いる延伸機としては、例えば、テンター式延伸機が挙げられる。テンター式延伸機は、横方向または縦方向もしくはその両方向に、左右異なる速度の送り力もしくは引張り力または引き取り力を付加することができる。このようなテンター式延伸機としては、横一軸延伸機、同時二軸延伸機などが挙げられるが、樹脂フィルムを連続的に斜め延伸することができる限り、任意の適切な延伸機を用いることができる。
樹脂層21の一面に接着剤組成物層を形成する方法としては、直接本組成物を塗布し、必要に応じて乾燥する方法が挙げられる。また、別の方法としては、透明基材フィルムに、本組成物を塗布し、必要に応じて乾燥した後、その塗布層を偏光子層11に転写する方法が挙げられる。後者の場合には、上記(ii)に示す工程前に基材フィルムを除去する。透明基材フィルムは、上記と同様の樹脂が用いられる。また、透明基材フィルムにおいて、本組成物の塗布面は、予め剥離処理が施されていてもよい。
本組成物の塗布方法としては、公知の塗布方法を採用することができ、例えば、ドクターブレード、ワイヤーバー、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーターなどが挙げられる。
上記(ii)に示す工程において、偏光子層11と、上記(i)で樹脂層21に形成した接着剤組成物層とを貼り合わせ、偏光子層11、接着剤組成物層、樹脂層21がこの順に積層された積層体を得る。
上記(iii)に示す工程において、上記(ii)で得られた積層体に、可視光線、紫外線、X線、または電子線のような活性エネルギー線を照射することにより、接着剤組成物層を硬化させて接着剤層31とし、積層フィルム1を得る。
活性エネルギー線の照射に用いる光源は、特に限定されないが、400nm以下の波長に発光分布を有する光源が利用される。このような光源としては、例えば、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などが挙げられる。
活性エネルギー線の照射強度は、硬化させる接着剤組成物により異なるが、カチオン重合開始剤の活性化に有効な波長領域における照射強度が10〜2500mW/cm2の範囲に設定することが好ましい。
活性エネルギー線の照射時間は、硬化させる接着剤組成物により異なるが、照射強度と照射時間の積で表される積算光量が10〜2500mJ/cm2の範囲に設定することが好ましい。
なお、上記の製造例では、接着剤組成物層を樹脂層21の一面に形成したが、偏光子層11の一面に形成してもよいし、両方に形成してもよい。図2に示すように、偏光子層11における樹脂層21が貼合された側とは反対側には、保護フィルム23を積層させてもよいし、さらに液晶セルに貼合するための粘着剤層(図示なし)を設けてもよい。
以上のような構成の積層フィルムによれば、湿熱環境下においても高い偏光度を保つことができる。
<積層フィルム原反>
本実施形態において、偏光子層および樹脂層は、いずれも長尺状であってもよい。本実施形態の積層フィルム原反(長尺状の積層フィルム)は、帯状の偏光フィルム原反(長尺状の偏光子層)と、帯状の樹脂フィルム原反(長尺状の樹脂層)と、偏光フィルム原反と樹脂フィルム原反とを接着する接着剤層と、を有する。
本実施形態において、偏光子層および樹脂層は、いずれも長尺状であってもよい。本実施形態の積層フィルム原反(長尺状の積層フィルム)は、帯状の偏光フィルム原反(長尺状の偏光子層)と、帯状の樹脂フィルム原反(長尺状の樹脂層)と、偏光フィルム原反と樹脂フィルム原反とを接着する接着剤層と、を有する。
偏光フィルム原反は、PVA系樹脂を形成材料とする帯状のフィルムにおいて、フィルムの長手方向に二色性色素が配向されてなる。PVA系樹脂および二色性色素は、上記と同様である。
樹脂フィルム原反は、熱可塑性樹脂と可塑剤とを形成材料とする帯状のフィルムが、当該フィルムの長手方向に対して斜交する方向に延伸されてなる。これにより、偏光フィルム原反との積層に際してロール・トウ・ロールが可能となり、製造工程を簡略化することができる。熱可塑性樹脂および可塑剤は、上記と同様である。
樹脂フィルム原反は、位相差フィルム原反であることが好ましい。樹脂フィルム原反は、上記偏光フィルム原反の吸収軸に対して任意の角度に遅相軸が付与される。任意の角度は、例えば、上記偏光フィルム原反の吸収軸に対して45±10°または135±10°であることが好ましい。遅相軸の角度が上記範囲であることにより、本実施形態の積層フィルム原反を表示装置に適用したとき、偏光グラス越しに見た場合でも、視認性に優れた構成とすることができる。
