JP2023042190A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用環境に応じた反射色相変化を抑制できる光学積層体を提供すること。【解決手段】本発明の光学積層体は、偏光子を含む偏光板と、前記偏光板に粘着剤層を介して貼り合わされた位相差層と、を備え、前記位相差層は、液晶化合物の配向固化層であり、23℃における前記粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が、0.2MPa以下である。【選択図】図1
Description
本発明は、光学積層体に関する。
近年、液晶表示装置およびエレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置、無機EL表示装置)に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置には、代表的には偏光板および位相差層を備える光学積層体が用いられている。また、光学積層体の薄型化のために、位相差層として液晶化合物の配向固化層を用いる場合がある。そのような光学積層体として、例えば、偏光板に、紫外線硬化型接着剤を介して液晶化合物の配向固化層を貼り合わせた位相差層付偏光板が知られている(例えば、特許文献1)。しかし、そのような位相差層付偏光板を画像表示装置に採用すると、画像表示装置の使用環境に応じて、反射色相が変化するという問題がある。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、使用環境に応じた反射色相変化を抑制できる光学積層体を提供することにある。
本発明の実施形態による光学積層体は、偏光子を含む偏光板と、前記偏光板の視認側の反対側に粘着剤層を介して貼り合わされた位相差層と、を備え、前記位相差層は、液晶化合物の配向固化層であり、23℃における前記粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が、0.2MPa以下である。
1つの実施形態においては、前記粘着剤層の厚みは、5μm以上である。
1つの実施形態においては、前記位相差層の厚みは、前記偏光子の厚み未満である。
1つの実施形態においては、23℃における前記粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’は、0.1MPa以下である。
1つの実施形態においては、前記偏光子の厚みは、8μm以下である。
1つの実施形態においては、前記位相差層は、逆分散波長特性を示し、かつ、λ/4板として機能し、前記位相差層の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とがなす角度は、42°~48°である。
1つの実施形態においては、前記粘着剤層の厚みは、5μm以上である。
1つの実施形態においては、前記位相差層の厚みは、前記偏光子の厚み未満である。
1つの実施形態においては、23℃における前記粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’は、0.1MPa以下である。
1つの実施形態においては、前記偏光子の厚みは、8μm以下である。
1つの実施形態においては、前記位相差層は、逆分散波長特性を示し、かつ、λ/4板として機能し、前記位相差層の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とがなす角度は、42°~48°である。
本発明の実施形態によれば、使用環境に応じた反射色相変化を抑制できる光学積層体を実現することができる。
以下、本発明の代表的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
(用語および記号の定義)
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定したフィルムの面内位相差である。例えば、「Re(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの面内位相差である。Re(λ)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Rth=(nx-nz)×dによって求められる。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、特に明記しない限り、当該角度は時計回りおよび反時計回りの両方の方向の角度を包含する。
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定したフィルムの面内位相差である。例えば、「Re(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの面内位相差である。Re(λ)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(450)」は、23℃における波長450nmの光で測定したフィルムの厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Rth=(nx-nz)×dによって求められる。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、特に明記しない限り、当該角度は時計回りおよび反時計回りの両方の方向の角度を包含する。
A.光学積層体の全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。図示例の光学積層体1は、偏光子21を含む偏光板2と、偏光板2の視認側の反対側に粘着剤層4を介して貼り合わされた位相差層3と、を備える。言い換えれば、光学積層体1は、偏光板2と、粘着剤層4と、位相差層3とを、光学積層体1の視認側からこの順に備える。位相差層3は、液晶化合物の配向固化層である。本明細書において「配向固化層」とは、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層をいう。なお、「配向固化層」は、液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を包含する概念である。23℃における粘着剤層4のせん断貯蔵弾性率G’は、0.20MPa以下であり、好ましくは0.15MPa以下、より好ましくは0.10MPa以下であり、代表的には0.01MPa以上、好ましくは0.05MPa以上である。
粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’は、後述する実施例に記載の方法に準拠して測定することができる。
位相差層は、代表的には、屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す。なお、「ny=nz」はnyとnzが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ny>nzまたはny<nzとなる場合があり得る。
位相差層が液晶化合物の配向固化層である場合、位相差層のnxとnyとの差を非液晶材料に比べて格段に大きくすることができるので、所望の面内位相差を得るための位相差層の厚みを格段に小さくすることができる。その結果、光学積層体(結果として、画像表示装置)の薄型化を実現することができる。しかし、液晶化合物の配向固化層からなる位相差層を光学積層体に用いると、光学積層体の使用環境に応じて偏光板に寸法変化が生じたときに、偏光板の寸法変化が位相差層に影響して、光学積層体の反射色相変化が大きくなる場合がある。これに対して、上記のような構成であれば、偏光板と位相差層との間に位置する粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が上記上限以下であるので、偏光板の寸法変化が位相差層に影響することを低減でき、光学積層体の反射色相変化を抑制でき得る。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。図示例の光学積層体1は、偏光子21を含む偏光板2と、偏光板2の視認側の反対側に粘着剤層4を介して貼り合わされた位相差層3と、を備える。言い換えれば、光学積層体1は、偏光板2と、粘着剤層4と、位相差層3とを、光学積層体1の視認側からこの順に備える。位相差層3は、液晶化合物の配向固化層である。本明細書において「配向固化層」とは、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層をいう。なお、「配向固化層」は、液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を包含する概念である。23℃における粘着剤層4のせん断貯蔵弾性率G’は、0.20MPa以下であり、好ましくは0.15MPa以下、より好ましくは0.10MPa以下であり、代表的には0.01MPa以上、好ましくは0.05MPa以上である。
粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’は、後述する実施例に記載の方法に準拠して測定することができる。
位相差層は、代表的には、屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す。なお、「ny=nz」はnyとnzが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ny>nzまたはny<nzとなる場合があり得る。
位相差層が液晶化合物の配向固化層である場合、位相差層のnxとnyとの差を非液晶材料に比べて格段に大きくすることができるので、所望の面内位相差を得るための位相差層の厚みを格段に小さくすることができる。その結果、光学積層体(結果として、画像表示装置)の薄型化を実現することができる。しかし、液晶化合物の配向固化層からなる位相差層を光学積層体に用いると、光学積層体の使用環境に応じて偏光板に寸法変化が生じたときに、偏光板の寸法変化が位相差層に影響して、光学積層体の反射色相変化が大きくなる場合がある。これに対して、上記のような構成であれば、偏光板と位相差層との間に位置する粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が上記上限以下であるので、偏光板の寸法変化が位相差層に影響することを低減でき、光学積層体の反射色相変化を抑制でき得る。
