JP2022001901A - 偏光板及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】低減された内部ヘイズを有する偏光板及びその製造方法を提供すること。【解決手段】配向膜上に形成された、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層に対し、活性エネルギー線を照射して、該重合性液晶化合物を重合させる工程を有し、該液晶組成物層は20℃以下の表面温度を有する、偏光板の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、偏光板及びその製造方法に関し、特に、低減された内部ヘイズを有する偏光板及びその製造方法に関する。
外光反射や背景の映り込み等の問題を解消するため、有機EL表示装置等の表示装置の視認面には円偏光板が設けられる。かかる円偏光板は、偏光板に位相差フィルムを付加することで構成され、それにより付与される円偏光機能により、外光反射の防止が行われる。
特許文献1には、スメクチック液晶性を示す重合性液晶化合物、二色性色素、及び少なくとも2種の有機溶剤を含み、該有機溶剤が、重合性液晶化合物のアイソトロピック相転移温度よりも−20℃以上50℃以下高い沸点を有する有機溶剤Aと、重合性液晶化合物のアイソトロピック相転移温度よりも50℃を超えて高い沸点を有する有機溶剤Bとを含む偏光膜形成用組成物の塗膜を形成する工程、該塗膜を偏光膜形成用組成物に含まれる重合性液晶化合物のアイソトロピック相転移温度以上まで加熱乾燥した後に降温し、該重合性液晶化合物をスメクチック液晶相に相転移させる工程、及び該スメクチック液晶相を保持したまま重合性液晶化合物を重合させて偏光膜を形成する工程を含む、偏光板の製造方法、が記載されている(請求項13)。該工程を経て得られる偏光膜は、ドット抜け及び配向欠陥がなく、高い配向秩序度を有し、表示品位を向上させることができる。
特許文献2には、表面に配向層が形成され、連続的に搬送される透明支持体上に、液晶性化合物を含む液晶層塗布液を該配向層上に塗布する液晶層塗布工程と、該液晶層を乾燥する液晶層乾燥工程と、該乾燥工程の乾燥温度より低い温度に冷却した状態で、液晶層を硬膜する冷却硬膜工程と、該冷却硬膜工程の冷却温度より高い温度に加熱した状態で、前記配向層を硬膜する加熱硬膜工程と、を有することを特徴とする光学補償フィルムの製造方法及び該方法により製造された光学補償フィルム、が記載されている(請求項1及び12)。該光学補償フィルムは、配向性や光学特性を損なうことなく、耐傷性及び高温度高湿度下での耐久性が改良されており、該光学補償フィルムを有する偏光板を用いた液晶表示装置は、高温度高湿度下においても表示品位を損なうことなく、良好な視野角特性を有する。
特開2019−139222号公報 特開2009−229706号公報
表示装置は、上記のように、円偏光板を用いることで表示品位の向上が図られている。しかし、かかる円偏光板を用いた場合においても、表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯びて見え、しかも、黄色味の強さが、視認面を見る角度に応じて変化するという問題がある。この問題に対して、その解決策は未だ具体的に示されておらず、偏光板の性能は、なお改善の余地を有している。
特許文献1においては、上記表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯びて見える問題についての記載はなく、この問題に対する解決手段は示されていない。
また、特許文献2に記載の発明は、偏光板に付加される位相差フィルム(光学補償フィルム)の改良技術であり、偏光板についての技術ではない。また、特許文献2に記載された発明は、液晶表示装置への適用を前提としたものであるから、表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯びて見える問題についての記載もなく、この問題に対する解決手段は示されていない。
表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯びて見える現象は、偏光板の偏光膜中の液晶の配向秩序度が低い結果、透過光が散乱し、一部の光が偏光されないことで生じるものと考えられる。そして、液晶の配向秩序度を向上させるためには、重合性液晶化合物を重合して偏光膜を形成する際、その分子運動を抑制することが有効と考えられる。
上記に鑑み、本発明の目的とするところは、偏光膜中の液晶の配向秩序度の向上を図ることで、偏光板の内部ヘイズを低減させ、視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯び難い偏光板及びその製造方法を提供すること、にある。
ここで、上記内部ヘイズは、対象物の内部構造(結晶化度や結晶サイズ)に由来するヘイズをいい、偏光板の透過光が散乱する程度は、「内部ヘイズ」として測定することができる。他方、外部ヘイズは、対象物の表面構造(表面の凹凸)に由来するヘイズをいう。
本発明は、配向膜上に形成された、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層に対し、活性エネルギー線を照射して、該重合性液晶化合物を重合させる工程を有し、該液晶組成物層は20℃以下の表面温度を有する、偏光板の製造方法、を提供する。
ある一形態においては、前記液晶組成物層は、配向膜上に液晶組成物と溶剤とを含む偏光膜形成用組成物を塗布し、加熱することで乾燥させた層である。
ある一形態においては、前記乾燥は80〜150℃の温度で行われるものである。
また、本発明は、配向膜上に形成された、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層に対し、活性エネルギー線を照射して、該重合性液晶化合物を重合させる工程を有し、該液晶組成物層は20℃以下の表面温度を有する、偏光板の内部ヘイズを低減する方法、を提供する。
ある一形態においては、前記偏光板は1.0%以下の内部ヘイズを有する。
また、本発明は、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層が硬化した偏光膜を含み、1.0%以下の内部ヘイズを有する、偏光板を提供する。
また、本発明は、前記偏光板と位相差フィルムとを有する、円偏光板を提供する。
また、本発明は、前記円偏光板と表示素子とを有する、表示装置を提供する。
本発明によれば、表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯び難い、低減された内部ヘイズを有する偏光板が提供される。
図1は、本発明による偏光板の構造の一例を示す断面図である。 図2は、本発明による偏光板を含む円偏光板の構造の一例を示す断面図である。 図3は、本発明による偏光板を含む表示装置の構造の一例を示す断面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
<偏光板>
図1は、本発明による偏光板の構造の一例を示す断面図である。偏光板100は、基材10と、その上に形成された配向膜20と、さらにその上に形成された偏光膜30とを、有する(図1)。偏光板100は、基材10上に配向膜20を形成し、さらにその上に偏光膜30を形成することで製造することができる。配向膜20は、基材10上に配向性ポリマーと溶剤とを含む配向性ポリマー組成物を塗布し、塗膜を乾燥及び配向処理することで形成することができる。偏光膜30は、該配向膜20上に重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤と溶剤とを含む偏光膜形成用組成物を塗布し、該塗膜を加熱して乾燥させた後、得られる液晶組成物層を硬化することで形成することができる。以下、具体的に説明する。
<配向膜>
配向膜は基材上に形成される。配向膜とは、その上に配置される液晶化合物に対し、配向規制力を付与する膜をいう。配向規制力とは、配置された液晶化合物を所望の方向に配向させる力をいう。かかる配向規制力を有する配向膜は、配向性ポリマー組成物の乾燥塗膜をラビング処理又は光配向処理することで形成することができる。
上記配向性ポリマー組成物に使用される配向性ポリマーとしては、例えば分子内にアミド結合を有するポリアミド及びゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステル等が挙げられる。中でも、透明性及び高い配向性を有することからポリビニルアルコールが好ましい。配向性ポリマーは、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