接着剤層は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含み、接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む。分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、上記と同様である。分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、上記可塑剤との親和性が低いうえに、重合する際に架橋構造を形成するので、当該化合物を含む組成物の硬化物は、可塑剤が侵入しにくいものと考えられる。これにより、湿熱環境下(例えば、室温60℃、湿度95%の環境下)において、仮に樹脂フィルム原反から偏光フィルム原反に向けて可塑剤が移行する場合においても、可塑剤の侵入を抑制できると推測される。
以上のような構成の積層フィルム原反によれば、湿熱環境下においても高い偏光度を保つことができる。
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本実施例で使用する未延伸フィルムとは、延伸されていない状態のフィルムを指す。
[積層フィルムの耐湿熱性の評価]
実施例および比較例の積層フィルムを、温度65℃、湿度90%RHの環境に250時間放置し、放置前後の視感度補正偏光度を比較した。その際、放置後の視感度補正偏光度から、放置前の視感度補正偏光度を減じたときの値の絶対値(ΔPy)が0.3以下であったものを○とし、ΔPyが0.3より大きかったものを×とした。なお、視感度補正偏光度は以下の方法により測定した。結果を表1〜3に示す。
実施例および比較例の積層フィルムを、温度65℃、湿度90%RHの環境に250時間放置し、放置前後の視感度補正偏光度を比較した。その際、放置後の視感度補正偏光度から、放置前の視感度補正偏光度を減じたときの値の絶対値(ΔPy)が0.3以下であったものを○とし、ΔPyが0.3より大きかったものを×とした。なお、視感度補正偏光度は以下の方法により測定した。結果を表1〜3に示す。
(視感度補正偏光度の測定)
実施例および比較例の積層フィルムについて、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製、「V7100」)により波長380nm〜780nmの範囲におけるMD透過率およびTD透過率を測定した。次に、MD透過率およびTD透過率を用いて、式(T1)に基づき、各波長における偏光度を算出した。
ここで、「MD透過率」とは、グラントムソンプリズムから出る偏光の向きと積層フィルムサンプルの透過軸を平行にしたときの透過率を示す。また、「TD透過率」とは、グラントムソンプリズムから出る偏光の向きと積層フィルムサンプルの透過軸を直交にしたときの透過率を示す。
実施例および比較例の積層フィルムについて、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製、「V7100」)により波長380nm〜780nmの範囲におけるMD透過率およびTD透過率を測定した。次に、MD透過率およびTD透過率を用いて、式(T1)に基づき、各波長における偏光度を算出した。
ここで、「MD透過率」とは、グラントムソンプリズムから出る偏光の向きと積層フィルムサンプルの透過軸を平行にしたときの透過率を示す。また、「TD透過率」とは、グラントムソンプリズムから出る偏光の向きと積層フィルムサンプルの透過軸を直交にしたときの透過率を示す。
(接着剤層の透湿度の測定)
実施例および比較例の積層フィルムが有する接着剤層の透湿度は、下記評価サンプルの透湿度を採用した。評価サンプルは以下のように作製した。
実施例および比較例の積層フィルムが有する接着剤層の透湿度は、下記評価サンプルの透湿度を採用した。評価サンプルは以下のように作製した。
まず、実施例および比較例の接着剤組成物をトリアセチルセルロースフィルム上に、バーコーターを使用して塗布して、厚さが2〜3μmの接着剤組成物層を形成し、評価用積層物を得た。トリアセチルセルロースフィルムには、コニカミノルタ株式会社製の「KC6UA」を使用した。
次いで、得られた評価用積層物に対して、接着剤組成物層側から、フュージョンUVシステムズ社製のDバルブを使用して積算光量が400mJ/cm2となるように紫外線を照射し、接着剤組成物層を硬化させる。このようにして、評価サンプルを得た。得られた評価サンプルの透湿度を、JIS Z 0208:1976「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」に準拠し、温度40℃、湿度90%RHにて測定した。