本発明の1つの実施形態においては、光学積層体1は、位相差層3の視認側と反対側に位置する粘着剤層5を備える。以下では、偏光板2と位相差層3との間に位置する粘着剤層4を、第1の粘着剤層4とし、位相差層3に対して第1の粘着剤層4の反対側に位置する粘着剤層5を、第2の粘着剤層5として区別する。光学積層体1は、第2の粘着剤層5により、画像表示パネルに貼り付け可能である。第2の粘着剤層5の位相差層3と反対側の表面には、光学積層体1が使用に供されるまで、剥離フィルム(図示せず)が仮着されていることが好ましい。剥離フィルムを仮着することにより、第2の粘着剤層を保護するとともに、光学積層体のロール形成が可能となる。
本発明の1つの実施形態においては、偏光板2は、偏光子21と、偏光子21の視認側に配置される第1の保護層22と、偏光子21の視認側と反対側に配置される第2の保護層23とを備える。第1の保護層22および第2の保護層23のそれぞれは、代表的には、任意の適切な接着層(接着剤層、粘着剤層:図示せず)を介して偏光子21に貼り合わされている。第2の保護層23は、偏光子21と第1の粘着剤層4との間に位置し、第1の粘着剤層4に感圧接着されている。なお、偏光板2は、第2の保護層23を備えなくてもよい。この場合、偏光子21が第1の粘着剤層4に感圧接着される。
偏光子21の厚みは、代表的には1μm以上、好ましくは3μm以上であり、代表的には15μm以下、好ましくは12μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは8μm以下である。偏光子の厚みが上記上限以下であれば、光学積層体の薄厚化を図りつつ、使用環境に応じた偏光板の寸法変化を抑制でき、光学積層体の反射色相変化を安定して抑制でき得る。
第1の粘着剤層4の厚みは、代表的には2μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上、さらに好ましくは10μm以上であり、代表的には20μm以下、好ましくは15μm以下である。第1の粘着剤層4の厚みは、偏光子21の厚み未満であってもよく、偏光子21の厚み以上であってもよい。偏光子21の厚みに対する第1の粘着剤層4の厚み(第1の粘着剤層4の厚み/偏光子21の厚み)は、代表的には0.3以上、好ましくは0.4以上、より好ましくは0.8以上であり、代表的には2.0以下、好ましくは1.5以下である。第1の粘着剤層の厚みが上記下限以上であれば、偏光板の寸法変化が位相差層に影響することを安定して抑制でき得る。第1の粘着剤層の厚みが上記上限以下であれば、光学積層体の薄厚化を図ることができ得る。
位相差層3は、代表的にはλ/4板として機能し得る。位相差層3の厚みは、λ/4板として適切な機能を有するように、設定され得る。位相差層3の厚みは、偏光子21の厚み未満であってもよく、偏光子21の厚み以上であってもよい。位相差層3の厚みは、好ましくは、偏光子21の厚み未満である。位相差層3の厚みが偏光子21の厚み未満であると、光学積層体のさらなる薄厚化を図ることができ得る。位相差層3の厚みは、代表的には1μm~5μmであり、好ましくは、3μm以下である。偏光子21の厚みに対する位相差層3の厚み(位相差層3の厚み/偏光子21の厚み)は、代表的には0.1以上、好ましくは0.2以上であり、代表的には1.5以下、好ましくは1.0未満、より好ましくは0.8以下である。
以下、光学積層体の構成要素について説明する。
B.偏光板
B-1.偏光子
偏光子21としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光板2を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。偏光子21を形成する樹脂フィルムは、二色性物質を含む。二色性物質として、例えば、ヨウ素、有機染料等が挙げられる。二色性物質は、単独でまたは組み合わせて使用できる。二色性物質のなかでは、好ましくは、ヨウ素が挙げられる。
B-1.偏光子
偏光子21としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光板2を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。偏光子21を形成する樹脂フィルムは、二色性物質を含む。二色性物質として、例えば、ヨウ素、有機染料等が挙げられる。二色性物質は、単独でまたは組み合わせて使用できる。二色性物質のなかでは、好ましくは、ヨウ素が挙げられる。
単層の樹脂フィルムから構成される偏光子の具体例としては、PVA系樹脂フィルムにヨウ素による染色処理および延伸処理(代表的には、一軸延伸)が施されたものが挙げられる。上記ヨウ素による染色は、例えば、PVA系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは3~7倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、PVA系樹脂フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。例えば、染色の前にPVA系樹脂フィルムを水に浸漬して水洗することで、PVA系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、PVA系樹脂フィルムを膨潤させて染色ムラなどを防止することができる。
積層体を用いて得られる偏光子の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたPVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光子とすること;により作製され得る。本発明の1つの実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。加えて、本発明の1つの実施形態においては、好ましくは、積層体は、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。代表的には、本実施形態の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVAの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にPVAの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVAの配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。さらに、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光子の光学特性を向上し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材/偏光子の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を偏光子の保護層としてもよく)、樹脂基材/偏光子の積層体から樹脂基材を剥離し、当該剥離面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。このような偏光子の製造方法の詳細は、例えば特開2012-73580号公報、特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
偏光子21は、好ましくは二層以上の積層体から構成され、より好ましくは樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体から構成され得る。
偏光子21は、好ましくは、波長380nm~780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子21の単体透過率は、例えば41.5%~46.0%であり、好ましくは43.0%~46.0%であり、より好ましくは44.5%~46.0%である。偏光子21の偏光度は、好ましくは97.0%以上であり、より好ましくは99.0%以上であり、さらに好ましくは99.9%以上である。
B-2.第1の保護層および第2の保護層
第1の保護層22および第2の保護層23のそれぞれは、偏光子21の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系等のシクロオレフィン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN-メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
第1の保護層22および第2の保護層23のそれぞれは、偏光子21の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系等のシクロオレフィン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN-メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
第1の保護層22および第2の保護層23は、(メタ)アクリル系樹脂を含んでもよい。(メタ)アクリル系樹脂として、例えば、グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂が用いられる。グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、特開2006-309033号公報、特開2006-317560号公報、特開2006-328329号公報、特開2006-328334号公報、特開2006-337491号公報、特開2006-337492号公報、特開2006-337493号公報、特開2006-337569号公報、特開2007-009182号公報、特開2009-161744号公報、特開2010-284840号公報に記載されている。これらの記載は、本明細書に参考として援用される。
第1の保護層22は、好ましくは、シクロオレフィン系樹脂を含み、より好ましくはポリノルボルネン系樹脂を含む。第2の保護層23は、好ましくは、セルロース系樹脂を含み、より好ましくはトリアセチルセルロース系樹脂を含む。