配向性ポリマー組成物に使用される溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、及び乳酸エチル等のエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン及びメチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;ペンタン、ヘキサン及びヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、アセトニトリル等のニトリル系溶剤;テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等のエーテル系溶剤;クロロホルム及びクロロベンゼン等の塩素置換炭化水素系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤は、使用される配向性ポリマーの性質に応じて適宜選択することができ、単独で又は2種以上を混合して使用することもできる。
配向性ポリマー組成物は、スピンコーティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法等の塗布法、又はフレキソ法等の印刷法等の公知の方法を用いて基材に塗布することができる。
塗布された配向性ポリマー組成物に含まれる溶剤は、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥法及び減圧乾燥法等の乾燥法を用いて除去することができる。溶剤を除去することで、配向性ポリマーの乾燥塗膜を得ることができる。
上記配向性ポリマーの乾燥塗膜をラビング処理又は光配向処理することで、配向膜を形成することができる。
ラビング処理とは、基材上の配向性ポリマーの乾燥塗膜に、ナイロン等の布を巻いたローラを一定圧力で押し込みながら回転させることで塗膜の表面を一定方向に擦り(ラビングし)、配向性ポリマーを配向させる方法をいう。かかる配向した配向性ポリマーの膜(配向膜)上に後述する重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤と溶剤とを含む偏光膜形成用組成物を塗布し、該塗膜を加熱して乾燥させた後、得られる液晶組成物層を硬化させることで、偏光膜を得ることができる。
光配向処理とは、基材上の配向性ポリマーの乾燥塗膜に、偏光を照射し、偏光方向の液晶高分子鎖を選択的に反応させることで異方性を発生させ、配向性ポリマーを配向させる方法をいう。かかる配向した配向性ポリマーの膜(光配向膜)上に、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤と溶剤とを含む偏光膜形成用組成物を塗布し、該塗膜を加熱して乾燥させた後、得られる液晶組成物層を硬化させることで、偏光膜を得ることができる。
配向膜は、塗膜表面の摩擦により生じる微細な粉塵の混入及び静電気が発生する懸念もないことから、光配向処理を経て形成することが好ましい。光配向処理により形成した配向膜を用いることで、表示装置の表示品位をより向上させることができる。
光配向処理に用いられる配向性ポリマーは、光反応性基を有する。光反応性基を有することにより、光照射により分子の異性化反応、二量化反応、光架橋反応又は光分解反応等が起こり、異方性を発現することができる。かかる光反応性基としては、異方性の発現に有利であることから、二量化反応又は光架橋反応に関与することができる光反応性基が好ましく、かかる光反応性基としては、例えば不飽和結合、特に二重結合、例えば炭素−炭素二重結合(C=C結合)、炭素−酸素二重結合(C=O結合)、炭素−窒素二重結合(C=N結合)及び窒素−窒素二重結合(N=N結合)等が挙げられる。
C=C結合を有する光反応性基としては、例えば、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾ−ル基、スチルバゾリウム基、カルコン基及びシンナモイル基等が挙げられ、C=O結合を有する光反応性基としては、例えば、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基及びマレイミド基等が挙げられる。また、C=N結合を有する光反応性基としては、例えば、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾン等の構造を有する基が挙げられ、N=N結合を有する光反応性基としては、例えば、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基、及び、アゾキシベンゼン構造を有する基等が挙げられる。中でも、シンナモイル基又はカルコン基が好ましく、これらを有する光配向性ポリマーは、光配向に必要な偏光照射量が比較的少なく、熱的安定性及び経時的安定性に優れる配向膜が得られ易い。
光配向膜は、基材上に形成された光配向性ポリマーの乾燥塗膜に、偏光を照射することで得ることができる。
偏光を照射する方法としては、光配向性ポリマーの塗膜に直接照射してもよく、基材側から偏光を透過させて照射してもよい。偏光は、実質的に平行光であることが好ましい。照射する偏光の波長としては、光配向性ポリマーの光反応性基が吸収し得る範囲にあるものが好ましく、250〜400nmの範囲である紫外線が特に好ましい。偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArF等の紫外光レーザー等が挙げられるが、中でも、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ及びメタルハライドランプは、波長313nmの紫外線強度が大きく、特に好ましい。該光源からの光を適当な偏光子を通過させて照射することにより、偏光紫外線を照射することができる。偏光子としては、例えば偏光フィルタやグラントムソン、グランテーラー等の偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子が挙げられる。
また、光配向性ポリマー組成物中の光配向性ポリマーの含有量は、ポリマーの種類や目的とする光配向膜の厚さによって適宜決定することができる。光配向性ポリマー組成物の総質量に対して、例えば0.1〜30質量%、好ましくは0.3〜10質量%である。光配向性ポリマー組成物は、光配向膜の特性が著しく損なわれない範囲で、ポリビニルアルコール又はポリイミド等の高分子材料及び光増感剤をさらに含んでもよい。
上記のようにして得られる光配向膜の厚さは、通常1〜200nm、好ましくは5〜150nm、より好ましくは10〜100nmである。
<基材>
配向膜を支持する基材は、本発明の目的及び用途に照らし、光、特に可視光を透過することができる透明性を有する板状体であることが好ましい。ここで、透明性とは、380〜780nmにわたる光線の透過率が80%以上となる特性をいう。かかる板状体としては、例えば透光性樹脂板状体が挙げられ、透光性樹脂板状体を構成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ノルボルネン系ポリマー等の環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド及びポリフェニレンオキシド等が挙げられる。中でも、透明性及び入手容易性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸エステル、セルロースエステル又は環状オレフィン系樹脂が好ましい。
基材の厚さは、通常5〜100μm、好ましくは7〜70μm、より好ましくは10〜50μmである。5μm以上である場合には、強度及びそれによる加工容易性を担保することができ、50μm以下である場合には、表示装置の薄型化及び表示装置に要求される可撓性に対応することができる。
<液晶組成物層>
前述のように、偏光膜は、配向膜上に偏光膜形成用組成物を塗布し、該塗膜を加熱して乾燥させた後、得られる液晶組成物層を硬化することで得ることができる。液晶組成物は、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを少なくとも含み、液晶組成物からなる乾燥塗膜の未だ硬化していない層(重合性液晶化合物が重合していない層)を、本明細書においては、特に液晶組成物層と呼ぶ。
<重合性液晶化合物>
液晶組成物は、重合性液晶化合物と二色性色素とを含む。重合性液晶化合物とは、重合に関与する官能基を有する液晶化合物をいう。液晶化合物とは、液晶性を発現する剛直なメソゲン基を有する化合物をいい、メソゲン基としては、例えばビフェニル基、フェニルベンゾアート基等が挙げられる。重合性液晶化合物は、サーモトロピック液晶性であってよく、リオトロピック液晶性であってもよいが、本発明においては、緻密な膜厚制御が可能である点から、サーモトロピック液晶を用いることが好ましい。ここで、サーモトロピック液晶とは、温度変化により液晶性を示す液晶をいい、また、リオトロピック液晶とは、共存溶剤の濃度変化により液晶性を示す液晶をいう。
