JP2023159077A - 積層体及びその製造方法 - Google Patents

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貴志 白石
Takashi Shiraishi
亨 神野
Toru Jinno
寛文 井上
Hirofumi Inoue
到 鈴木
Itaru Suzuki
洋介 福島
Yosuke Fukushima
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【課題】液晶層を2つの粘着剤層間に有する積層体において耐久性試験後において光抜けの発生が抑制された積層体を提供すること。【解決手段】偏光板と、第1粘着剤層と、液晶層と、第2粘着剤層とをこの順に有する積層体であって、積層体は、液晶層の端部領域にクラックを有し、N+(Dm×1.34)<120[式中、Nは、前記クラックのうち平面視における端部からの深さが20μm以上であるクラックの積層体の端部長さ10mm当たりの本数を表し、Dmは、前記本数をカウントしたクラックのうちの最も大きい深さ[μm]を表す]を満たす、積層体。【選択図】なし

Description

本発明は、積層体及びその製造方法に関する。
特許文献1には、液晶化合物を含む光学異方性層を備える位相差フィルムが提案されている。特許文献2には、広視野角偏光板の製造方法において、光学補償フィルムを熱処理することが提案されている。
特開2017-146367号公報 特開2005-221551号公報
液晶層を2つの粘着剤層間に有する積層体において耐久性試験後に光抜けが発生する場合がある。
本発明は、液晶層を2つの粘着剤層間に有する積層体において耐久性試験後において光抜けの発生が抑制された積層体を提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様[1]~[10]を提供するものである。
[1] 偏光板と、第1粘着剤層と、液晶層と、第2粘着剤層とをこの順に有する積層体であって、
前記積層体は、前記液晶層の端部領域にクラックを有し、
下記式(1)を満たす、積層体。
N+(Dm×1.34)<120 (1)
[式中、
Nは、前記クラックのうち平面視における端部からの深さが20μm以上であるクラックの積層体の端部長さ10mm当たりの本数を表し、
Dmは、前記本数をカウントしたクラックのうちの最も大きい深さ[μm]を表す。][2] 前記液晶層は、重合性液晶化合物の硬化物を含む層を有する、[1]に記載の積層体。
[3] 前記液晶層は、配向層を更に有する、[1]又は[2]に記載の積層体。
[4] 前記クラックの少なくとも1つの端部は、前記重合性液晶化合物の配向方向と交わる前記液晶層の端部に存在する、[2]又は[3]に記載の積層体。
[5] 前記積層体は枚葉状である、[1]~[4]のいずれかに記載の積層体。
[6] 前記積層体は、研磨された端面を有する、[1]~[5]のいずれかに記載の積層体。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載の積層体を有する画像表示装置。
[8] [1]~[6]のいずれかに記載の積層体の製造方法であって、
液晶層及び偏光板を準備する準備工程、
液晶層を第1粘着剤層を介して偏光板に貼合し、液晶層の第1粘着剤層とは反対側に第2粘着剤層を設けることにより積層体を得る貼合工程、
積層体を裁断する裁断工程、及び
積層体の端部を研磨する研磨工程を含む、製造方法。
[9] 前記研磨工程は、
積層体を複数枚積み重ねて、積層物を得る第1工程、及び
得られた積層物の端面の長さ方向に沿って、積層物に対して、回転軸を中心に回転する、切削刃を有する切削工具を相対移動させることにより積層物の端面を切削加工する第2工程
を含む、[8]に記載の製造方法。
[10] 前記第2工程において、切削刃の回転半径外側方向における端部が積層体に接するときの切削刃の入射角度が-30度以上30度以下である、[9]に記載の製造方法。
本発明によれば、液晶層を2つの粘着剤層間に有する積層体において耐久性試験後において光抜けの発生が抑制された積層体を提供することができる。
本発明の一実施形態による積層体の概略断面図である。 本発明の別の一実施形態による積層体の概略断面図である。 (A)~(E)は、本発明の複合位相差板の製造方法における各製造工程の一例を模式的に示す概略断面図である。 切削工具の一例を示す側面図及び正面図である。 切削刃の積層物に対する入射角を示す側面図である。 図4に示される切削工具における切削部の詳細を示す分解図である。 図4に示される切削工具を備える端面加工装置の一例を示す概略斜視図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の全ての図面においては、各構成要素を理解し易くするために縮尺を適宜調整して示しており、図面に示される各構成要素の縮尺と実際の構成要素の縮尺とは必ずしも一致しない。
<積層体>
図1は、本発明の一実施形態による積層体の概略断面図である。図1に示す積層体100は、偏光板101と、第1粘着剤層102と、液晶層103と、第2粘着剤層104とをこの順に有する。
積層体100は、上述した層以外の他の層を更に含んでもよい。他の層としては、例えば積層体100の偏光板101の外側(第1粘着剤層102とは反対側)に配置され得るプロテクトフィルム等が挙げられる。
積層体100の厚みは、積層体100に求められる機能及び積層体100の用途等に応じて異なるため特に限定されないが、例えば25μm以上1000μm以下であってよく、好ましくは100μm以上500μm以下であり、より好ましくは100μm以上300μm以下である。
積層体100は長尺状であってもよいし、枚葉状であってもよい。積層体100は好ましくは枚葉状である。枚葉状の積層体は、長尺状の積層体から裁断することにより得ることができる。積層体100が枚葉状である場合、積層体100の平面視形状は、例えば方形形状であってよく、好ましくは長辺と短辺とを有する方形形状であり、より好ましくは長方形である。積層体100の平面視形状が長方形である場合、長辺の長さは、例えば10mm以上1400mm以下であってよく、好ましくは50mm以上600mm以下である。短辺の長さは、例えば5mm以上800mm以下であり、好ましくは30mm以上500mm以下であり、より好ましくは50mm以上300mm以下である。
なお、本明細書において平面視とは、層の厚み方向から見ることを意味する。
積層体100が枚葉状である場合、積層体100は、裁断の際に積層体端面に発生するケバ等を除去する目的で、及び寸法精度の観点から好ましくは研磨された端面を有する。積層体100は、積層体平面視において端面の一部が又は全てが研磨されていてよく、好ましくは端面の全てが研磨されている。
また、積層体100の平面視形状が方形形状である場合、積層体100を構成する各層における各辺の長さは互いに同じであってよい。積層体100を構成する各層は、角部がR加工されたり、端部を切り欠き加工されたり、穴あき加工されたりしていてもよい。
積層体100は、画像表示装置に用いることができる。画像表示装置は、液晶表示装置、有機EL表示装置等いかなるものであってもよい。積層体100は、画像表示装置の前面側(視認側)に配置されることもできるし、背面側に配置されることもできる。後述する光抜けは、積層体100が画像表示装置の前面側(視認側)に配置される場合に視認され易いことから、積層体100は好ましくは、画像表示装置の前面側に配置される。画像表示装置が液晶表示装置である場合、積層体100は、液晶セルの前面側又は背面側のうち前面側に配置される偏光板を含む積層体として配置されることができる。画像表示装置が有機EL表示装置である場合、積層体100は、外光の反射防止の目的で前面側に配置される円偏光板として前面側に配置されることができる。