第1の保護層22は、好ましくは、シクロオレフィン系樹脂を含み、より好ましくはポリノルボルネン系樹脂を含む。第2の保護層23は、好ましくは、セルロース系樹脂を含み、より好ましくはトリアセチルセルロース系樹脂を含む。
第1の保護層22および第2の保護層23のそれぞれの厚みは、代表的には300μm以下であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは5μm~80μm、さらに好ましくは10μm~60μmである。なお、表面処理が施されている場合、第1の保護層22および第2の保護層23のそれぞれの厚みは、表面処理層の厚みを含めた厚みである。
C.位相差層
位相差層3は、画像表示装置(代表的には有機EL表示装置)に反射防止特性を付与するために設けられる。位相差層3は、第1の粘着剤層4に対して偏光板2の反対側に位置している。位相差層3は、第1の粘着剤層4に感圧接着されている。上記のように、位相差層3は、代表的には屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す。位相差層3の面内位相差Re(550)は、好ましくは100nm~190nmであり、より好ましくは110nm~170nmであり、さらに好ましくは120nm~160nmである。
位相差層3は、画像表示装置(代表的には有機EL表示装置)に反射防止特性を付与するために設けられる。位相差層3は、第1の粘着剤層4に対して偏光板2の反対側に位置している。位相差層3は、第1の粘着剤層4に感圧接着されている。上記のように、位相差層3は、代表的には屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す。位相差層3の面内位相差Re(550)は、好ましくは100nm~190nmであり、より好ましくは110nm~170nmであり、さらに好ましくは120nm~160nmである。
位相差層3のNz係数は、好ましくは0.9~1.5であり、より好ましくは0.9~1.3である。このような関係を満たすことにより、非常に優れた反射色相を有する画像表示装置が得られ得る。
本発明の1つの実施形態において、位相差層3は、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。この場合、位相差層3のRe(450)/Re(550)は、好ましくは0.8以上1未満であり、より好ましくは0.8以上0.95以下である。このような構成であれば、非常に優れた反射防止特性を実現することができる。
位相差層3の遅相軸と偏光子21の吸収軸とがなす角度は、好ましくは40°~50°であり、より好ましくは42°~48°であり、さらに好ましくは約45°である。角度がこのような範囲であれば、上記のように位相差層をλ/4板とすることにより、非常に優れた反射防止特性を有する画像表示装置が得られ得る。
位相差層3は、上記したように、液晶化合物の配向固化層である。本発明の1つの実施形態において、位相差層3は、棒状の液晶化合物を含む。棒状の液晶化合物は、位相差層3の遅相軸方向に並んだ状態で配向している(ホモジニアス配向)。棒状の液晶化合物として、例えば、液晶ポリマーおよび液晶モノマーが挙げられる。液晶化合物は、好ましくは、重合可能である。液晶化合物が重合可能であると、液晶化合物を配向させた後に重合させることで、液晶化合物の配向状態を固定できる。
液晶化合物の配向固化層である位相差層3は、重合可能な液晶化合物(重合性液晶化合物)を含む組成物を用いて形成され得る。本明細書において組成物に含まれる重合性液晶化合物とは、重合性基を有し、かつ、液晶性を有する化合物をいう。重合性基は、重合反応に関与する基を意味し、好ましくは光重合性基である。ここで、光重合性基とは、光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基をいう。
液晶性の発現は、サーモトロピックであってもよく、リオトロピックであってもよい。また、液晶相の構成としてはネマチック液晶であってもよく、スメクチック液晶であってもよい。製造の容易さという観点から、液晶性はサーモトロピックのネマチック液晶が好ましい。
1つの実施形態において、位相差層3は、下記式(1)で表される液晶化合物を含む組成物を用いて形成される。
L1-SP1-A1-D3-G1-D1-Ar-D2-G2-D4-A2-SP2-L2 (1)
L1-SP1-A1-D3-G1-D1-Ar-D2-G2-D4-A2-SP2-L2 (1)
L1およびL2は、それぞれ独立して、1価の有機基を表し、L1およびL2の少なくとも一方は重合性基を表す。1価の有機基としては任意の適切な基が含まれる。L1およびL2の少なくとも一方が示す重合性基としてはラジカル重合性基(ラジカル重合可能な基)が挙げられる。ラジカル重合性基としては、任意の適切なラジカル重合性基を用いることができる。好ましくはアクリロイル基またはメタクリロイル基である。重合速度が速く、生産性向上の観点からアクリロイル基が好ましい。メタクリロイル基も高複屈折性液晶の重合性基として同様に使用できる。
SP1およびSP2は、それぞれ独立して、単結合、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、または、炭素数1~14の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-に置換された2価の連結基を表す。炭素数1~14の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基およびへキシレン基が挙げられる。
A1およびA2は、それぞれ独立して、脂環式炭化水素基または芳香族環置換基を表す。A1およびA2は好ましくは炭素数6以上の芳香族環置換基または炭素数6以上のシクロアルキレン環である。
D1、D2、D3およびD4は、それぞれ独立して、単結合または二価の連結基を表す。具体的には、D1、D2、D3およびD4は、単結合、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-、または、-CO-NR1-を表す。ただし、D1、D2、D3およびD4の少なくとも一つは-O-CO-を表す。なかでも、D3が-O-CO-であることが好ましく、D3およびD4が-O-CO-であることがより好ましい。D1およびD2は、好ましくは、単結合である。R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
G1およびG2は、それぞれ独立して、単結合または脂環式炭化水素基を表す。具体的には、G1およびG2は無置換または置換された炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表してもよい。また、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。G1およびG2は、好ましくは単結合を表す。
Arは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。Arは、例えば、下記式(Ar-1)~(Ar-6)で表される基からなる群より選択される芳香族環を表す。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-6)中、*1はD1との結合位置を表し、*2はD2との結合位置を表す。
式(Ar-1)中、Q1は、NまたはCHを表し、Q2は、-S-、-O-、または、-N(R5)-を表す。R5は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。Y1は、無置換または置換された炭素数6~12の芳香族炭化水素基、または、炭素数3~12の芳香族複素環基を表す。
式(Ar-1)~(Ar-6)中、Z1、Z2およびZ3は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-NR6R7、または、-SR8を表す。R6~R8は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Z1およびZ2は、互いに結合して環を形成してもよい。環は、脂環式、複素環、および、芳香族環のいずれであってもよく、好ましくは芳香環である。形成される環には、置換基が置換していてもよい。
式(Ar-2)および(Ar-3)中、A3およびA4は、それぞれ独立して、-O-、-N(R9)-、-S-、および、-CO-からなる群より選択される基を表し、R9は、水素原子または置換基を表す。R9が示す置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同じものが挙げられる。
式(Ar-2)中、Xは、水素原子もしくは無置換または置換基を有する第14~16族の非金属原子を表す。Xが表す第14族~第16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、無置換または置換基を有する窒素原子、無置換または置換基を有する炭素原子が挙げられる。置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同じものが挙げられる。
式(Ar-3)中、D5およびD6は、それぞれ独立して、単結合、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-、または、-CO-NR1-を表す。R1、R2、R3およびR4は、上記のとおりである。
式(Ar-3)中、SP3およびSP4は、それぞれ独立して、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、重合性基を表す。
式(Ar-3)中、L3およびL4は、それぞれ独立して、1価の有機基を表し、L3およびL4ならびに上記式(1)中のL1およびL2の少なくとも1つが重合性基を表す。
式(Ar-4)~(Ar-6)中、Axは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香族環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。式(Ar-4)~(Ar-6)中、Axは、好ましくは、芳香族複素環を有し、より好ましくはベンゾチアゾール環を有する。式(Ar-4)~(Ar-6)中、Ayは、水素原子、無置換または置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選択される少なくとも1つの芳香族環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。式(Ar-4)~(Ar-6)中、Ayは、好ましくは水素原子を表す。