重合性液晶化合物がサーモトロピック液晶である場合、液晶はネマチック液晶相を示すものでも、スメクチック液晶相を示すものでもよい。しかしながら、本発明においては、高い配向秩序度を有する偏光膜の形成を促す観点から、スメクチック液晶相を示すものを用いることが好ましい。ここで、ネマチック液晶とは、一定方向に配向している液晶をいい、スメクチック液晶とは、一定方向に配向しており、かつ、層状構造を有する液晶をいう。
スメクチック液晶相としては、例えばスメクチックA相、スメクチックB相、スメクチックD相、スメクチックE相、スメクチックF相、スメクチックG相、スメクチックH相、スメクチックI相、スメクチックJ相、スメクチックK相、スメクチックL相等が挙げられる。中でも、スメクチックB相、スメクチックF相、スメクチックI相が好ましく、スメクチックB相がより好ましい。重合性液晶化合物の液晶相がこれらの液晶相である場合、より高い偏光特性を得ることができる。
かかる液晶相を示す重合性液晶化合物としては、例えば下記の式(1)で表される化合物(以下、化合物(1)ということがある。)が挙げられる。
Figure 2022001901
[式(1)中、
、X及びXは、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基又は置換基を有していてもよいシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表す。ただし、X、X及びXのうち少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である。シクロへキサン−1,4−ジイル基を構成する−CH−は、−O−、−S−又は−NR−に置き換わってもよい。Rは、炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基を表す。
及びYは、互いに独立に、−CHCH−、−CHO−、−COO−、−OCOO−、単結合、−N=N−、−CR=CR−(R及びRは、互いに独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。)、−C≡C−又は−CR=N−(Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。)を表す。
及びUは、水素原子又は重合性基を表し、少なくとも一方が重合性基である。
及びVは、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する−CH−は、−O−、−S−又は−NH−に置き換わってもよい。
及びWは、互いに独立に、単結合、−O−、−S−、−COO−又は−OCOO−を表す。]
化合物(1)において、X、X及びXのうち少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基であることが好ましい。置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基は、無置換であることが好ましい。
置換基を有していてもよいシクロへキサン−1,4−ジイル基は、置換基を有していてもよいトランス−シクロへキサン−1,4−ジイル基であることが好ましく、置換基を有していてもよいトランス−シクロへキサン−1,4−ジイル基は無置換であることが好ましい。
置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基又は置換基を有していてもよいシクロへキサン−1,4−ジイル基が任意に有する置換基としては、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基又はハロゲン原子等が挙げられる。
は、−CHCH−、−COO−又は単結合であることが好ましく、Yは、−CHCH−又は−CHO−であることが好ましい。
は、水素原子又は重合性基である。Uは、水素原子又は重合性基であり、好ましくは重合性基である。U及びUは、ともに重合性基であることが好ましく、ともに光重合性基であることが好ましい。光重合性基を有する重合性液晶化合物は、より低温条件下で重合できる点で有利である。
及びUで表される重合性基は互いに異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1−クロロビニル基、イソプロペニル基、4−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基又はオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
及びVで表されるアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、イコサン−1,20−ジイル基等が挙げられる。V及びVは、好ましくは炭素数2〜12のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数6〜12のアルカンジイル基である。
置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルカンジイル基が任意に有する置換基としては、シアノ基、ハロゲン原子等が挙げられるが、該アルカンジイル基は、無置換であることが好ましく、無置換かつ直鎖状のアルカンジイル基であることがより好ましい。
及びWは、互いに独立に、好ましくは単結合又は−O−である。
式(1)で表される重合性液晶化合物としては、例えば、以下の式で表される化合物が挙げられる。化合物(1)が、シクロヘキサン−1,4−ジイル基を有する場合、そのシクロヘキサン−1,4−ジイル基は、トランス体であることが好ましい。
Figure 2022001901
Figure 2022001901
Figure 2022001901
Figure 2022001901
化合物(1)の中でも、式(1−2)、式(1−3)、式(1−4)、式(1−6)、式(1−7)、式(1−8)、式(1−13)、式(1−14)及び式(1−15)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。化合物(1)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
化合物(1)は、例えば、Lub et al. Recl.Trav.Chim.Pays−Bas,115,321−328(1996)、又は特許第4719156号等に記載の公知方法で製造することができる。化合物(1)としては、市販品を使用してもよく、例えばパリオカラーLC242(BASF社)を用いることができる。また、液晶組成物は、化合物(1)以外の他の重合性液晶化合物を含んでもよい。
配向秩序度の高い偏光膜を得る観点から、偏光膜中における重合性液晶化合物の含有量は、偏光膜の固形分100質量部に対して、通常70〜99.5質量部であり、好ましくは80〜99質量部、より好ましくは80〜94質量部、さらに好ましくは80〜90質量部である。ここで、固形分とは、偏光膜形成用組成物から溶剤を除いた成分(すなわち液晶組成物)の合計量をいう。
<二色性色素>
液晶組成物は、重合性液晶化合物のほか、二色性色素を含む。二色性色素とは、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素をいう。重合性液晶化合物に包摂されて偏光特性を示すことができる。二色性色素は、染料であっても顔料であってもよく、また、単独で又は2種以上の染料又は顔料を混合して用いてもよい。
二色性色素としては、300〜700nmの範囲に吸収極大波長(λMAX)を有するものが好ましい。かかる二色性色素としては、例えば、アクリジン色素、オキサジン色素、アントラキノン色素、シアニン色素、アゾ色素、ナフタレン色素等が挙げられ、中でもアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、例えばモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、スチルベンアゾ色素等が挙げられる。ビスアゾ色素又はトリスアゾ色素としては、例えば、式(2)で表される化合物(以下、化合物(2)ということがある。)が挙げられる。
Figure 2022001901
[式(2)中、
及びAは、互いに独立に、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいナフチル基又は置換基を有していてもよい1価の複素環基を表す。Aは、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、置換基を有していてもよいナフタレン−1,4−ジイル基又は置換基を有していてもよい2価の複素環基を表す。pは1〜4の整数を表す。pが2以上の整数である場合、複数個存在するAは互いに独立して同一でも異なっていてもよい。]
1価の複素環基としては、例えばキノリン、チアゾール、ベンゾチアゾール、チエノチアゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール等の複素環化合物から1個の水素原子を除いた基が挙げられる。2価の複素環基としては、上記複素環化合物から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