積層体100は、例えば反射防止性能を有する積層体であってよい。反射防止性能を有する積層体としては、例えば円偏光板が挙げられる。画像表示装置において、画像表示装置の前面側に反射防止性能を有する積層体を設けることにより、外来光の反射による視認性の低下を抑制することができる。
積層体は、液晶層の端部領域にクラックを有する。本発明において、クラックは、積層体を平面視において光学顕微鏡の透過光により観察したときに、液晶層の端部領域に線状に観察される亀裂であり、偏光板やハードコート層等に観察されるものは含まれない。クラックは厚み方向において貫通していてもよいし貫通していなくてもよい。また、クラックは、クラックの少なくとも1つの端部が、重合性液晶化合物の配向方向と交わる液晶層の端部に存在するものをいう。液晶化合物の配向方向と交わる液晶層の端部とは、例えば積層体が方形状である場合、液晶層の液晶化合物の配向方向と平行ではない方向における積層体の辺のことをいう。クラックの形状は特に限定されず、通常、線状、例えば直線状、折線状、曲線状及びこれらが組合わさった形状として観察される。例えば1本の直線、折線又は曲線からなるものであってよく、1本の直線、折線又は曲線から複数の直線、折線及び/又は曲線が分岐したものであってよく、これらが組合わさったものであってもよい。いずれの形状においても、クラックを構成する直線、折線又は曲線の少なくとも1つの端部は、重合性液晶化合物の配向方向と交わる液晶層の端部に存在する。
積層体は、下記式(1)を満たす。
N+(Dm×1.34)<120 (1)
積層体が式(1)を満たすことにより、積層体は優れた耐久性を有することとなる。
式中、Nは、液晶層の端部領域に存在するクラックのうち、平面視における端部からの深さが20μm以上であるクラックの端部長さ10mm当たりの本数(以下、クラックの本数ともいう)を表す。クラックの本数Nは、光学顕微鏡の透過光により観察され、クラックが複数の直線、折線及び/又は曲線の組合せである場合、すなわちクラックを構成する直線、折線及び曲線の少なくとも1本が他の直線、折線及び曲線と少なくとも1点において交わっている場合、1本としてカウントする。
本発明において平面視における端部からの深さは、平面視において観察されるクラック上のある1点から重合性液晶化合物の配向方向と交わる液晶層の端部までの直線距離の最小値Dをいう。Dmは、クラックの本数をカウントしたクラックのうちの最も大きい深さ[μm](以下、最大深さともいう)を意味する。式(1)を満たす場合、クラックの最大深さDmは90μm未満となる。
クラックの本数Nの上限は、例えば20本以下であってよく、好ましくは18本以下、より好ましくは15本以下である。一方、クラックの本数Nの下限は、例えば好ましくは1本以上、より好ましくは3本以上である。
また、クラックの最大深さDmは、例えば85μm以下であってよく、好ましくは80μm以下である。
本発明者により、例えば積層体の端面が研磨されたものである場合、積層体について耐久性試験を行った後、積層体の端部周辺に光抜けが発生し易い傾向にあることが見出された。これは、積層体の液晶層の配向方向と平行でない端部周辺に生じたクラックが、耐久性試験により大きくなり、光抜けとして観察されるためであることが分かった。そこで、このクラックに着目して鋭意研究を行った結果、クラックの最大深さ及び本数が上記式(1)で示される関係性を満たすときに耐久性試験後の光抜けが抑制される傾向にあることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明における耐久性試験は、後述する実施例において説明する方法に従って行う試験をいう。
積層体は、耐久性の観点から好ましくは下記式(1’)を満たす。
N+(Dm×1.34)<111 (1’)
式(1’)を満たす場合、クラックの最大深さDmは83μm未満となる。
積層体が式(1)又は式(1’)を満たすように、例えば積層体の製造条件を調節することができる。例えば研磨工程においては、後述するように送り速度、切削刃の積層体に対する進入方向や回転数、侵入角等を調節することができる。
[偏光板]
偏光板101は、透過光より直線偏光を得る偏光機能を有するフィルムであればよい。当該フィルムとしては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、又は吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。偏光子として用いられる、吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、あるいは、液晶性を有する二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を基材フィルムに塗布して得られる液相層を有するフィルム等が挙げられる。
(1)吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム
吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子は、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。
偏光子の厚みは、例えば2μm以上40μm以下である。偏光子の厚みは、5μm以上であってもよく、20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下であってもよい。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。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、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85~100モル%程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールも使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000以上10000以下であり、好ましくは1500以上5000以下である。
このようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光子の原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系原反フィルムの膜厚は、例えば、10~150μm程度とすることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素による染色の前、染色と同時、又は染色の後で行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行うことも可能である。一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3~8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの二色性色素による染色は、例えば、二色性色素を含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法によって行われる。二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性有機染料には、C.I.DIRECT RED 39等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾ等の化合物からなる二色性直接染料が包含される。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100質量部あたり、通常0.01~1質量部程度である。またヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.5~20質量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20~40℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20~1,800秒程度である。