式(Ar-4)~(Ar-6)中、Q3は、水素原子、または、無置換または置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。式(Ar-4)~(Ar-6)中、Q3は、好ましくは水素原子を表す。
このようなArのなかでは、好ましくは、上記式(Ar-4)または上記式(Ar-6)で表される基(原子団)が挙げられる。
液晶ポリマーおよび液晶モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせてもよい。液晶化合物の具体例は、例えば、特開2006-163343号公報、特開2006-178389号公報、国際公開第2018/123551号公報に記載されている。これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。
位相差層3は、例えば以下の手順で形成され得る。まず、任意で適切な基材上に、配向膜形成用塗布液を塗布し、乾燥させて塗布膜を形成する。当該塗布膜にラビング処理を施し、基材上に配向膜を形成する。配向処理として、代表的には、ラビング処理、光配向処理が挙げられる。配向膜は、一般的には、ポリマー材料を主成分として含む。ポリマー材料の代表例としては、ポリビニルアルコール、ポリイミド、および、それらの誘導体が挙げられる。次に、配向膜上に、重合性の液晶化合物を含む溶液を塗布し加熱する。加熱により、溶媒を除去するとともに液晶化合物の配向を進める。このとき、1段階で加熱してもよく、温度を変えて多段階で加熱してもよい。次いで、紫外線照射により、重合性の液晶化合物を重合させて、液晶化合物の配向を固定化する。このようにして、基材上(実質的には、配向膜上)に、液晶化合物の配向固化層からなる位相差層3が形成される。その後、位相差層3は、偏光子21の吸収軸と位相差層3の遅相軸とがなす角度が上記の範囲となるように、第1の粘着剤層4を介して転写される。なお、棒状液晶化合物を配向させる方法は、例えば特開2006-163343号公報、特開2006-178389号公報に記載されている。これらの公報の記載は、本明細書に参考として援用される。
D.第1の粘着剤層
第1の粘着剤層4は、粘着剤(感圧接着剤)から形成される。第1の粘着剤層4は、例えば、偏光板の第2の保護層上に粘着剤を上記した厚みとなるように塗工して形成される。
第1の粘着剤層4は、粘着剤(感圧接着剤)から形成される。第1の粘着剤層4は、例えば、偏光板の第2の保護層上に粘着剤を上記した厚みとなるように塗工して形成される。
粘着剤は、代表的には、ベースポリマーとして、(メタ)アクリル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマーまたはゴム系ポリマーを含有する。ベースポリマーとして(メタ)アクリル系ポリマーが用いられる場合、粘着剤層は、例えば(メタ)アクリル系ポリマーを含有する粘着剤から形成される。
D-1.(メタ)アクリル系ポリマー
(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレートを主成分とするモノマー成分(原料モノマー)の重合体を含有する。言い換えれば、(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位を含む。アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となる全モノマー成分において、50重量%以上であることが好ましく、当該アルキル(メタ)アクリレート以外のモノマーの残部として任意に設定できる。なお、(メタ)アクリレートは、アクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。
(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレートを主成分とするモノマー成分(原料モノマー)の重合体を含有する。言い換えれば、(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位を含む。アルキル(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となる全モノマー成分において、50重量%以上であることが好ましく、当該アルキル(メタ)アクリレート以外のモノマーの残部として任意に設定できる。なお、(メタ)アクリレートは、アクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。
(メタ)アクリル系ポリマーの主骨格を構成するアルキル(メタ)アクリレートとしては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の炭素数1~18のものが挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、アミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、イソデシル基、ドデシル基、イソミリスチル基、ラウリル基、トリデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基などが挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートは単独でまたは組み合わせて使用できる。アルキル基の平均炭素数は3~10であることが好ましい。
(メタ)アクリル系ポリマーは、アルキル(メタ)アクリレート由来の構造単位以外にも、アルキル(メタ)アクリレートと重合可能な共重合モノマー由来の構造単位を含有していてもよい。すなわち、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となるモノマー成分は、アルキル(メタ)アクリレートに加えて、共重合モノマーをさらに含むこともできる。
共重合モノマーとして、例えば、カルボキシル基含有モノマー、ヒドロキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、アミド基含有モノマー、環化重合性モノマー、エポキシ基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、多官能アクリレート、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル、ビニルエステル類、芳香族ビニル化合物、ジエン類、ビニルエーテル類、塩化ビニル等が挙げられる。共重合モノマーは単独でまたは組み合わせて使用できる。
このような共重合モノマーの中では、好ましくは、後述する架橋剤と反応可能な反応性基を含有する反応性基含有モノマーが挙げられ、より好ましくは、カルボキシル基含有モノマー、ヒドロキシル基含有モノマーが挙げられる。反応性基含有モノマーは、粘着剤が後述する架橋剤を含有する場合に、架橋剤との反応点になる。カルボキシル基含有モノマーおよびヒドロキシル基含有モノマーは、分子間架橋剤との反応性に富むため、得られる粘着剤層の凝集性や耐熱性の向上のために好ましく用いられる。また、カルボキシル基含有モノマーは、耐久性とリワーク性を両立させる点で好ましく、ヒドロキシル基含有モノマーは、リワーク性を向上させる点で好ましい。共重合モノマーは、(メタ)アクリル系ポリマーの原料モノマーにおいて、単独でまたは組み合わせて使用できる。
カルボキシル基含有モノマーは、その構造中にカルボキシル基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基などの重合性不飽和二重結合を含む化合物である。カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸が好ましい。(メタ)アクリル系ポリマーは、好ましくはカルボキシル基含有モノマー由来の構造単位、より好ましくは(メタ)アクリル酸由来の構造単位を含み得る。(メタ)アクリル系ポリマーがカルボキシル基含有モノマー由来の構造単位を含むと、粘着剤層の粘着特性の向上を図り得る。
原料モノマーとしてカルボキシル基含有モノマーを使用する場合、カルボキシル基含有モノマーの含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となる全モノマー成分において、通常0.01重量%以上10重量%以下である。
ヒドロキシル基含有モノマーは、その構造中にヒドロキシル基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基などの重合性不飽和二重結合を含む化合物である。ヒドロキシル基含有モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-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、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12-ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)-メチルアクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましく、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。(メタ)アクリル系ポリマーは、好ましくはヒドロキシル基含有モノマー由来の構造単位、より好ましくは2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび/または4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート由来の構造単位を含み得る。(メタ)アクリル系ポリマーがヒドロキシル基含有モノマー由来の構造単位を含むと、粘着剤層の耐久性の向上を図る得る。
原料モノマーとしてヒドロキシル基含有モノマーを使用する場合、ヒドロキシル基含有モノマーの含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となる全モノマー成分において、通常0.01重量%以上10重量%以下である。