及びAにおけるフェニル基、ナフチル基及び1価の複素環基、及びAにおけるp−フェニレン基、ナフタレン−1,4−ジイル基及び2価の複素環基が任意に有する置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基及びブトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシ基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜4のフッ化アルキル基;シアノ基;ニトロ基;ハロゲン原子;アミノ基、ジエチルアミノ基及びピロリジノ基等の置換又は無置換アミノ基(置換アミノ基とは、炭素数1〜6のアルキル基を1つ又は2つ有するアミノ基、又は2つの置換アルキル基が互いに結合して炭素数2〜8のアルカンジイル基を形成しているアミノ基を意味する。無置換アミノ基は、−NHである。)が挙げられる。なお、炭素数1〜6のアルキル基の具体例は、化合物(1)のフェニレン基等が任意に有する置換基で例示したものと同じである。
式(2)で表されるアゾ色素としては、例えば、以下の式で表される化合物等が挙げられる。
Figure 2022001901
Figure 2022001901
[式(2−1)〜(2−6)中、
〜B20は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、置換又は無置換のアミノ基(置換アミノ基及び無置換アミノ基の定義は前記のとおり)、塩素原子又はトリフルオロメチル基を表す。
n1〜n4は、互いに独立に0〜3の整数を表す。
n1が2以上である場合、複数個のBは互いに独立して同一であってもよく、異なっていてもよく、
n2が2以上である場合、複数個のBは互いに独立して同一であってもよく、異なっていてもよく、
n3が2以上である場合、複数個のBは互いに独立して同一であってもよく、異なっていてもよく、
n4が2以上である場合、複数個のB14は互いに独立して同一であってもよく、異なっていてもよい。]
前記アントラキノン色素としては、式(2−7)で表される化合物が好ましい。
Figure 2022001901
[式(2−7)中、R〜Rは、互いに独立に、水素原子、−R、−NH、−NHR、−NRX、−SR又はハロゲン原子を表す。
は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。]
前記オキサジン色素としては、式(2−8)で表される化合物が好ましい。
Figure 2022001901
[式(2−8)中、R〜R15は、互いに独立に、水素原子、−R、−NH、−NHRx、−NRX、−SR又はハロゲン原子を表す。
は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。]
前記アクリジン色素としては、式(2−9)で表される化合物が好ましい。
Figure 2022001901
[式(2−9)中、R16〜R23は、互いに独立に、水素原子、−R、−NH、−NHR、−NRX、−SR又はハロゲン原子を表す。
は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基を表す。]
式(2−7)、式(2−8)及び式(2−9)における、Rで表される炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基等が挙げられ、炭素数6〜12のアリール基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基又はナフチル基等が挙げられる。
前記シアニン色素としては、式(2−10)で表される化合物又は式(2−11)で表される化合物が好ましい。
Figure 2022001901
[式(2−10)中、D及びDは、互いに独立に、式(2−10a)〜式(2−10d)のいずれかで表される基を表す。
Figure 2022001901
n5は1〜3の整数を表す。]
Figure 2022001901
[式(2−11)中、D及びDは、互いに独立に、式(2−11a)〜式(2−11h)のいずれかで表される基を表す。
Figure 2022001901
n6は1〜3の整数を表す。]
液晶組成物中における二色性色素の含有量(複数種含む場合にはその合計量)は、用いる二色性色素の種類に応じて適宜決定することができるが、良好な光吸収特性を得る観点から、液晶組成物中の重合性液晶化合物100質量部に対して、通常0.1〜30質量部、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部、さらに好ましくは2〜8質量部である。二色性色素の含有量が上記範囲にあることで、重合性液晶化合物の液晶配向を乱さず包摂され、配向秩序度が高く偏光性能に優れる偏光膜を形成することができる。
<重合開始剤>
液晶組成物は、前記重合性液晶化合物及び二色性色素に加え、重合開始剤をさらに含む。重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始することができる化合物である。重合開始剤としては、低温条件下で重合反応の開始を行える点で、光重合開始剤が好ましい。具体的には、光の作用により活性ラジカル又は酸を発生する化合物が光重合開始剤として用いられる。中でも、光の作用により活性ラジカルを発生するものがより好ましい。
重合開始剤としては、例えばベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩等が挙げられる。
液晶組成物が重合開始剤を含む場合、重合開始剤の含有量は、液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物の種類及びその量に応じて適宜決定できるが、重合性液晶化合物100質量部に対し、通常0.1〜30質量部、好ましくは0.3〜10質量部、より好ましくは0.5〜8質量部である。重合開始剤の含有量が、上記範囲内にあることで、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合させることができる。
<レベリング剤>
また、液晶組成物は上記のほかレベリング剤をさらに含んでもよい。レベリング剤は、偏光膜形成用組成物の流動性を調整し、塗膜をより平坦にする機能を有する。具体的には、界面活性剤が挙げられる。レベリング剤としては、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤及びフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。レベリング剤は単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
レベリング剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、0.05〜5質量部であることが好ましく、0.05〜3質量部であることがより好ましい。レベリング剤の含有量が前記範囲内にあることで、重合性液晶化合物を水平配向させやすく、かつ、ムラが生じ難く、より平滑な偏光膜が得られ易い。
<溶剤>
液晶組成物を塗布するための溶剤としては、重合性液晶化合物及び二色性色素を完全に溶解することができるものであることが好ましく、また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性であるものが好ましい。かかる溶剤としては、配向性ポリマー組成物の調製に使用される溶剤として例示したものと同様のものを挙げることができる。
液晶組成物層は、上述のように偏光膜形成用組成物の塗膜を乾燥させることで形成することができる。塗膜の乾燥温度は、重合性液晶化合物、二色性色素、重合開始剤及び溶剤等の種類及び性質を考慮して、適宜決定することができるが、塗膜に含まれる重合性液晶化合物の重合が起こらず、重合性液晶化合物の微結晶が析出しない条件で乾燥するのが好ましい。微結晶が析出する条件では、ドット抜け等が発生し、表示品位の低下につながることとなる。
塗膜の乾燥温度は、例えば80〜150℃である。塗膜の乾燥温度が80℃以上であると温度依存性の高い液晶が相転移しやすく、良好な光学特性の偏光膜が得やすくなり、150℃以下であると配向膜や液晶化合物への熱ダメージが生じにくく、得られる偏光膜に欠陥が生じにくくなる。塗膜の乾燥温度は、好ましくは80〜150℃であり、より好ましくは100〜130℃である。塗膜の乾燥方法としては、このような加熱乾燥法のほか、自然乾燥法、通風乾燥法、及び減圧乾燥法等の中から適宜選択することができる。