なお、使用したトリアセチルセルロースフィルムの厚さは、57.5μmであった。また、上記と同様にして求めたトリアセチルセルロースフィルム透湿度は、553g/(m2・24h)であった。
[製造例(接着剤組成物の調製)]
表1〜3に示す配合量に従い、実施例および比較例の接着剤組成物をそれぞれ調製した。ただし、調製に用いた化合物の名称は、略号で示していることがある。
また、カチオン重合開始剤“アデカオプトマー(登録商標) SP−150”は、プロピレンカーボネート溶液のものを使用しているが、表2ではその有効成分量で表示している。また、エポキシ系架橋剤“スミレーズレジン(登録商標) 650”は水溶液のものを使用しているが、表3ではその有効成分量で表示している。
表1〜3に示す配合量に従い、実施例および比較例の接着剤組成物をそれぞれ調製した。ただし、調製に用いた化合物の名称は、略号で示していることがある。
また、カチオン重合開始剤“アデカオプトマー(登録商標) SP−150”は、プロピレンカーボネート溶液のものを使用しているが、表2ではその有効成分量で表示している。また、エポキシ系架橋剤“スミレーズレジン(登録商標) 650”は水溶液のものを使用しているが、表3ではその有効成分量で表示している。
なお、接着剤組成物の各成分については、以下の化合物を使用した。
[活性エネルギー線硬化性の接着剤組成物]
(カチオン重合性化合物)
“セロキサイド(登録商標) 2021P”: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、ダイセル化学株式会社から入手。
“YX8000”:ビスフェノールのジグリシジルエーテル、三菱化学株式会社から入手。
“アロンオキセタン(登録商標) OXT−101”:3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、東亞合成株式会社から入手。
(カチオン重合性化合物)
“セロキサイド(登録商標) 2021P”: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、ダイセル化学株式会社から入手。
“YX8000”:ビスフェノールのジグリシジルエーテル、三菱化学株式会社から入手。
“アロンオキセタン(登録商標) OXT−101”:3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、東亞合成株式会社から入手。
上記のカチオン重合性化合物のうちオキセタン化合物の構造は下記式(IV)で示される。
(ラジカル重合性化合物)
“DMAA”:ジメチルアクリルアミド、KJケミカルズ株式会社から入手。
“4HBA”:4−ヒドロキシブチルアクリレート、日本化成株式会社から入手。
“UV−3700B”:ウレタンアクリレート、日本合成化学工業株式会社から入手。
“CHDMMA”:1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、日本化成株式会社から入手。
“A−DCP”:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業株式会社から入手。
“DMAA”:ジメチルアクリルアミド、KJケミカルズ株式会社から入手。
“4HBA”:4−ヒドロキシブチルアクリレート、日本化成株式会社から入手。
“UV−3700B”:ウレタンアクリレート、日本合成化学工業株式会社から入手。
“CHDMMA”:1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、日本化成株式会社から入手。
“A−DCP”:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業株式会社から入手。
(カチオン重合開始剤)
“アデカオプトマー(登録商標) SP−150”:4,4′−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート系の光カチオン重合開始剤、プロピレンカーボネート溶液の形で株式会社ADEKAから入手。
“アデカオプトマー(登録商標) SP−150”:4,4′−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート系の光カチオン重合開始剤、プロピレンカーボネート溶液の形で株式会社ADEKAから入手。
(ラジカル重合開始剤)
“ダロキュア(登録商標) 1173”:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、BASFジャパン株式会社から入手。