一方、二色性色素として二色性の有機染料を用いる場合は通常、水溶性二色性染料を含む水溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100質量部あたり、通常1×10-4~10質量部程度であり、好ましくは1×10-3~1質量部であり、さらに好ましくは1×10-3~1×10-2質量部である。この水溶液は、硫酸ナトリウムのような無機塩を染色助剤として含んでいてもよい。染色に用いる二色性染料水溶液の温度は、通常20~80℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常10~1,800秒程度である。
二色性色素による染色後のホウ酸処理は通常、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液に浸漬する方法により行うことができる。このホウ酸水溶液におけるホウ酸の含有量は、水100質量部あたり、通常2~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。二色性色素としてヨウ素を用いた場合には、このホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましく、その場合のヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.1~15質量部程度であり、好ましくは5~12質量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常 60~1,200秒程度であり、好ましくは150~600秒、さらに好ましくは200~400秒である。ホウ酸処理の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50~85℃、さらに好ましくは60~80℃である。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬する方法により行うことができる。水洗処理における水の温度は、通常5~40℃程度である。また浸漬時間は、通常1~120秒程度である。
水洗後に乾燥処理が施されて、偏光子が得られる。乾燥処理は例えば、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行うことができる。乾燥処理の温度は、通常30~100℃程度であり、好ましくは50~80℃である。乾燥処理の時間は、通常60~600秒程度であり、好ましくは120~600秒である。乾燥処理により、偏光子の水分率は実用程度にまで低減される。その水分率は、通常5~20質量%程度であり、好ましくは8~15質量%である。水分率が5質量%を下回ると、偏光子の可撓性が失われ、偏光子がその乾燥後に損傷したり、破断したりすることがある。また、水分率が20質量%を上回ると、偏光子の熱安定性が悪くなる可能性がある。
こうしてポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色、ホウ酸処理、水洗及び乾燥をして得られる偏光子の厚みは好ましくは5~40μmである。
偏光子の片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されていてもよい。偏光子の片面又は両面に貼合される熱可塑性樹脂フィルムの材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのような樹脂からなる酢酸セルロース系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのような樹脂からなるポリエステル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、(メタ)アクリル系樹脂フィルム、ポリプロピレン系樹脂フィルム等、当分野において公知のフィルムを挙げることができる。熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、薄型化の観点から、通常300μm以下であり、200μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、また、通常5μm以上であり、20μm以上であることが好ましい。
熱可塑性樹脂フィルムは、保護フィルムとしての機能を有していてよい。また、熱可塑性樹脂フィルムは、位相差フィルム、輝度向上フィルムのような光学機能を併せ持つ保護フィルムであることもできる。例えば、上記材料からなる透明樹脂フィルムを延伸(一軸延伸または二軸延伸等)したり、該フィルム上に液晶層等を形成したりすることにより、任意の位相差値が付与された位相差フィルムとすることができる。
熱可塑性樹脂フィルムを有する積層体が表示装置に用いられる場合、視認側に配置される熱可塑性樹脂フィルムは位相差を有していても有していなくてもよい。一方、位相差層に積層される側の保護フィルムが位相差を有する場合、位相差は10nm以下の位相差であることが好ましい。
熱可塑性樹脂フィルムはハードコート層が形成されたものであってよい。ハードコート層は、熱可塑性樹脂フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両方の面に形成されていてもよい。ハードコート層を設けることにより、硬度及びスクラッチ性を向上させた熱可塑性樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、例えば紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。ハードコート層は、強度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子、又はこれらの混合物が挙げられる。
偏光板101は、偏光子の両面に接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムがそれぞれ貼合(積層)されたものであってよい。偏光子と熱可塑性樹脂フィルムとの貼合に用いる接着剤としては、紫外線硬化性接着剤等の活性エネルギー線硬化性接着剤や、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液又はこれに架橋剤が配合された水溶液、ウレタン系エマルジョン接着剤等の水系接着剤を挙げることができる。偏光子の両面に熱可塑性樹脂フィルムを貼合する場合、2つの接着剤層を形成する接着剤は同種であってもよいし、異種であってもよい。例えば、両面に熱可塑性樹脂フィルムを貼合する場合、片面は水系接着剤を用いて貼合し、もう片面は活性エネルギー線硬化性接着剤を用いて貼合してもよい。紫外線硬化型接着剤は、ラジカル重合性の(メタ)アクリル系化合物と光ラジカル重合開始剤の混合物や、カチオン重合性のエポキシ化合物と光カチオン重合開始剤の混合物等であることができる。また、カチオン重合性のエポキシ化合物とラジカル重合性の(メタ)アクリル系化合物とを併用し、開始剤として光カチオン重合開始剤と光ラジカル重合開始剤を併用することもできる。