上記乾燥工程は、塗膜に含まれる重合性液晶化合物が重合を起こさず、重合性液晶化合物の微結晶が析出しない条件である限りは、塗膜に含まれる溶剤を適度に除去するための予備乾燥工程をさらに含んでもよい。予備乾燥工程における乾燥方法としては、上記乾燥工程における乾燥方法として例示したものと同様の方法を用いることができる。
<液晶組成物層の硬化>
液晶組成物層は、活性エネルギー線を照射して重合性液晶化合物を重合させることで硬化させる。これにより、配向膜上に偏光膜を形成することができる。形成される偏光膜の厚さは、通常0.5〜10μmである。偏光膜の厚さが0.5μm未満であると吸光度が低く透過率が高くなり過ぎ、10μmを超えると表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯び易くなる。偏光膜の厚さは、好ましくは0.75〜5μm、より好ましくは1〜3μmである。
重合性液晶化合物の重合に際し、液晶組成物層に照射する活性エネルギー線は、液晶組成物層に含まれる重合開始剤の種類、重合性液晶化合物の種類(特に重合性液晶化合物が有する重合性基の種類)及びその量に応じて適宜選択することができる。活性エネルギー線としては、可視光線、紫外線、赤外線、その他電子線が挙げられる。中でも、重合反応を制御し易く反応装置も普及していることから、紫外線を採用することが好ましい。光重合法で重合を行った場合、重合性液晶化合物は、スメクチック相、好ましくは高次のスメクチック相の液晶状態が保持されたまま重合されて偏光膜を形成し、偏光性能に優れた偏光膜を得ることができる。また、光重合の際、マスキングや現像を行う等によりパターニングされた偏光膜を得ることもできる。
活性エネルギー線の光源としては、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380〜440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。中でも、紫外線の光源としては、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が好適である。
紫外線の照射強度は、光重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度で、通常10〜3,000mW/cmである。照射時間は、通常0.1秒〜10分、好ましくは0.1秒〜5分、より好ましくは0.1秒〜1分である。積算光量は、通常10〜3,000mJ/cmであり、好ましくは50〜2,000mJ/cm、より好ましくは100〜1,000mJ/cmである。
また、液晶組成物層の硬化は、乾燥した液晶組成物層を冷却して行うことができる。液晶組成物層が低い温度であるときに活性エネルギー線の照射を行うことで、重合性液晶化合物の分子運動が抑制され、配向秩序度が向上した偏光膜を得ることができる。活性エネルギー線の照射開始時点における液晶組成物層の表面温度は20℃以下、好ましくは19.9℃以下であり、より好ましくは19.7℃以下である。活性エネルギー線の照射開始時点における液晶組成物層の表面温度は、10.0℃以上であってもよいし、15.0℃以上であってもよいし、19.0℃以上であってもよい。表面温度がこれらの範囲にあることで、当該偏光膜を用いた偏光板は、透過光の散乱が減少し、偏光されない透過光が減少して、表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯びて見える現象が解消される。液晶組成物層の表面温度は、赤外放射温度計で測定することができ、例えば、Fluke社製「62MAX」(商品名)を用いて測定することができる。
液晶組成物層の冷却手段としては、液晶組成物層の温度を所望の温度に適切に調節できるものであれば特に限定されることはなく、例えば、スリット状又はノズル状の吹き出し口からの冷却風、ロールツーロール形式の場合には、冷却ロール等を、冷却手段として採用することができる。冷却手段の温度としては、例えば−30〜30℃、好ましくは−15〜25℃、より好ましくは0〜20℃である。
液晶組成物層の硬化は、乾燥した液晶組成物層を冷却しながら行ってもよい。液晶組成物層の表面温度は、硬化の際、所定の温度に維持されていることが好ましい。
上記一連の流れを経て、配向秩序度が向上した、偏光性能に優れる偏光膜を形成することができる。
<偏光板>
上記偏光膜は、その上にオーバーコート層や樹脂フィルム(図1には非表示)をさらに設け、偏光板とすることができる。オーバーコート層や樹脂フィルムを設けることで、偏光膜を衝撃や湿度及び熱等から保護することができる。樹脂フィルムの材料としては、上記基材の材料が例示される。
オーバーコート層の主成分である樹脂は、(メタ)アクリル系樹脂であれば特に限定されない。(メタ)アクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル系樹脂を構成するモノマーのうち(メタ)アクリロイル基を有するモノマーが主成分であるポリマーであることをいう。ここで、主成分とは、(メタ)アクリル系樹脂を構成するモノマー成分の中で最も含有量(質量%)の大きいモノマーをいう。オーバーコート層として(メタ)アクリル系樹脂を用いることにより、湿熱環境下においても偏光膜の光学特性の低下を抑制することができる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、光重合性モノマーを重合したものであることが好ましく、例えば(メタ)アクリロイル基を有する単官能モノマー又は多官能モノマーを単独で又は2種以上を混合して重合したものを用いることができる。(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有するモノマー以外のモノマーが重合されていてもよく、例えば、ビニル基を有するモノマーが重合されていてもよい。
(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとしては、特に限定されないが、分子内に1個又は2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物を挙げることができ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いることができる。例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、上記(メタ)アクリレートのエチレンオキシド又はプロピレンオキシド添加化合物;分子中に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート、オリゴエーテル(メタ)アクリレート、オリゴウレタン(メタ)アクリレート、オリゴエポキシ(メタ)アクリレート、オリゴメラミン(メタ)アクリレート、デンドリマー構造を有する多官能アクリレート等が挙げられる。
上記以外の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール(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、ネオペンチルグリコールジ(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、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス(2−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、上記(メタ)アクリル酸エステルにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを添加したポリ(メタ)アクリレート;分子中に1〜3個の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート、オリゴエーテル(メタ)アクリル酸エステル、オリゴウレタン(メタ)アクリル酸エステル、オリゴエポキシ(メタ)アクリル酸エステル;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、上記(メタ)アクリル酸エステルにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを添加した生成物;モノ(メタ)アクリル酸エステル、イソ−オクチル(メタ)アクリレート、イソ−デシル(メタ)アクリレート、ステアリル(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、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ビニル基を有するモノマーとしては、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルフタルイミド、N−ビニルスクシンイミド等のN−ビニル化合物;スチレン、ジビニルベンゼン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシスチレン、α−メチルスチレン、ブロモメチルスチレン、トリブロモメチルスチレン等のビニル置換芳香族化物;ジエチレングリコールモノメチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル等のビニルエーテル;ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート等のビニルエステルが挙げられる。