“イルガキュア(登録商標) 907”:2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、BASFジャパン株式会社から入手。
“ダロキュア(登録商標) 1173”:2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、BASFジャパン株式会社から入手。
“イルガキュア(登録商標) 907”:2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、BASFジャパン株式会社から入手。
[水系の接着剤組成物]
(ポリビニルアルコール)
“クラレポバール(登録商標) KL−318”:カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、株式会社クラレから入手。
(ポリビニルアルコール)
“クラレポバール(登録商標) KL−318”:カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、株式会社クラレから入手。
(エポキシ系架橋剤)
“スミレーズレジン(登録商標) 650”:水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(固形分濃度30%の水溶液)、住化ケムテックス株式会社から入手。
“スミレーズレジン(登録商標) 650”:水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(固形分濃度30%の水溶液)、住化ケムテックス株式会社から入手。
[その他の成分]
“SH710”:シリコーン系レベリング剤、東レ・ダウコーニング株式会社から入手。
“SH710”:シリコーン系レベリング剤、東レ・ダウコーニング株式会社から入手。
[実施例1〜5、比較例1〜6]
(a)偏光子層の作製
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が 0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き、26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥して、一軸延伸されたポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が配向された偏光子層を作製した。偏光子層の厚さは12μmであった。
(a)偏光子層の作製
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ30μmのポリビニルアルコールフィルムを、乾式で約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が 0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き、26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥して、一軸延伸されたポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が配向された偏光子層を作製した。偏光子層の厚さは12μmであった。
(b)樹脂層の準備
樹脂層として斜め延伸により製造され、可塑剤を含むトリアセチルセルロースフィルムを準備した。
このトリアセチルセルロースフィルムの片面にはハードコート層が形成されていた。また、樹脂層のフィルムの長手方向に対する遅相軸の角度は平均で約45°であった。
斜め延伸により製造されたトリアセチルセルロースフィルムとして、以下の材料を用いた。
斜め延伸により製造されたトリアセチルセルロースフィルム:コニカミノルタ株式会社製、KC4UGR−HC、厚み=44μm、Re(590)=106nm、Rth(590)=75nm、Rth(590)/Re(590)=0.71、Re(450)/Re(550)=0.96、Re(630)/Re(550)=1.02)
なお、Re(590)、Re(450)、Re(550)、Re(630)はそれぞれ、測定波長590nm、450nm、550nm、630nmにおける面内位相差値を表し、Rth(590)は測定波長590nmにおける厚み方向位相差値を表す。
樹脂層として斜め延伸により製造され、可塑剤を含むトリアセチルセルロースフィルムを準備した。