活性エネルギー線硬化性接着剤を用いる場合、貼合後、活性エネルギー線を照射することによって接着剤を硬化させる。活性エネルギー線の光源は特に限定されないが、波長400nm以下に発光分布を有する活性エネルギー線(紫外線)が好ましく、具体的には、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等が好ましく用いられる。
偏光子と熱可塑性樹脂フィルムとの接着性を向上させるために、偏光子と熱可塑性樹脂フィルムとの貼合に先立ち、偏光子および/または熱可塑性樹脂フィルムの貼合面に、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、プライマー塗布処理、ケン化処理等の表面処理を施してもよい。
偏光板は、上述のとおり、単層フィルムである偏光子に熱可塑性樹脂フィルムを貼合することによって作製することもできるが、この方法に限らない。例えば特開2009-98653号公報に記載されるような、基材フィルムを利用する方法によっても作製することができる。後者の方法は薄膜の偏光子(偏光子層)を有する偏光板を得るのに有利であり、例えば次の工程を含むことができる。
基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることによりポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程、
積層フィルムを延伸して延伸フィルムを得る延伸工程、
延伸フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色して偏光子層(偏光子に相当)を形成することにより偏光性積層フィルムを得る染色工程、
偏光性積層フィルムの偏光子層上に接着剤を用いて熱可塑性樹脂フィルムを貼合して貼合フィルムを得る第1貼合工程、
貼合フィルムから基材フィルムを剥離除去して片面熱可塑性樹脂フィルム付の偏光板を得る剥離工程。
上記染色工程において二色性色素を含有する処理液に亜鉛塩を含有させることにより、偏光子に亜鉛元素を含有させることができる。
偏光子層(偏光子)の両面に熱可塑性樹脂フィルムを積層する場合には、さらに片面熱可塑性樹脂フィルム付偏光板の偏光子面に接着剤を用いて別の熱可塑性樹脂フィルムを貼合する第2貼合工程を含む。
基材フィルムを利用する上記方法においては、偏光性積層フィルムを得る染色工程(例えば、偏光性積層フィルムを得る染色工程中の架橋工程後または洗浄工程後)に乾燥工程を含ませることができる。上記偏光性積層フィルム、片面熱可塑性樹脂フィルム付の偏光板、および第2貼合工程を経て得られる両面熱可塑性樹脂フィルム付の偏光板に含まれる偏光子又はこれらから単離される偏光子もまた、本発明に属する偏光子である。
(2)吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子としては、液晶性を有する重合性の二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を基材フィルム(又は基材フィルム上に形成された配向膜)に塗布し硬化させて得られる層等の重合性液晶化合物の硬化物を含む偏光子が挙げられる。
必要に応じて、基材フィルム又は基材フィルムと配向膜との両方を偏光子から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子は、その片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で積層体に組み込まれてもよい。熱可塑性樹脂フィルムとしては、延伸フィルム又は延伸層である偏光子に用い得る熱可塑性樹脂フィルムと同様のものを用いることができる。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子としては、具体的には、特開2014-148883号公報等に記載のものが挙げられる。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子の厚みは、通常10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下である。
偏光板101は、視感度補正単体透過率Tyが例えば40%以上47%以下であってよく、好ましくは41%以上45%以下である。また、偏光板は、視感度補正偏光度Pyは、例えば99.9%以上であってよく、99.95%以上であることが好ましい。Tyが高すぎるとPyが低下して画像表示装置の表示品位が低下する傾向にある。Tyが過度に低い場合、画像表示装置の輝度が低下して表示品位が低下するか、又は輝度を十分に高くするために投入電力を大きくする必要が生じる傾向にある。視感度補正単体透過率Ty及び視感度補正偏光度Pyは、後述の実施例の欄において説明する方法に従って測定することができる。
[第1粘着剤層]
第1粘着剤層102は、偏光板101と液晶層103との間に介在してこれらを接合することができる。第1粘着剤層102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のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物から構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れる(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適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、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-エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステルの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適に用いられる。ベースポリマーには、極性モノマーを共重合させることが好ましい。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)アクリレートのような、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を挙げることができる。
粘着剤組成物は、上記ベースポリマーのみを含むものであってもよいが、通常は架橋剤をさらに含有する。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が例示される。中でも、ポリイソシアネート化合物が好ましい。
第1粘着剤層102の形成は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤に粘着剤組成物を溶解又は分散させて粘着剤液を調製し、これを積層体の対象面に直接塗工して粘着剤層を形成する方式や、離型処理が施されたセパレートフィルム上に粘着剤層をシート状に形成しておき、それを偏光板の対象面に移着する方式等により行うことができる。
第1粘着剤層102の厚みは、その接着力等に応じて決定されるが、例えば1μm以上50μm以下の範囲であってよく、好ましくは2μm以上40μm以下、より好ましくは3μm以上30μm以下、さらに好ましくは3μm以上25μm以下である。