オーバーコート層の厚さは、通常0.1〜1.0μm、好ましくは0.3〜0.9μm、より好ましくは0.5〜0.8μmである。オーバーコート層の厚さが上記範囲内であることにより、偏光板に好適な保護と可撓性を与えることができる。
このようにして、基材/配向膜/偏光膜/オーバーコート層の順からなる、偏光板を得ることができる。
偏光板の透過光が散乱する程度は、材料の透明性を表わす特性値である内部ヘイズにより表すことができる。本発明による偏光板は、厚さ方向における1.0%以下の内部ヘイズを有する。偏光板の厚さ方向における内部ヘイズが1.0%以下にあることで表示装置の視認面から入射した光の反射光が黄色味を帯び難くなる。偏光板の厚さ方向における内部ヘイズは、好ましくは0.8%以下であり、より好ましくは0.6%以下であり、さらに好ましくは0.5%以下である。内部ヘイズは、例えば0.01%以上であってよく、0.1%以上であってもよく、0.3%以上であってもよい。外部ヘイズは、例えば0.0%以上0.5%以下であることができる。
また、偏光板の視感度補正偏光度は、通常95.0%以上であり、好ましくは96.0〜98.0%、より好ましくは96.9〜97.6%である。偏光板の視感度補正偏光度がこれらの範囲にあることで、表示装置に適度なコントラストを与えることができる。
また、偏光板の視感度補正単体透過率は、通常40.0〜50.0%であり、好ましくは42.0〜48.0%、より好ましくは42.2〜42.8%である。偏光板の視感度補正単体透過率がこれらの範囲にあることで、表示装置に適度な輝度を与えることができる。
<円偏光板>
図2は、本発明による偏光板を含む円偏光板の構造の一例を示す断面図である。図2の円偏光板200は、偏光板100と、その上に形成された位相差フィルム40とを、有する。このように、本発明の偏光板は、1/4波長板等の位相差フィルムと組み合わせて、円偏光板を製造するために使用することができる。
円偏光板は、偏光板と位相差フィルムとを、粘着剤層又は接着剤層(以下、両者をまとめて粘接着剤層ということがある)を介して貼合することにより得ることができる(図2、粘接着剤層は非表示)。偏光板の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸とが所定の角度となるように偏光板と位相差フィルムとを配置した円偏光板は、表示装置に組み込まれて反射防止機能等を発揮することができる。位相差フィルムがλ/4板である場合、偏光板の吸収軸とλ/4板の遅相軸とのなす角度は、例えば、45°±10°であってよい。
粘接着剤層が粘着剤層である場合、粘着剤層は、(メタ)アクリル系、ゴム系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系等の樹脂を主成分とする粘着剤組成物から形成することができる。透明性、耐候性、耐熱性等に優れることから、(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好ましい。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型又は熱硬化型であってもよい。
粘着剤組成物に用いられる(メタ)アクリル系樹脂(ベースポリマー)としては、例えば(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステルのうちの1種又は2種以上をモノマーとする重合体又は共重合体が好ましい。ベースポリマーは、極性モノマーを共重合して形成することが好ましい。極性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基、水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等を有するモノマーが挙げられる。粘着剤組成物は、前記ベースポリマー単独でなるものであってよいが、通常は架橋剤を更に含む。該架橋剤としては、2価以上の金属イオンであって、カルボキシル基との間でカルボン酸金属塩を形成するもの;ポリアミン化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの;ポリエポキシ化合物やポリオールであって、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するもの;ポリイソシアネート化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの等が挙げられる。中でも、ポリイソシアネート化合物が好適である。
活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線や電子線のような活性エネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有しており、活性エネルギー線照射前においても粘着性を有してフィルム等の被着体に密着することができる。活性エネルギー線の照射により硬化して密着力の調整をすることもできる。かかる活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線硬化型であることが好ましい。粘着剤組成物は、前記のようにベースポリマー、架橋剤に加えて、活性エネルギー線重合性化合物を含むことができる。光重合開始剤や光増感剤等も適宜含む。
粘着剤層は、粘着剤組成物の有機溶剤希釈液を基材上に塗布し、乾燥させることにより得られる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた場合は、形成された粘着剤層に、活性エネルギー線を照射することにより所望の硬化度を有する硬化物とすることもできる。
粘着剤層の貯蔵弾性率は、25℃において、例えば0.001〜1MPa、好ましくは0.01〜0.3MPa、より好ましくは0.05〜0.1MPaである。貯蔵弾性率が0.001MPa以上である場合には、表示装置等の耐衝撃性が向上しやすく、1MPa以下である場合には、表示装置等の屈曲性が向上しやすい。粘着剤層の貯蔵弾性率は、後述の実施例に記載された方法で測定することができる。
粘接着剤層が接着剤層である場合、接着剤層は、例えば、水系接着剤又は活性エネルギー線硬化型接着剤から形成することができる。
水系接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤組成物等が挙げられ、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液であることが好ましい。
水系接着剤がポリビニルアルコール系樹脂を含む場合、ポリビニルアルコール系樹脂の含有量は、水100質量部に対して、1〜10質量部以下であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。
水系接着剤には、多価アルデヒド、水溶性エポキシ化合物、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物等が添加剤として添加されていてもよい。
水系接着剤は、接着性を向上させるために、グリオキシル酸の金属塩、グリオキサール、水溶性エポキシ樹脂等の硬化性成分及び/又は架橋剤を含むことが好ましい。グリオキシル酸の金属塩としては、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩であることが好ましく、例えば、グリオキシル酸ナトリウム、グリオキシル酸カリウム、グリオキシル酸マグネシウム、グリオキシル酸カルシウム等が挙げられる。水溶性エポキシ樹脂としては、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミンと、アジピン酸等のジカルボン酸との反応で得られるポリアミドアミンに、エピクロロヒドリンを反応させて得られるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂を好適に用いることができる。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、活性エネルギー線硬化型の化合物を含む。活性エネルギー線硬化型の化合物としては、カチオン重合性化合物又はラジカル重合性化合物が挙げられる。カチオン重合性化合物又はラジカル重合性化合物を含む場合、接着剤層の硬度を高める効果が期待できる。