また、モノマー成分は、より好ましくは、共重合モノマーとして芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含有する。芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルとして、例えば、(メタ)アクリル酸ベンジルが挙げられる。(メタ)アクリル系ポリマーは、より好ましくは芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位、とりわけ好ましくは(メタ)アクリル酸ベンジル由来の構造単位を含み得る。
原料モノマーとして芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルを使用する場合、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となる全モノマー成分において、通常1重量%以上30重量%以下である。
原料モノマーとして芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルを使用する場合、芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーの原料となる全モノマー成分において、通常1重量%以上30重量%以下である。
(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量Mwは、例えば20万~300万であり、好ましくは100万~250万であり、より好ましくは120万~250万である。重量平均分子量Mwがこのような範囲であれば、耐久性(特に、耐熱性)に優れた粘着剤層が得られ得る。重量平均分子量Mwが300万を超えると、粘度の上昇および/またはポリマー重合中におけるゲル化が生じる場合がある。
D-2.架橋剤
粘着剤は、架橋剤を含有することができる。架橋剤としては、有機系架橋剤、多官能性金属キレートなどを用いることができる。有機系架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤が挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合または配位結合しているものである。粘着剤が放射線硬化型である場合、架橋剤として多官能性モノマーを用いることができる。架橋剤は単独でまたは組み合わせて使用できる。架橋剤は、好ましくは、イソシアネート系架橋剤を含む。
粘着剤は、架橋剤を含有することができる。架橋剤としては、有機系架橋剤、多官能性金属キレートなどを用いることができる。有機系架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤が挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合または配位結合しているものである。粘着剤が放射線硬化型である場合、架橋剤として多官能性モノマーを用いることができる。架橋剤は単独でまたは組み合わせて使用できる。架橋剤は、好ましくは、イソシアネート系架橋剤を含む。
粘着剤に架橋剤を配合する場合、架橋剤の配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー(ベースポリマー)100重量部に対して、通常0.01重量部~15重量部である。粘着剤にイソシアネート系架橋剤を配合する場合、イソシアネート系架橋剤の配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、通常0.01重量部~15重量部であり、好ましくは1.0重量部~10重量部であり、より好ましくは2.5重量部~5重量部である。粘着剤に過酸化物系架橋剤を配合する場合、過酸化物系架橋剤の配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、通常0.01重量部~2重量部であり、好ましくは、0.1重量部~0.5重量部である。架橋剤(イソシアネート系架橋剤および過酸化物系架橋剤)の配合割合が上記の範囲であると、(メタ)アクリル系ポリマーの原料モノマー成分に反応性基含有モノマーが含まれる場合に、後述する粘着剤層の弾性率を所望の範囲に円滑に調整できる。
D-3.反応性官能基含有シランカップリング剤
粘着剤は、反応性官能基含有シランカップリング剤を含有することができる。反応性官能基含有シランカップリング剤は、反応性官能基が代表的には酸無水物基以外の官能基である。酸無水物基以外の官能基としては、例えば、エポキシ基、メルカプト基、アミノ基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、ビニル基、スチリル基、アセトアセチル基、ウレイド基、チオウレア基、(メタ)アクリル基、複素環基、およびこれらの組み合わせが挙げられる。反応性官能基含有シランカップリング剤は単独でまたは組み合わせて使用できる。
粘着剤は、反応性官能基含有シランカップリング剤を含有することができる。反応性官能基含有シランカップリング剤は、反応性官能基が代表的には酸無水物基以外の官能基である。酸無水物基以外の官能基としては、例えば、エポキシ基、メルカプト基、アミノ基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、ビニル基、スチリル基、アセトアセチル基、ウレイド基、チオウレア基、(メタ)アクリル基、複素環基、およびこれらの組み合わせが挙げられる。反応性官能基含有シランカップリング剤は単独でまたは組み合わせて使用できる。
粘着剤に反応性官能基含有シランカップリング剤を配合する場合、反応性官能基含有シランカップリング剤の配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、通常0.001重量部以上5重量部以下である。
D-4.添加剤
粘着剤は、(メタ)アクリル系オリゴマーおよび/またはイオン性化合物を含有していてもよい。また、粘着剤は、添加剤を含有していてもよい。添加剤の具体例としては、着色剤、顔料などの粉体、染料、界面活性剤、可塑剤、粘着性付与剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、無機または有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物が挙げられる。また、制御できる範囲内で、還元剤を加えてのレドックス系を採用してもよい。また、粘着剤は、反応性基(例えば、反応性シリル基)を有するポリエーテル化合物を含んでいてもよい。添加剤の種類、数、組み合わせ、含有量等は、目的に応じて適切に設定され得る。添加剤の含有量は、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、好ましくは5重量部以下であり、より好ましくは3重量部以下であり、さらに好ましくは1重量部以下である。
粘着剤は、(メタ)アクリル系オリゴマーおよび/またはイオン性化合物を含有していてもよい。また、粘着剤は、添加剤を含有していてもよい。添加剤の具体例としては、着色剤、顔料などの粉体、染料、界面活性剤、可塑剤、粘着性付与剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、無機または有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物が挙げられる。また、制御できる範囲内で、還元剤を加えてのレドックス系を採用してもよい。また、粘着剤は、反応性基(例えば、反応性シリル基)を有するポリエーテル化合物を含んでいてもよい。添加剤の種類、数、組み合わせ、含有量等は、目的に応じて適切に設定され得る。添加剤の含有量は、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、好ましくは5重量部以下であり、より好ましくは3重量部以下であり、さらに好ましくは1重量部以下である。
E.第2の粘着剤層
第2の粘着剤層5は、位相差層3の視認側と反対側に配置される。第2の粘着剤層5の厚みは、代表的には10μm以上、好ましくは14μm以上であり、代表的には20μm以下、好ましくは17μm以下である。第2の粘着剤層5は、粘着剤(感圧接着剤)から形成される。第2の粘着剤層5は、例えば、任意の適切なセパレータフィルム上に粘着剤を上記した厚みとなるように塗工して形成され、その後、セパレータフィルムから位相差層3に転写される。粘着剤については、第1の粘着剤層に関する上記D項で説明したとおりである。第2の粘着剤層5は、第1の粘着剤層4と同じ粘着剤から形成されてもよく、異なる粘着剤から形成されてもよい。
第2の粘着剤層5は、位相差層3の視認側と反対側に配置される。第2の粘着剤層5の厚みは、代表的には10μm以上、好ましくは14μm以上であり、代表的には20μm以下、好ましくは17μm以下である。第2の粘着剤層5は、粘着剤(感圧接着剤)から形成される。第2の粘着剤層5は、例えば、任意の適切なセパレータフィルム上に粘着剤を上記した厚みとなるように塗工して形成され、その後、セパレータフィルムから位相差層3に転写される。粘着剤については、第1の粘着剤層に関する上記D項で説明したとおりである。第2の粘着剤層5は、第1の粘着剤層4と同じ粘着剤から形成されてもよく、異なる粘着剤から形成されてもよい。
F.他の光学機能層
光学積層体1は、その他の光学機能層をさらに含んでいてもよい。光学積層体1に設けられ得る光学機能層の種類、特性、数、組み合わせ、配置位置等は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、光学積層体1は、導電層または導電層付等方性基材をさらに有していてもよい(いずれも図示せず)。導電層または導電層付等方性基材は、代表的には、位相差層3と第2の粘着剤層5との間に設けられる。導電層または導電層付等方性基材が設けられる場合、光学積層体は、画像表示セルと偏光板との間にタッチセンサが組み込まれた、いわゆるインナータッチパネル型入力表示装置に適用され得る。また、光学積層体1は、その他の位相差層をさらに含んでいてもよい。その他の位相差層の光学的特性(例えば、屈折率特性、面内位相差、Nz係数、光弾性係数)、厚み、配置位置等は、目的に応じて適切に設定され得る。