積層体100は、上記のセパレートフィルムを含み得る。セパレートフィルムは、ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等からなるフィルムであることができる。中でも、ポリエチレンテレフタレートの延伸フィルムが好ましい。
第1粘着剤層102は、任意成分、例えばガラス繊維、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粉や他の無機粉末からなる充填剤、顔料、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等を含むことができる。
帯電防止剤としては、例えば、イオン性化合物、導電性微粒子、導電性高分子等を挙げることができるが、イオン性化合物が好ましく用いられる。
イオン性化合物を構成するカチオン成分は無機カチオンでも有機カチオンでもよい。
有機カチオンとしては、ピリジニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン等が挙げられ、無機カチオンとしてはリチウムイオン、カリウムイオン等が挙げられる。
一方、イオン性化合物を構成するアニオン成分としては、無機アニオンでも有機アニオンでもよいが、帯電防止性能に優れるイオン性化合物を与えることから、フッ素原子を含むアニオン成分が好ましい。フッ素原子を含むアニオン成分としては、ヘキサフルオロホスフェートアニオン[(PF )]、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン[(CFSO]アニオン、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン[(FSO]アニオン等が挙げられる。
[液晶層]
液晶層103は、重合性液晶化合物の硬化物を含む層を有することが好ましく、重合性液晶化合物が配向した状態で重合した重合体の硬化物を含む層を有することがより好ましい。液晶層103は、位相差層としての機能を有していてよい。位相差層としては、例えばλ/2の位相差を与える層、λ/4の位相差を与える層(ポジティブA層)及びポジティブC層等が挙げられる。液晶層103は、後述の配向層及び基材を含んでいてよいし、液晶層、配向層及び基材をそれぞれ2以上有していてもよい。
重合性液晶化合物は、重合性基を有する化合物であって、液晶状態となりうる化合物である。重合性液晶化合物の重合性基同士が反応して重合性液晶化合物が重合することにより、重合性液晶化合物が硬化する。
(基材)
重合性液晶化合物の硬化物を含む層は例えば、基材に設けられた配向層上に形成される。前記基材は、配向層を支持する機能を有し、長尺に形成されている基材であってもよい。この基材は、離型性支持体として機能し、転写用の位相差層や配向層を支持することができる。さらに、その表面が剥離可能な程度の接着力を有するものが好ましい。前記基材としては、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;メタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂;アクリロニトリル・スチレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリアセタール系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;マレイミド系樹脂等からなるフィルムであることができる。
基材の厚みとしては、特に限定されないが、例えば20μm以上200μm以下の範囲とすることが好ましい。基材の厚さが20μm以上であると、強度が付与される。
なお、基材は、種々のブロッキング防止処理が施されていてもよい。ブロッキング防止処理としては、例えば、易接着処理、フィラー等を練り込ませる処理、エンボス加工(ナーリング処理)等が挙げられる。このようなブロッキング防止処理を基材に対して施すことによって、基材を巻き取る際の基材同士の張り付き、いわゆるブロッキングを効果的に防止することができ、生産性高く光学フィルムを製造することが可能となる。
(配向層)
重合性液晶化合物の硬化物を含む層は、配向層を介して基材上に形成される。すなわち、基材、配向層の順で積層され、重合性液晶化合物の硬化物を含む層は前記配向層上に積層される。
なお、配向層は、垂直配向層に限らず、重合性液晶化合物の分子軸を水平配向させる配向層であってもよく、重合性液晶化合物の分子軸を傾斜配向させる配向層であってもよい。配向層としては、後述する重合性液晶化合物を含む組成物の塗工等により溶解しない溶媒耐性を有し、また、溶媒の除去や液晶化合物の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向層としては、配向性ポリマーを含む配向層、光配向膜及び表面に凹凸パターンや複数の溝を形成し配向させるグルブ配向層が挙げられる。配向層の厚さは、通常10nm以上10000nm以下の範囲である。
また、配向層は液晶層を支持する機能を有し、離型性支持体として機能してもよい。転写用の液晶層を支持することができ、さらにその表面が剥離可能な程度の接着力を有するものでもよい。
配向層に用いる樹脂としては、重合性化合物が重合した樹脂が用いられる。重合性化合物は、重合性基を有する化合物であって、通常は、液晶状態とならない非液晶性の重合性非液晶性化合物である。重合性化合物の重合性基同士が反応して重合性化合物が重合することにより、樹脂となる。このような樹脂としては、液晶層の形成段階で重合性液晶化合物を配向させるための配向層として利用し、液晶層に含まれないものであれば、公知の配向層の材料として用いられる樹脂であれば特に限定されるものではなく、従来公知の単官能又は多官能の(メタ)アクリレート系モノマーを重合開始剤下で硬化させた硬化物等を用いることができる。具体的に、(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、2-エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテルアクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、テトラエチレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、ウレタンアクリレート等を例示することができる。なお、樹脂としては、これらの1種類であってもよいし、2種類以上の混合物であってもよい。
配向層は、液晶層を形成した後、他光学フィルム等と積層させる工程の前後において、基材とともに剥離除去することができる。
また、基材との剥離性向上および液晶層に膜強度を付与する目的で、液晶層に配向層を含めることができる。液晶層が配向層を含む場合、配向層に用いる樹脂として単官能や2官能の(メタ)アクリレート系モノマー、イミド系モノマーもしくはビニルエーテル系モノマーを硬化させた硬化物等を用いることが好ましい。
単官能の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、炭素数4から16のアルキル(メタ)アクリレート、炭素数2から14のβカルボキシアルキル(メタ)アクリレート、炭素数2から14のアルキル化フェニル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(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)アクリレート及びイソボニル(メタ)アクリレート等が挙げられ、