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又はエポキシ化合物等が挙げられる。カチオン重合性化合物の含有量は、活性エネルギー線硬化性の接着剤組成物100質量部に対して、10〜99質量部であることが好ましく、40〜99質量部であることがより好ましい。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、オキセタン化合物を、1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。活性エネルギー線硬化型接着剤は、エポキシ化合物を、1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
ラジカル重合性化合物としては、(メタ)アクリル化合物、(メタ)アクリルアミド化合物等を挙げることができる。
(メタ)アクリル化合物としては、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及び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等が挙げられる。これらは各々単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。
(メタ)アクリルアミド化合物としては、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−CH−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)等の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)アクリル酸又はその塩化物と1級又は2級アミンとの反応により製造できる。
ラジカル重合性化合物の含有量は、活性エネルギー線硬化型接着剤100質量部に対して1〜70質量部であることが好ましく、10〜60質量部であることがより好ましい。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、ラジカル重合性化合物を、1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、カチオン重合開始剤又はラジカル重合開始剤をさらに含むことができる。活性エネルギー線硬化型接着剤は、重合開始剤を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
<表示装置>
図3は、本発明による偏光板を含む表示装置の構造の一例を示す断面図である。図3の表示装置300は、表示素子50と、その視認面側に形成された円偏光板200とを、有する。このように、本発明の偏光板は、有機EL素子等の表示素子と組み合わせて、表示装置を製造するために使用することができる。円偏光板200と表示素子50との間に、タッチセンサを配置させてもよい。
表示装置は、円偏光板を、粘着剤層又は接着剤層を介して、表示素子の表面に貼合することにより得られる(図3、粘接着剤層は非表示)。粘着剤層又は接着剤層としては、上述のものを使用できる。表示素子は、円偏光板の位相差フィルム側に貼合されてもよく、円偏光板の基材側に貼合されてもよい。
表示装置の表示素子としては、液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示素子、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示素子、電界放出表示素子等が挙げられる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本実施例中、物質を配合する割合の単位「部」は、特に断らない限り、質量基準とする。
<製造例>
<光配向性ポリマー組成物の調製>
以下の構造式で表される光反応性基を有するポリマーを、濃度5%で、シクロペンタノンに溶解した溶液を光配向性ポリマー組成物(1)として調製した。
Figure 2022001901
<偏光膜形成用組成物の調製>
偏光膜形成用組成物(2)は、重合性液晶化合物として化合物(1−1)75部及び化合物(1−2)25部、二色性染料として式(2−1a)、(2−1b)及び(2−2)で示されるアゾ色素各2.5部、重合開始剤として2−ジメチルアミノ−2−ベンジル−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(BASF社製「Irgacure369」(商品名))6部、及びレベリング剤としてポリアクリレート化合物(BYK社製「BYK−361N」(商品名))1.2部を、トルエン400部に混合し、80℃で1時間撹拌することにより調製した。
以下の構造で表される化合物(1−1)及び化合物(1−2)を重合性液晶化合物として用いた。
・化合物(1−1)
Figure 2022001901
・化合物(1−2)
Figure 2022001901
以下の構造で表される化合物(2−1a)、化合物(2−1b)、及び化合物(2−2)を二色性色素として用いた。
・化合物(2−1a)
Figure 2022001901
・化合物(2−1b)
Figure 2022001901
・化合物(2−2)
Figure 2022001901
<オーバーコート層形成用組成物の調製>
オーバーコート層形成用組成物(3)は、下記のようにして調製した。
ポリビニルアルコール1部と水99部とを混合して、オーバーコート層形成用組成物(3)を調製した。
<λ/4板形成用組成物の調製>
λ/4板形成用組成物(4)は、以下に示す各成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間撹拌することにより調製した。
・下記の構造式で表される化合物:80部
Figure 2022001901
・下記の構造式で表される化合物:20部
Figure 2022001901
・重合開始剤(BASF社製「Irgacure369」(商品名)):6部
・レベリング剤(BYK社製「BYK−361N」(商品名)):0.1部
・溶剤(シクロペンタノン):400部
<ポジティブCプレート配向膜形成用組成物及びポジティブCプレート形成用組成物の調製>
2−フェノキシエチルアクリレートと、テトラヒドロフルフリルアクリレートと、ジペンタエリスリトールトリアクリレートと、ビス(2−ビニルオキシエチル)エーテルとを、1:1:4:5の割合で混合し、これに重合開始剤としてLUCIRIN TPOを4%の割合でさらに添加し、ポジティブCプレート配向膜形成用組成物(5)を調製した。
ポジティブCプレート形成用組成物(6)として、光重合性ネマチック液晶化合物(メルク社製「RMM28B」(商品名))と、溶剤とを、固形分が1〜1.5gとなるように調節したものを調製した。溶剤は、メチルエチルケトン(MEK)と、メチルイソブチルケトン(MIBK)と、シクロヘキサノン(CHN)とを、質量比(MEK:MIBK:CHN)35:30:35の割合で混合させた混合溶剤を用いた。
<λ/4板の作製>
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ100μm)の基材の片面に、光配向性ポリマー組成物(1)をバーコート法により塗布し、温度80℃の乾燥オーブン中で1分間加熱乾燥した。得られた塗膜に偏光紫外線を照射して配向膜(厚さ100nm)を形成した。紫外線照射は、ウシオ電機株式会社製「SPOT CURE SP−7」(商品名)を使用し、ワイヤーグリッドを透過させて、波長365nmでの積算光量が100mJ/cmとなる条件で照射した。偏光紫外線の偏光方向は偏光膜の吸収軸に対して45°となるようにした。該配向膜上に、λ/4板形成用組成物(4)をバーコート法により塗布し、塗膜を温度120℃の乾燥オーブン中で1分間加熱乾燥した後、室温まで冷却した。得られた塗膜に、紫外線(365nm、1000mJ/cm)を照射して硬化させ、λ/4板(厚さ2.0μm)を作製した。なお、PETフィルムは、以降の使用の際には、適宜剥離した。
<ポジティブCプレートの作製>
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ38μm)の基材の片面に、ポジティブCプレート配向膜形成用組成物(5)をバーコート法により塗布し、紫外線照射(365nm、200mJ/cm)して配向膜(厚さ3μm)を形成した。該配向膜上に、ポジティブCプレート形成用組成物(6)を、ダイコーティングにより塗工量4〜5g(wet)で塗布し、塗膜を温度75℃、時間120秒間で加熱乾燥した後、塗膜に紫外線照射(365nm、200mJ/cm)して硬化させ、ポジティブCプレート(厚さ4μm)を作製した。なお、PETフィルムは、以降の使用の際には、適宜剥離した。
<粘着剤層の作製>