光学積層体1は、その他の光学機能層をさらに含んでいてもよい。光学積層体1に設けられ得る光学機能層の種類、特性、数、組み合わせ、配置位置等は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、光学積層体1は、導電層または導電層付等方性基材をさらに有していてもよい(いずれも図示せず)。導電層または導電層付等方性基材は、代表的には、位相差層3と第2の粘着剤層5との間に設けられる。導電層または導電層付等方性基材が設けられる場合、光学積層体は、画像表示セルと偏光板との間にタッチセンサが組み込まれた、いわゆるインナータッチパネル型入力表示装置に適用され得る。また、光学積層体1は、その他の位相差層をさらに含んでいてもよい。その他の位相差層の光学的特性(例えば、屈折率特性、面内位相差、Nz係数、光弾性係数)、厚み、配置位置等は、目的に応じて適切に設定され得る。
G.画像表示装置
上記A項~F項に記載の光学積層体は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の1つの実施形態は、そのような光学積層体を用いた画像表示装置も包含する。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、有機EL表示装置が挙げられる。本発明の実施形態による画像表示装置は、代表的には、その視認側に上記A項~F項に記載の光学積層体を備える。画像表示装置は、画像表示パネルを含む。画像表示パネルは、画像表示セルを含む。なお、画像表示装置を光学表示装置と称する場合があり、画像表示パネルを光学表示パネルと称する場合があり、画像表示セルを光学表示セルと称する場合がある。
上記A項~F項に記載の光学積層体は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の1つの実施形態は、そのような光学積層体を用いた画像表示装置も包含する。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、有機EL表示装置が挙げられる。本発明の実施形態による画像表示装置は、代表的には、その視認側に上記A項~F項に記載の光学積層体を備える。画像表示装置は、画像表示パネルを含む。画像表示パネルは、画像表示セルを含む。なお、画像表示装置を光学表示装置と称する場合があり、画像表示パネルを光学表示パネルと称する場合があり、画像表示セルを光学表示セルと称する場合がある。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各特性の測定方法は以下の通りである。
(1)せん断貯蔵弾性率G´測定
せん断貯蔵弾性率(23℃)は、以下の方法により評価できる。
最初に、後述する粘着剤PSA1またはPSA2でできた測定用サンプル(粘着剤層)を準備する。測定用サンプルの形状は、円盤状である。測定用サンプルは、底面の直径が8mmであり、厚さが2mmである。測定用サンプルは、複数の粘着剤層が積層された積層体を円盤状に打ち抜いたものであってもよい。次に、測定用サンプルについて動的粘弾性測定を行う。動的粘弾性測定には、例えば、TA Instruments社製、ARES-G2を用いることができる。動的粘弾性測定の結果から、粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率G´を特定することができる。なお、動的粘弾性測定の条件は、以下のとおりである。
・測定条件
周波数:1Hz
変形モード:ねじり
測定温度:-70℃~150℃
昇温速度:5℃/分
せん断貯蔵弾性率(23℃)は、以下の方法により評価できる。
最初に、後述する粘着剤PSA1またはPSA2でできた測定用サンプル(粘着剤層)を準備する。測定用サンプルの形状は、円盤状である。測定用サンプルは、底面の直径が8mmであり、厚さが2mmである。測定用サンプルは、複数の粘着剤層が積層された積層体を円盤状に打ち抜いたものであってもよい。次に、測定用サンプルについて動的粘弾性測定を行う。動的粘弾性測定には、例えば、TA Instruments社製、ARES-G2を用いることができる。動的粘弾性測定の結果から、粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率G´を特定することができる。なお、動的粘弾性測定の条件は、以下のとおりである。
・測定条件
周波数:1Hz
変形モード:ねじり
測定温度:-70℃~150℃
昇温速度:5℃/分
(2)反射色相変化測定(Δa*b*)
各実施例および各比較例の光学積層体をガラス板に貼り合わせ、分光測色計:CM-26d(コニカミノルタ製)にて初期の反射色相を測定し、80℃に500時間投入した。500時間後にサンプルを取り出し、耐久性後の反射色相を測定した。初期と500時間後の反射色相データよりΔa*b*を算出した。
各実施例および各比較例の光学積層体をガラス板に貼り合わせ、分光測色計:CM-26d(コニカミノルタ製)にて初期の反射色相を測定し、80℃に500時間投入した。500時間後にサンプルを取り出し、耐久性後の反射色相を測定した。初期と500時間後の反射色相データよりΔa*b*を算出した。
1.偏光板の調製
1-1.厚み12μmの偏光子を有する偏光板P1
厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ社製、製品名「PE3000」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理を施し、最後に乾燥処理を施すことにより厚み12μmの偏光子を作製した。
具体的には、膨潤処理は20℃の純水で処理しながら2.2倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光子の単体透過率が45.0%になるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が1:7である30℃の水溶液中において処理しながら1.4倍に延伸した。更に、架橋処理は、2段階の架橋処理を採用し、1段階目の架橋処理は40℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.2倍に延伸した。1段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は5.0重量%で、ヨウ化カリウム含有量は3.0重量%とした。2段階目の架橋処理は65℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.6倍に延伸した。2段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は4.3重量%で、ヨウ化カリウム含有量は5.0重量%とした。また、洗浄処理は、20℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は2.6重量%とした。最後に、乾燥処理は70℃で5分間乾燥させて偏光子を得た。
得られた偏光子の表面に、第1の保護層としてのシクロオレフィン系樹脂フィルム(厚み:25μm)を、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが約1μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、第2の保護層としてのトリアセチルセルロース系樹脂フィルム(厚み:25μm)を、偏光子における第1の保護層と反対側の表面に、上記と同様にして貼り合わせた。
これによって、シクロオレフィン系樹脂フィルム(第1の保護層)/偏光子/トリアセチルセルロース系樹脂フィルム(第2の保護層)の構成を有する偏光板P1を得た。
1-1.厚み12μmの偏光子を有する偏光板P1
厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ社製、製品名「PE3000」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理を施し、最後に乾燥処理を施すことにより厚み12μmの偏光子を作製した。
具体的には、膨潤処理は20℃の純水で処理しながら2.2倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光子の単体透過率が45.0%になるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が1:7である30℃の水溶液中において処理しながら1.4倍に延伸した。更に、架橋処理は、2段階の架橋処理を採用し、1段階目の架橋処理は40℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.2倍に延伸した。1段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は5.0重量%で、ヨウ化カリウム含有量は3.0重量%とした。2段階目の架橋処理は65℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.6倍に延伸した。2段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は4.3重量%で、ヨウ化カリウム含有量は5.0重量%とした。また、洗浄処理は、20℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は2.6重量%とした。最後に、乾燥処理は70℃で5分間乾燥させて偏光子を得た。
得られた偏光子の表面に、第1の保護層としてのシクロオレフィン系樹脂フィルム(厚み:25μm)を、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが約1μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、第2の保護層としてのトリアセチルセルロース系樹脂フィルム(厚み:25μm)を、偏光子における第1の保護層と反対側の表面に、上記と同様にして貼り合わせた。
これによって、シクロオレフィン系樹脂フィルム(第1の保護層)/偏光子/トリアセチルセルロース系樹脂フィルム(第2の保護層)の構成を有する偏光板P1を得た。