2官能の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート;1,3-ブタンジオール(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;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ネオペンチルグリコールジ(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;テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールジアクリレート;ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル;エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート;プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート;エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート及び3-メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、イミド系モノマーを硬化させたイミド系樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド等が挙げられる。なお、イミド系樹脂としては、これらの1種類であってもよいし、2種類以上の混合物であってもよい。
また、配向層を形成する樹脂として、単官能や2官能の(メタ)アクリレート系モノマー、イミド系モノマーおよびビニルエーテル系モノマー以外のモノマーを含んでいてもよいが、単官能や2官能の(メタ)アクリレート系モノマー、イミド系モノマーおよびビニルエーテル系モノマーの含有割合が、総モノマー中で50重量%以上であってもよく、55重量%以上であることが好ましく、60重量%以上であることがより好ましい。
配向層が液晶層103に含まれる場合、配向層の厚みは、通常10nm以上10000nm以下の範囲であり、液晶層103の配向性がフィルム面に対し面内配向である場合、配向層の厚みは、10nm以上1000nm以下であることが好ましく、配向層の配向性がフィルム面に対し垂直配向である場合は、100nm以上10000nm以下であることが好ましい。配向層の厚みが上記範囲内であると、基材の剥離性向上および適度な膜強度を付与することができる。
(重合性液晶化合物)
本実施形態で使用される重合性液晶化合物の種類については、特に限定されないものの、その形状から、棒状タイプ(棒状液晶化合物)と円盤状タイプ(円盤状液晶化合物、ディスコティック液晶化合物)とに分類できる。さらに、それぞれ低分子タイプと高分子タイプとがある。なお、高分子とは、一般に重合度が100以上のものを言う(高分子物理・相転移ダイナミクス、土井 正男著、2頁、岩波書店、1992)。
本実施形態では、何れの重合性液晶化合物を用いることもできる。さらに、2種以上の棒状液晶化合物や、2種以上の円盤状液晶化合物、又は棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。
なお、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1に記載のものを好適に用いることができる。円盤状液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]、又は特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好適に用いることができる。
重合性液晶化合物は、2種類以上を併用してもよい。その場合、少なくとも1種類が分子内に2以上の重合性基を有している。すなわち、前記重合性液晶化合物が硬化した層は、重合性基を有する液晶化合物が重合によって固定されて形成された層であることが好ましい。この場合、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。
重合性液晶化合物は、重合反応をし得る重合性基を有する。重合性基としては、例えば、重合性エチレン性不飽和基や環重合性基などの付加重合反応が可能な官能基が好ましい。より具体的には、重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基などを挙げることができる。その中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。なお、(メタ)アクリロイル基とは、メタアクリロイル基及びアクリロイル基の両者を包含する概念である。
重合性液晶化合物が有する液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック液晶でもよく、サーモトロピック液晶を秩序度で分類すると、ネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。
重合性液晶化合物の硬化物を含む層は、後述するように、重合性液晶化合物を含む組成物(以下、重合性液晶組成物ともいう)を、例えば配向層上に塗工し、活性エネルギー線を照射することによって形成することができる。重合性液晶組成物には、上述した重合性液晶化合物以外の成分が含まれていてもよい。例えば、重合性液晶組成物には、重合開始剤が含まれていることが好ましい。使用される重合開始剤は、重合反応の形式に応じて、例えば、熱重合開始剤や光重合開始剤が選択される。例えば、光重合開始剤としては、α-カルボニル化合物、アシロインエーテル、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物、多核キノン化合物、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせなどが挙げられる。重合開始剤の使用量は、前記塗工液中の全固形分に対して、0.01質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。なお「硬化物」は、形成された層単独でも変形、流動することなく自立して存在できる状態をいう。
また、重合性液晶組成物には、塗工膜の均一性及び膜の強度の点から、重合性モノマーが含まれていてもよい。重合性モノマーとしては、ラジカル重合性又はカチオン重合性の化合物が挙げられる。その中でも、多官能性ラジカル重合性モノマーが好ましい。
なお、重合性モノマーとしては、上述した重合性液晶化合物と共重合することができるものが好ましい。重合性モノマーの使用量は、重合性液晶化合物の全質量に対して、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、2質量%以上30質量%以下であることがより好ましい。
また、重合性液晶組成物には、塗工膜の均一性及び膜の強度の点から、界面活性剤が含まれていてもよい。界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられる。その中でも特に、フッ素系化合物が好ましい。
また、重合性液晶組成物には、溶媒が含まれていてもよく、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒としては、例えば、アミド(例、N,N-ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン)が挙げられる。その中でも、アルキルハライド、ケトンが好ましい。また、2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