このトリアセチルセルロースフィルムの片面にはハードコート層が形成されていた。また、樹脂層のフィルムの長手方向に対する遅相軸の角度は平均で約45°であった。
斜め延伸により製造されたトリアセチルセルロースフィルムとして、以下の材料を用いた。
斜め延伸により製造されたトリアセチルセルロースフィルム:コニカミノルタ株式会社製、KC4UGR−HC、厚み=44μm、Re(590)=106nm、Rth(590)=75nm、Rth(590)/Re(590)=0.71、Re(450)/Re(550)=0.96、Re(630)/Re(550)=1.02)
なお、Re(590)、Re(450)、Re(550)、Re(630)はそれぞれ、測定波長590nm、450nm、550nm、630nmにおける面内位相差値を表し、Rth(590)は測定波長590nmにおける厚み方向位相差値を表す。
(c)積層フィルムの作製
次に上記(b)の樹脂層におけるハードコート層が形成されていない面に、製造例で得られた接着剤組成物を塗布し、接着剤組成物層を形成した。具体的には、バーコーター(第一理化株式会社製)を用いて、硬化後の膜厚が約2μmとなるように接着剤組成物を塗布した。
次に上記(b)の樹脂層におけるハードコート層が形成されていない面に、製造例で得られた接着剤組成物を塗布し、接着剤組成物層を形成した。具体的には、バーコーター(第一理化株式会社製)を用いて、硬化後の膜厚が約2μmとなるように接着剤組成物を塗布した。
これとは別に、厚さ23μmのノルボルネン系樹脂を形成材料とする未延伸フィルム〔日本ゼオン株式会社製の商品名“ZEONOR(登録商標)”〕の片面にコロナ放電処理を施した。そのコロナ放電処理面に、樹脂層と同様にして上記接着剤組成物を塗布し、接着剤組成物層を形成した。なお、未延伸フィルムは、積層フィルムにおける保護フィルムとして用いられる。
上記(a)で作製した偏光子層の一方の面と樹脂層に形成した接着剤組成物層とを貼合するとともに、偏光子層の他方の面と未延伸フィルムに形成した接着剤組成物層とを貼合し、積層物を作製した。貼合には、貼付装置(フジプラ株式会社製、「LPA3301」)を使用した。貼合した際には、偏光子層の吸収軸と樹脂層の遅相軸とのなす角度が45°となるようにした。
次に、ベルトコンベア付き紫外線照射装置〔ランプはフュージョンUVシステムズ社製の“Dバルブ”使用〕を用いて、得られた積層物の未延伸フィルム側から、積算光量が250mJ/cm2となるように紫外線を照射し、接着剤組成物層を硬化させた。このようにして、保護フィルム/接着剤層/偏光子層/接着剤層/樹脂層/ハードコート層からなる積層フィルムを作製した。
下記実施例および比較例で使用した接着剤組成物層を硬化させて得られた接着剤層の透湿度は、以下のとおりであった。
実施例3:297g/(m2・24h)、実施例5:251g/(m2・24h)、比較例1:447g/(m2・24h)、比較例3:307g/(m2・24h)、比較例4:428g/(m2・24h)、比較例5:529g/(m2・24h)。
実施例3:297g/(m2・24h)、実施例5:251g/(m2・24h)、比較例1:447g/(m2・24h)、比較例3:307g/(m2・24h)、比較例4:428g/(m2・24h)、比較例5:529g/(m2・24h)。
[比較例7]
(c)積層フィルムの作製において以下の操作を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例7の積層フィルムを作製した。
(c)積層フィルムの作製において以下の操作を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例7の積層フィルムを作製した。
上記(a)で作製した偏光子層の一方の面に、上記(b)で準備した樹脂層を製造例で得られた水系の接着剤組成物を介して貼合した。その後、80℃で5分間の乾燥を行った後、40℃、23%RHで72時間養生して、積層フィルムを作製した。
表1〜3の結果から、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む接着剤組成物を用いた場合、ΔPyが0.3以下であり、湿熱環境下においても高い偏光度を保つことが示された。
以下の参考例では、偏光子層の吸収軸に対して樹脂層の遅相軸が斜交している場合に、本発明の課題が発生することについて確認した。
[参考例]
(a−1)偏光子層の作製
一軸延伸されたポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が配向した厚さ30μmの偏光子層を作製した。
(a−1)偏光子層の作製