1-2.厚み5μmの偏光子を有する偏光板P2
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用い、樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で縦方向(長手方向)に2.4倍に一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光子の単体透過率(Ts)が所望の値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を5重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、約90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が約75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに接触させた(乾燥収縮処理)。
このようにして、樹脂基材上に厚み約5μmの偏光子を形成した。
得られた偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、第1の保護層としてのシクロオレフィン系樹脂フィルム(厚み:25μm)を、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが約1μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離して、当該剥離面に、第2の保護層としてのトリアセチルセルロース系樹脂フィルム(厚み:25μm)を上記と同様にして貼り合わせた。
これによって、シクロオレフィン系樹脂フィルム(第1の保護層)/偏光子/トリアセチルセルロース系樹脂フィルム(第2の保護層)の構成を有する偏光板P2を得た。
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用い、樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で縦方向(長手方向)に2.4倍に一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光子の単体透過率(Ts)が所望の値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を5重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、約90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が約75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに接触させた(乾燥収縮処理)。
このようにして、樹脂基材上に厚み約5μmの偏光子を形成した。
得られた偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、第1の保護層としてのシクロオレフィン系樹脂フィルム(厚み:25μm)を、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが約1μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をシクロオレフィン系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離して、当該剥離面に、第2の保護層としてのトリアセチルセルロース系樹脂フィルム(厚み:25μm)を上記と同様にして貼り合わせた。
これによって、シクロオレフィン系樹脂フィルム(第1の保護層)/偏光子/トリアセチルセルロース系樹脂フィルム(第2の保護層)の構成を有する偏光板P2を得た。
2.位相差層の調製
2-1.液晶化合物の配向固化層R1
式(I)で示される化合物55重量部と、式(II)で示される化合物25重量部と、式(III)で示される化合物20重量部とを、シクロペンタノン(CPN)400重量部に加えた後、60℃に加温、撹拌して溶解させた。その後、上記した化合物の溶液を室温に戻し、上記した化合物の溶液に、イルガキュア907(BASFジャパン社製)3重量部と、メガファックF-554(DIC社製)0.2重量部と、p-メトキシフェノール(MEHQ)0.1重量部とを加えて、さらに撹拌した。撹拌後の溶液は、透明で均一であった。得られた溶液を0.20μmのメンブランフィルターでろ過し、重合性組成物を得た。
また、配向膜用ポリイミド溶液を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で10分乾燥した後、200℃で60分焼成することにより塗膜を得た。得られた塗膜を、市販のラビング装置によってラビング処理し、配向膜を形成した。
次いで、基材(実質的には、配向膜)に、上記で得られた重合性組成物をスピンコート法で塗布し、100℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、高圧水銀ランプを用いて、30mW/cm2の強度で30秒間紫外線を照射して、液晶化合物の配向固化層R1を得た。液晶化合物の配向固化層R1の面内位相差Re(550)は130nmであった。また、液晶化合物の配向固化層R1のRe(450)/Re(550)は0.851であり、逆分散波長特性を示した。液晶化合物の配向固化層R1は、λ/4板として機能し得る。
2-1.液晶化合物の配向固化層R1
式(I)で示される化合物55重量部と、式(II)で示される化合物25重量部と、式(III)で示される化合物20重量部とを、シクロペンタノン(CPN)400重量部に加えた後、60℃に加温、撹拌して溶解させた。その後、上記した化合物の溶液を室温に戻し、上記した化合物の溶液に、イルガキュア907(BASFジャパン社製)3重量部と、メガファックF-554(DIC社製)0.2重量部と、p-メトキシフェノール(MEHQ)0.1重量部とを加えて、さらに撹拌した。撹拌後の溶液は、透明で均一であった。得られた溶液を0.20μmのメンブランフィルターでろ過し、重合性組成物を得た。
また、配向膜用ポリイミド溶液を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で10分乾燥した後、200℃で60分焼成することにより塗膜を得た。得られた塗膜を、市販のラビング装置によってラビング処理し、配向膜を形成した。
次いで、基材(実質的には、配向膜)に、上記で得られた重合性組成物をスピンコート法で塗布し、100℃で2分乾燥した。得られた塗布膜を室温まで冷却した後、高圧水銀ランプを用いて、30mW/cm2の強度で30秒間紫外線を照射して、液晶化合物の配向固化層R1を得た。液晶化合物の配向固化層R1の面内位相差Re(550)は130nmであった。また、液晶化合物の配向固化層R1のRe(450)/Re(550)は0.851であり、逆分散波長特性を示した。液晶化合物の配向固化層R1は、λ/4板として機能し得る。
2―2.位相差フィルム
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置に、ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン29.60重量部(0.046mol)、イソソルビド(ISB)29.21重量部(0.200mol)、スピログリコール(SPG)42.28重量部(0.139mol)、ジフェニルカーボネート(DPC)63.77重量部(0.298mol)、および、触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2重量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネート系樹脂を水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。
得られたポリエステルカーボネート系樹脂(ペレット)を80℃で5時間真空乾燥をした後、単軸押出機(東芝機械社製、シリンダー設定温度:250℃)、Tダイ(幅200mm、設定温度:250℃)、チルロール(設定温度:120~130℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み70μmの長尺状の樹脂フィルムを作製した。得られた長尺状の樹脂フィルムを、幅方向に、延伸温度150℃、延伸倍率2倍で延伸し、厚み41μmの位相差フィルムR2を得た。得られた位相差フィルムR2のRe(550)は143nmであり、Re(450)/Re(550)は0.82であり、Nz係数は1.3であった。位相差フィルムR2は、λ/4板として機能し得る。
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置に、ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン29.60重量部(0.046mol)、イソソルビド(ISB)29.21重量部(0.200mol)、スピログリコール(SPG)42.28重量部(0.139mol)、ジフェニルカーボネート(DPC)63.77重量部(0.298mol)、および、触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2重量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネート系樹脂を水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。
得られたポリエステルカーボネート系樹脂(ペレット)を80℃で5時間真空乾燥をした後、単軸押出機(東芝機械社製、シリンダー設定温度:250℃)、Tダイ(幅200mm、設定温度:250℃)、チルロール(設定温度:120~130℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み70μmの長尺状の樹脂フィルムを作製した。得られた長尺状の樹脂フィルムを、幅方向に、延伸温度150℃、延伸倍率2倍で延伸し、厚み41μmの位相差フィルムR2を得た。得られた位相差フィルムR2のRe(550)は143nmであり、Re(450)/Re(550)は0.82であり、Nz係数は1.3であった。位相差フィルムR2は、λ/4板として機能し得る。