また、重合性液晶組成物には、偏光子界面側垂直配向剤、空気界面側垂直配向剤などの垂直配向促進剤、並びに、偏光子界面側水平配向剤、空気界面側水平配向剤などの水平配向促進剤といった各種配向剤が含まれていてもよい。さらに、重合性液晶組成物には、上記成分以外にも、密着改良剤、可塑剤、ポリマーなどが含まれていてもよい。
上記活性エネルギー線は、紫外線、可視光、電子線、X線を含み、好ましくは紫外線である。前記活性エネルギー線の光源としては、例えば、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。
紫外線の照射強度は、通常、紫外線B波(波長域280nm以上310nm以下)の場合、100mW/cm以上3,000mW/cm以下である。紫外線照射強度は、好ましくはカチオン重合開始剤又はラジカル重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。紫外線を照射する時間は、通常0.1秒以上10分以下であり、好ましくは0.1秒以上5分以下であり、より好ましくは0.1秒以上3分以下であり、さらに好ましくは0.1秒以上1分以下である。
紫外線は、1回または複数回に分けて照射することができる。使用する重合開始剤にもよるが、波長365nmにおける積算光量は、700mJ/cm以上とすることが好ましく、1,100mJ/cm以上とすることがより好ましく、1,300mJ/cm以上とすることがさらに好ましい。上記積算光量とすることは、液晶層103を構成する重合性液晶化合物の重合率を高め、耐熱性を向上させるのに有利である。波長365nmにおける積算光量は、2,000mJ/cm以下とすることが好ましく、1,800mJ/cm以下とすることがより好ましい。上記積算光量とすることは、液晶層103の着色を招くおそれがある。
本実施形態において液晶層103の厚みは、0.5μm以上であることが好ましい。また、液晶層103の厚みは、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。なお、上述した上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。液晶層103の厚みが前記下限値以上であると、十分な耐久性が得られる。液晶層103の厚みが前記上限値以下であると、積層体100の薄層化に貢献し得る。液晶層103が位相差層の機能を有する場合、液晶層103の厚みは、λ/4の位相差を与える層、λ/2の位相差を与える層、又はポジティブC層の所望の面内位相差値、及び厚み方向の位相差値が得られるよう調整され得る。
液晶層103中には、それぞれ別の異なる位相差特性を有する複数の液晶層が積層されたものが含まれていてもよい。それぞれの液晶層は、接着剤や粘着剤を介して積層してもよいし、すでに形成された液晶層の表面に重合性液晶化合物を含む組成物を塗工し、硬化させてもよい。
本実施形態において、液晶層103の突刺し強度は、例えば100gf以下であってよい。液晶層103が2層の液晶層から構成される場合、液晶層103の突刺し強度として、この2層の液晶層から構成される液晶層103に対する突刺し強度を採用することができる。また、液晶層103が、2層以上の液晶層から構成され、かつ液晶層同士を貼合するための接着層及び配向層を含む場合、液晶層103の突刺し強度として、これらの層も含めた液晶層に対する突刺し強度を採用することができる。
液晶層103の突刺し強度(以下、単に「突刺し強度」ともいう)は、95gf以下であってもよいし、90gf以下であってもよいし、80gf以下であってもよい。液晶層103の突刺し強度は、10gf以上であることが好ましく、30gf以上であってもよいし、50gf以上であってもよい。このような突刺し強度の液晶層103は、例えば液晶層103を構成する層の厚みを小さくすることで得ることができる。
突刺し強度は、液晶層103に対して突刺し治具を垂直に突き刺し、液晶層103が裂けた時の突刺し治具にかかっている荷重である。突刺し強度103は、例えば、ロードセルを備えた圧縮試験機で測定することができる。圧縮試験機の例としては、カトーテック株式会社製のハンディー圧縮試験器「KES-G5型」、株式会社島津製作所製の小型卓上試験機「EZ Test(登録商標)」等が挙げられる。
突刺し強度の測定は、以下のようにして行うことができる。突刺し治具が通過することができる直径15mm以下の円形の穴の開いた2枚のサンプル台の間に液晶層を挟み、液晶層に対し突刺し治具を垂直に突き刺し、液晶層が裂けた時の突刺し治具にかかっている荷重を読取る。突刺し治具は、円柱状の棒であり、その液晶層に接する先端が球形又は半球形である突刺し針を備える。先端の球形部又は半球形部は、直径が1mmφである。また、その曲率は0.5Rである。圧縮試験機の突刺し速度は、0.0033cm/秒である。12個の位相差層の試験片について突刺し強度の測定を行い、その平均値を突刺し強度として求める。
積層体100は、位相差層の機能を有する液晶層を2以上有してもよい。積層体100が位相差層の機能を有する液晶層を2層有する場合、この2層の組合せはλ/4の位相差を与える層とポジティブC層との組合せ、又はλ/4の位相差を与える層とλ/2の位相差を与える層との組合せであることが好ましい。積層体が、液晶層を2層含む場合、それぞれの液晶層の重合性液晶化合物の硬化物を含む層を接着剤層や粘着剤層を介して積層してもよい。積層体の薄膜化の観点から複数の層を積層した液晶層の厚みは、3μm以上30μm以下であることが好ましく、5μm以上25μm以下であることがより好ましい。
[第2粘着剤層]
積層体100は、液晶層103側に第2粘着剤層104を有する。第2粘着剤層104は、積層体100を、画像表示素子又は他の光学部材に貼合することができる。
第2粘着剤層に用いられる粘着剤、粘着剤組成物、厚み及び作製方法は、第1粘着剤層の項において述べた説明が引用される。第2粘着剤層に用いられるセパレータフィルムや含まれ得る任意成分についても第1粘着剤層の説明が引用される。
[プロテクトフィルム]
積層体100は、その表面(典型的には、偏光板の熱可塑性樹脂フィルムの表面)を保護するためのプロテクトフィルムを含むことができる。プロテクトフィルムは、例えば画像表示素子や他の光学部材に偏光板が貼合された後、それが有する粘着剤層ごと剥離除去される。
プロテクトフィルムは、例えば、基材フィルムとその上に積層される粘着剤層とで構成される。粘着剤層については上述の記述が引用される。
基材フィルムを構成する樹脂は、例えば、ポリエチレンのようなポリエチレン系樹脂、ポリプロピレンのようなポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の熱可塑性樹脂であることができる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂である。
プロテクトフィルムの厚みとしては、特に限定されないが、例えば20μm以上200μm以下の範囲とすることが好ましい。基材の厚さが20μm以上であると、積層体100に強度が付与され易くなる傾向にある。
図2は、本発明の別の一実施形態による積層体の概略断面図である。図2に示す積層体200は、プロテクトフィルム207と、熱可塑性樹脂フィルム202と偏光子201とを有する偏光板203と、第1粘着剤層204と、液晶層205と、第2粘着剤層206とをこの順に有する。
液晶層205は、2以上の液晶層を含んでいてもよく、それらの液晶層を貼合するための接着剤を含んでいてもよい。第2粘着剤層206は、液晶層205とは反対側にセパレータを有していてもよい。
<積層体の用途>