下記成分を、窒素雰囲気下で撹拌しながら55℃で反応させることによりアクリル樹脂を得た。アクリル酸ブチル:70部、アクリル酸メチル:20部、アクリル酸:1.0部、ラジカル重合開始剤(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル):0.2部、溶剤(酢酸エチル):80部。得られたアクリル樹脂に、架橋剤(東ソー株式会社製「コロネートL」(商品名))0.3部、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「X−12−981」(商品名))0.5部を混合し、全固形分濃度が10%になるように酢酸エチルを添加して、粘着剤組成物を得た。得られた粘着剤組成物を離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルムA、厚さ38μm)の離型処理面に、アプリケータを利用して乾燥後の厚さが25μmになるように塗布した。塗布層を100℃で1分間乾燥して、粘着剤層を有するフィルムを得た。その後、粘着剤層の露出面上に、離型処理された別のポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルムB、厚さ38μm)を貼合した。その後、温度23℃、相対湿度50%RHの条件で7日間養生させた。このようにして、剥離フィルムA/粘着剤層/剥離フィルムBからなる粘着剤層を作製した。この粘着剤層は、ガラス板や反射板に、偏光板や円偏光板を貼合するための粘着剤層として使用した。なお、粘着剤層が有する粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率は、0.05MPaであった。剥離フィルムは、以降で粘着剤層を使用する際に、適宜剥離した。貯蔵弾性率は、粘着剤層を150μmになるように積み重ねてサンプルを作製し、レオメーター(Anton Parr社製「MCR−301」(商品名))を用いて測定した。測定条件は、温度25℃、応力1%及び周波数1Hzとした。
<偏光板の作製>
TAC基材(コニカミノルタ社製「KC2UA」(商品名)、厚さ25μm)上に光配向性ポリマー組成物(1)を塗布し、乾燥後、偏光紫外線を照射して光配向膜(厚さ100nm)を形成した。次いで、該配向膜上に、偏光膜形成用組成物(2)を塗布し、100〜130℃で乾燥して、液晶組成物層を得た。紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が下記実施例及び比較例に記載の温度となるよう冷却ロールにより冷却しながら、偏光紫外線を照射して硬化した。紫外線照射は、ウシオ電機株式会社製「SPOT CURE SP−7」(商品名)を使用し、ワイヤーグリッドを透過させて、波長365nmでの積算光量が100mJ/cmとなる条件で照射した。得られた各偏光膜(厚さ2.5μm)に対し、各々、オーバーコート層形成用組成物(3)を塗布し、100℃で乾燥して、オーバーコート層(厚さ0.5μm)を設けた。このようにして、基材/配向膜/偏光膜/オーバーコート層からなる偏光板(厚さ約28μm)を作製した。
<円偏光板の作製>
偏光板のオーバーコート層上に、粘着剤層(厚さ5μm)を介して、作製したλ/4板を貼合した。その後、さらにその上に粘着剤層(厚さ5μm)を介して、ポジティブCプレートを貼合した。このようにして、偏光板/粘着剤層/位相差フィルム(λ/4板/粘着剤層/ポジティブCプレート)からなる円偏光板(厚さ44μm)を作製した。
<実施例及び比較例>
<実施例1>
重合性液晶化合物と二色性色素とを含む液晶組成物層を硬化して偏光膜を作製する際、冷却ロールの温度を調節して、紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が19.1℃となるようにして、偏光膜を作製した。液晶組成物層の表面温度は非接触型表面温度計(Fluke社製「62MAX」(商品名)、赤外放射温度計)を用いて測定した。
<実施例2>
冷却ロールの温度を調節して紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が19.4℃となるようにした以外は、実施例1と同様にして、偏光膜を作製した。
<実施例3>
冷却ロールの温度を調節して紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が19.9℃となるようにした以外は、実施例1と同様にして、偏光膜を作製した。
<比較例1>
冷却ロールの温度を調節して紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が20.9℃となるようにした以外は、実施例1と同様にして、偏光膜を作製した。
<比較例2>
冷却ロールの温度を調節して紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が22.3℃となるようにした以外は、実施例1と同様にして、偏光膜を作製した。
<比較例3>
冷却ロールの温度を調節して紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度が22.7℃となるようにした以外は、実施例1と同様にして、偏光膜を作製した。
<評価>
実施例及び比較例の偏光板及び円偏光板について、下記項目の特性値を測定した。偏光度、単体透過率及びヘイズについては、偏光板を使用して測定した。反射色相については、円偏光板を使用して測定した。測定方法を以下に示す。測定結果を表1に示す。
(a)偏光度(視感度補正)及び単体透過率(視感度補正)
偏光板を、吸収軸方向に40mm、吸収軸に直交する方向に40mmの大きさに切り出し、上記<粘着剤層の作製>において作製した粘着剤層を介してガラス板に貼合し、評価用サンプルを作製した。この評価用サンプルの偏光度(視感度補正)及び単体透過率(視感度補正)を、分光光度計(日本分光株式会社製「V7100」(商品名))を用いて、可視光領域において測定した。
(b)ヘイズ値
偏光板とガラス板とを、上記<粘着剤層の作製>において作製した粘着剤層を介して貼合した。ヘイズは、ガラス板側から光を入射させて、ヘイズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製「HM−150」(商品名);JIS7136)により測定した。
(c)反射色相
円偏光板を、上記<粘着剤層の作製>において作製した粘着剤層を介して反射板に貼合した。入射角を0〜40°の範囲で変えながら、ディスプレイ測定システム(Instrument Systems社製「DMS」(商品名))で反射色相b値を測定した。
Figure 2022001901
表1より、紫外線照射開始時点での液晶組成物層の表面温度を20℃以下にして紫外線照射を行い、偏光膜を形成した円偏光板(実施例1〜3)では、20℃以上で照射を行ったもの(比較例1〜3)と比較して、反射色相bの視野角依存性が大きく改善されている。また、実施例1〜3の円偏光板に用いた偏光板は、偏光度が高く、また内部ヘイズ値も減少しており、表示品位に優れることがわかる。これらの効果は、硬化工程で液晶組成物層の表面温度を20℃以下に制御した結果、偏光膜中の液晶の配向秩序度が向上し、それにより偏光膜内部での光の散乱が抑制された結果であると考えられる。本発明は、表示装置の視認面から入射した光の反射光が色付く問題の解決及び表示品位の向上に優れた効果を発揮することがわかる。
10…基材、
20…配向膜、
30…偏光膜、
40…位相差フィルム、
50…表示素子、
100…偏光板、
200…円偏光板、
300…表示装置。

Claims (8)

  1. 配向膜上に形成された、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層に対し、活性エネルギー線を照射して、該重合性液晶化合物を重合させる工程を有し、
    該液晶組成物層は20℃以下の表面温度を有する、偏光板の製造方法。
  2. 前記液晶組成物層は、配向膜上に液晶組成物と溶剤とを含む偏光膜形成用組成物を塗布し、加熱することで乾燥させた層である、請求項1に記載の偏光板の製造方法。
  3. 前記乾燥は80〜150℃の温度で行われるものである、請求項2に記載の偏光板の製造方法。
  4. 配向膜上に形成された、重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層に対し、活性エネルギー線を照射して、該重合性液晶化合物を重合させる工程を有し、
    該液晶組成物層は20℃以下の表面温度を有する、偏光板の内部ヘイズを低減する方法。
  5. 偏光板は1.0%以下の内部ヘイズを有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 重合性液晶化合物と二色性色素と重合開始剤とを含む液晶組成物層が硬化した偏光膜を含み、1.0%以下の内部ヘイズを有する、偏光板。
  7. 請求項6に記載の偏光板と位相差フィルムとを有する、円偏光板。
  8. 請求項7に記載の円偏光板と表示素子とを有する、表示装置。
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