3.粘着剤層の調製
3-1.(メタ)アクリル系ポリマー(A)
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、及び冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)79.9重量部、アクリル酸ベンジル(BzA)15.0重量部、アクリル酸(AA)5.0重量部及び4-ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)0.1重量部を仕込んだ。次に、BA、AA及びHBAの混合物100重量部に対して、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1重量部を加え、緩やかに撹拌しながら窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って重合反応を7時間進行させた。次に、得られた反応液に酢酸エチルを加えて固形分濃度12重量%に調整して、(メタ)アクリル系ポリマー(A)の溶液を得た。(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量(Mw)は220万であった。
3-1.(メタ)アクリル系ポリマー(A)
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、及び冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)79.9重量部、アクリル酸ベンジル(BzA)15.0重量部、アクリル酸(AA)5.0重量部及び4-ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)0.1重量部を仕込んだ。次に、BA、AA及びHBAの混合物100重量部に対して、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1重量部を加え、緩やかに撹拌しながら窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って重合反応を7時間進行させた。次に、得られた反応液に酢酸エチルを加えて固形分濃度12重量%に調整して、(メタ)アクリル系ポリマー(A)の溶液を得た。(メタ)アクリル系ポリマー(A)の重量平均分子量(Mw)は220万であった。
3-2.粘着剤(粘着剤組成物)PSA1~PSA3
(メタ)アクリル系ポリマー(A)の固形分100重量部に対する添加割合が表2に示す値となるように、(メタ)アクリル系ポリマー(A)の溶液に架橋剤(B)(東ソー社製、商品名「コロネートL」)および反応性官能基含有シランカップリング剤(信越化学工業社製、商品名「KBM-403」)を混合して、溶剤型の粘着剤(粘着剤組成物)PSA1~PSA3を得た。
次に、剥離面にシリコーン処理が施された剥離フィルムである、厚さ38μmのPETフィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、MRF38)の剥離面に対して、得られた粘着剤PSA1~PSA3のそれぞれを塗布した後、所定の温度に設定した空気循環式恒温オーブンにて所定の時間乾燥させて、表2に示す厚みを有する粘着剤層(粘着シート)を形成した。粘着剤PSA1またはPSA2から形成される粘着剤層は、第1の粘着剤層であり、粘着剤PSA3から形成される粘着剤層は、第2の粘着剤層である。粘着剤の塗布には、ファウンテンコーターを用いた。粘着剤層(粘着シート)形成時の乾燥条件は155℃、80秒で形成した。
(メタ)アクリル系ポリマー(A)の固形分100重量部に対する添加割合が表2に示す値となるように、(メタ)アクリル系ポリマー(A)の溶液に架橋剤(B)(東ソー社製、商品名「コロネートL」)および反応性官能基含有シランカップリング剤(信越化学工業社製、商品名「KBM-403」)を混合して、溶剤型の粘着剤(粘着剤組成物)PSA1~PSA3を得た。
[実施例1および2]
偏光板P1に粘着剤PSA1から形成される第1の粘着剤層を介して位相差層(液晶化合物の配向固化層R1)を貼り合わせた。具体的には、粘着剤PSA1から形成され、表2に示す厚みを有する第1の粘着剤層を、剥離フィルムから第2の保護層の視認側と反対側の表面に転写した。
その後、位相差層(液晶化合物の配向固化層R1)を第1の粘着剤層に接触させて、偏光板P1に貼り合わせた。このとき、位相差層(液晶化合物の配向固化層R1)の遅相軸が、偏光子の吸収軸に対して45°の角度をなすように調整した。また、粘着剤PSA3から形成さる第2の粘着剤層を、剥離フィルムから位相差層に転写した。
以上によって、偏光板/第1の粘着剤層/位相差層/第2の粘着剤層の構成を有する光学積層体を得た。光学積層体が備える各層の厚み、および、第1の粘着剤層を形成する粘着剤のせん断貯蔵弾性率G’を、表2に示す。また、光学積層体を上記反射色相変化測定に供した。その結果を、表2に示す。
偏光板P1に粘着剤PSA1から形成される第1の粘着剤層を介して位相差層(液晶化合物の配向固化層R1)を貼り合わせた。具体的には、粘着剤PSA1から形成され、表2に示す厚みを有する第1の粘着剤層を、剥離フィルムから第2の保護層の視認側と反対側の表面に転写した。
その後、位相差層(液晶化合物の配向固化層R1)を第1の粘着剤層に接触させて、偏光板P1に貼り合わせた。このとき、位相差層(液晶化合物の配向固化層R1)の遅相軸が、偏光子の吸収軸に対して45°の角度をなすように調整した。また、粘着剤PSA3から形成さる第2の粘着剤層を、剥離フィルムから位相差層に転写した。
以上によって、偏光板/第1の粘着剤層/位相差層/第2の粘着剤層の構成を有する光学積層体を得た。光学積層体が備える各層の厚み、および、第1の粘着剤層を形成する粘着剤のせん断貯蔵弾性率G’を、表2に示す。また、光学積層体を上記反射色相変化測定に供した。その結果を、表2に示す。
[実施例3]
粘着剤PSA1から形成される第1の粘着剤層を、上記した粘着剤PSA2から形成される第1の粘着剤層に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、光学積層体を得た。
粘着剤PSA1から形成される第1の粘着剤層を、上記した粘着剤PSA2から形成される第1の粘着剤層に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、光学積層体を得た。
[実施例4]
偏光板P1を、上記した偏光板P2に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。
偏光板P1を、上記した偏光板P2に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を得た。
[比較例1]
粘着剤PSA1を紫外線硬化型接着剤に変更して、接着剤層の厚みを1μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板/接着剤層/位相差層/第2の粘着剤層の構成を有する光学積層体を得た。
粘着剤PSA1を紫外線硬化型接着剤に変更して、接着剤層の厚みを1μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板/接着剤層/位相差層/第2の粘着剤層の構成を有する光学積層体を得た。
[評価]
表2から明らかなように、位相差層が液晶化合物の配向固化層であると、位相差層が樹脂の延伸フィルム(参考例1)である場合と比較して、光学積層体の薄厚化を図ることができる。また、位相差層が液晶化合物の配向固化層であっても、第1の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が0.2MPa以下であることにより、環境に応じた偏光板の寸法変化が位相差層に影響することを低減でき、光学積層体の反射色相変化を抑制できる光学積層体が得られることがわかる。
表2から明らかなように、位相差層が液晶化合物の配向固化層であると、位相差層が樹脂の延伸フィルム(参考例1)である場合と比較して、光学積層体の薄厚化を図ることができる。また、位相差層が液晶化合物の配向固化層であっても、第1の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が0.2MPa以下であることにより、環境に応じた偏光板の寸法変化が位相差層に影響することを低減でき、光学積層体の反射色相変化を抑制できる光学積層体が得られることがわかる。
本発明の光学積層体は、画像表示装置(代表的には、液晶表示装置、有機EL表示装置)に好適に用いられ得る。
1 光学積層体
2 偏光板
21 偏光子
3 位相差層
4 第1の粘着剤層
2 偏光板
21 偏光子
3 位相差層
4 第1の粘着剤層
Claims (6)
- 偏光子を含む偏光板と、
前記偏光板の視認側の反対側に粘着剤層を介して貼り合わされた位相差層と、を備え、
前記位相差層は、液晶化合物の配向固化層であり、
23℃における前記粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G´が、0.2MPa以下である、光学積層体。 - 前記粘着剤層の厚みは、5μm以上である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記位相差層の厚みは、前記偏光子の厚み未満である、請求項1または2に記載の光学積層体。
- 23℃における前記粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’は、0.1MPa以下である、請求項1~3のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記偏光子の厚みは、8μm以下である、請求項1~4のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記位相差層は、逆分散波長特性を示し、かつ、λ/4板として機能し、
前記位相差層の遅相軸と前記偏光子の吸収軸とがなす角度は、42°~48°である、請求項1~5のいずれかに記載の光学積層体。
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