一軸延伸されたポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が配向した厚さ30μmの偏光子層を作製した。
(b−1)樹脂層の準備
樹脂層としてトリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタオプト株式会社製の「KC4FR−1」、厚さ43μm)にケン化処理を施したフィルムを準備した。このフィルムは、延伸フィルムであり、可塑剤を含有する。
樹脂層としてトリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタオプト株式会社製の「KC4FR−1」、厚さ43μm)にケン化処理を施したフィルムを準備した。このフィルムは、延伸フィルムであり、可塑剤を含有する。
(b−2)保護フィルムの準備
保護フィルムとして厚さ83μmのトリアセチルセルロースフィルムにケン化処理を施したフィルムを準備した。このトリアセチルセルロースフィルムの片面にはハードコート層が形成されていた。
保護フィルムとして厚さ83μmのトリアセチルセルロースフィルムにケン化処理を施したフィルムを準備した。このトリアセチルセルロースフィルムの片面にはハードコート層が形成されていた。
(c−1)積層フィルムの作製
次に、上記実施例および比較例と同様にして、上記(b−1)における樹脂層の一方の面に、製造例で得られた水系の接着剤組成物を塗布した。
これとは別に、上記(b−2)の保護フィルムにおけるハードコート層が形成されていない面に、樹脂層と同様にして上記水系の接着剤組成物を塗布した。
次に、上記実施例および比較例と同様にして、上記(b−1)における樹脂層の一方の面に、製造例で得られた水系の接着剤組成物を塗布した。
これとは別に、上記(b−2)の保護フィルムにおけるハードコート層が形成されていない面に、樹脂層と同様にして上記水系の接着剤組成物を塗布した。
ニップロールを用いて、上記(a−1)で作製した偏光子層の一方の面と、上記(b−1)で準備した樹脂層とを、上記水系の接着剤組成物を介して貼合した。また、偏光子層の他方の面と上記(b−2)で準備した保護フィルムとを、上記水系の接着剤組成物を介して貼合した。このようにして、積層物を作製した。この際、樹脂層の遅相軸と偏光子層の吸収軸とが、ほぼ平行になるようにした。
次いで、得られた積層物を、張力を保ったまま、乾燥炉の内部に通過させ、水系の接着剤組成物を乾燥させた。さらに積層物を40℃、23%RHで72時間養生して、積層フィルムを得た。
次いで、得られた積層物を、張力を保ったまま、乾燥炉の内部に通過させ、水系の接着剤組成物を乾燥させた。さらに積層物を40℃、23%RHで72時間養生して、積層フィルムを得た。
上記樹脂層の他方の面に、貯蔵弾性率約0.7MPaの粘着剤層(厚さ15μm)を形成した。この粘着剤層を介して、積層フィルムをガラス板の片面に貼合し、評価サンプルとした。得られた評価サンプルを、上記「積層フィルムの耐湿熱性の評価」と同じく、温度65℃、湿度90%RHの環境に250時間放置し、放置前後の視感度補正偏光度を比較した。
評価の結果、参考例の積層フィルムにおけるΔPyは、0.3%以下であった。この結果から、樹脂層の遅相軸と偏光子層の吸収軸とが、ほぼ平行である場合、接着剤組成物が分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含まなかったとしても、ΔPyが0.3以下であり、湿熱環境下においても高い偏光度を保つことが示された。
以上のことから、本発明が有用であることが確かめられた。
本発明は、液晶表示装置などの表示装置における偏光の供給素子または偏光の検出素子として利用可能である。
1、2…積層フィルム、11…偏光子層、21…樹脂層、23…保護フィルム、31、33…接着剤層
Claims (2)
- ポリビニルアルコール系樹脂中に二色性色素が配向された偏光子層と、
前記偏光子層の吸収軸に対して斜交する方向に遅相軸を有する樹脂フィルムを形成材料とする樹脂層と、
前記偏光子層と前記樹脂層とを接着する接着剤層と、を有し、
前記樹脂層は、可塑剤を含み、
前記接着剤層は、接着剤組成物の硬化物を形成材料として含み、
前記接着剤組成物は、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む積層フィルム。 - 前記偏光子層および前記樹脂層は、いずれも長尺状である請求項1に記載の積層フィルム。
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