積層体は、さまざまな表示装置に用いることができる。表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子又は発光装置を含む。表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(以下、無機ELともいう)表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FEDともいう)、表面電界放出表示装置(SEDともいう))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLVともいう)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMDともいう)を有する表示装置)及び圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。積層体は、特に有機EL表示装置又は無機EL表示装置に特に有効に用いることができる。
<光学積層体の製造方法>
積層体の製造方法の一例として、図3(A)~(E)を参照して説明する。
積層体の製造方法は、液晶層及び偏光板を準備する準備工程[図3(A)~(D)]、液晶層を第1粘着剤層を介して偏光板に貼合し、液晶層の第1粘着剤層とは反対側に第2粘着剤層を設けることにより積層体を得る貼合工程[図3(E)]、積層体を裁断する裁断工程、積層体の端面を研磨する研磨工程を含む。
図3(A)に示すような液晶層301、配向層302及び基材層303を含む積層フィルム300と、図3(B)に示すような液晶層401、配向層402及び基材層403を含む積層フィルム400とを準備する。図3(C)に示すように、積層フィルム300の液晶層301と、積層フィルム400の液晶層401とを、紫外線硬化型接着剤層501を介して貼り合わせた後、積層フィルム500を得る。
接着剤層501を構成する接着剤は、例えば活性エネルギー線硬化型接着剤であってよい。液晶層301又は液晶層401の貼合面のいずれか又はその両方に塗工し、これにもう一方の貼合面を積層し、接着剤層を構成する接着剤を硬化させる方法が挙げられる。
接着剤層を構成する接着剤の塗工には、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、種々の塗工方式が利用できる。
接着剤層を構成する接着剤を硬化する方法としては、接着剤の種類によって硬化する方法を適宜選択すればよい。接着剤が、活性エネルギー線硬化型接着剤である場合、上述のように活性エネルギー線で硬化する方法が好ましい。液晶層301の貼合面又は液晶層401の貼合面のいずれか又はその両方に、コロナ処理、プラズマ処理等を行ってもよいし、プライマー層を形成してもよい。
次いで、図3(D)に示すように、偏光子601に熱可塑性樹脂フィルム602を貼合した偏光板603に、プロテクトフィルム604を貼合した積層フィルム600を準備する。図3(E)に示すように、積層フィルム600の偏光子601側に第1粘着剤層701を介して、基材層303及び配向層302を剥離した積層フィルム500を貼合し、基材層403及び配向層402を剥離した積層フィルム500の第1粘着剤層701側とは反対側にセパレータ703付の第2粘着剤層702を設けることにより、積層体700を得ることができる。
本発明の複合位相差層は、図3(E)に示すような積層体であってもよいし、プロテクトフィルム604を剥離した積層体であってもよい。また、配向層302、基材層303、配向層402、基材層403を剥離せずに、それらのいずれか又は全部を含む積層体であってもよい。
積層体700は、積層フィルムを所定の寸法及び形状に裁断することができる。裁断する方法としては、例えばトムソン刃やレーザーカッター等を用いる方法が挙げられる。
裁断した積層体700は、裁断の際に積層体端面に発生するケバ等を除去する目的で、及び寸法精度の観点から端面を研磨することができる。
積層体の端面を研磨する方法は、例えば下記工程を含む。
〔a〕積層体を複数枚積み重ねて、積層物を得る第1工程、及び
〔b〕得られた積層物の端面の長さ方向に沿って、積層物に対して、回転軸を中心に回転する、切削刃を有する切削工具を相対移動させることにより積層物の端面を切削加工する第2工程。
〔第1工程〕
本工程は、方形状の積層体を複数枚積み重ねて積層物を得る工程である。積み重ねられる積層体のサイズ、枚数は特に限定されないが、本発明によれば、積層物が相当な高さを有する場合であっても、良好な仕上げ状態で、各積層体の端面をまとめて加工することができ、加工効率に優れる。積み重ねる積層体の枚数は例えば100~500枚であってよい。積層体は、例えば長尺状の積層体を裁断して得られたものであってよい。
積層物の端面を切削加工する後述の第2工程を説明するための図である図4を参照して、積層体を複数枚積み重ねて得られる積層物Wは、4つの露出した端面を有しており、各端面は、積み重ねられた各積層体の露出した端面で構成されている。複数枚の積層体は、それらの4辺が揃うように積み重ねられる。積層体の積み重ねは、自動又は手動で行うことができる。
クラック抑制の観点から好ましくは、切削刃が積層体に対して進入する方向は、積層体の端面を液晶層側から偏光板側に向けて切削刃が進入することが好ましい。このように切削刃を進入させることにより、上述の式(1)を満たす積層体が得られ易い傾向にある。例えば図4では、切削刃Bを回転方向に侵入させる場合、積層体の液晶層側を切削刃Bが進入する側にして積み重ねたものであることが好ましい。
〔第2工程〕
本工程は、第1工程で得られた積層物の端面を切削工具により切削加工して、端面加工積層体を得る工程である。
図面を参照して、本発明に係る積層物端面を切削加工する第2工程に用いる端面加工装置についてまず説明する。図4は、第2工程に用いる端面加工装置が有する切削工具の一例を示す側面図〔図4(A)〕及び正面図〔図4(B)〕であり、図5は切削工具の回転軸方向から見たとき切削工具の積層物に対する入射角を示す側面図であり、図6は、図4に示される切削工具における切削部の詳細を示す分解図である。図7は、図4に示される切削工具を備える端面加工装置の一例を示す概略斜視図である。
第2工程に用いる端面加工装置は、例えば図7に示されるように、積層物Wを上下から押圧して、切削加工中に積層物W自体が移動しないように及び積み重ねられた積層体がずれないように固定等するための支持部30と、積層物Wの端面を切削加工するための、回転軸を回転中心として回転可能な2つの切削工具(切削回転体)10とを備えるものであることができる。
支持部30は、平板状の基板(積層物Wの移動手段)31;基板31上に配置される門形のフレーム32;基板31上に配置される、中心軸を中心に回転可能な回転テーブル33;フレーム32における回転テーブル33と対向する位置に設けられ、上下動可能なシリンダ34を備えるものであることができる。積層物Wは、回転テーブル33とシリンダ34とによってジグ35を介して挟まれ、固定される。
基板31の両側には、2つの切削工具10が互いに向かい合って設けられる。切削工具10は、積層物Wの大きさに合わせて回転軸方向に移動可能であり、基板31は、2つの切削工具10同士の間を通過するように移動可能である。切削加工にあたっては、積層物Wを支持部30に固定し、切削工具10の回転軸方向の位置を適切に調整したうえで、切削工具10をそれらの回転軸を中心に回転させつつ、積層物Wが向かい合う切削工具10同士の間を通過するように基板31を移動させる。これにより、積層物Wの端面の長さ方向に沿って(当該長さ方向に対して平行に)、積層物Wに対して切削工具10を相対移動させつつ、切削工具10が有する切削刃を積層物Wの向かい合う露出した端面に当接させてこれらの端面を削り取る切削加工を行うことができる。
図4を参照して、切削工具10は、支持台10aに固定され、回転軸Aを軸として回転可能な回転体であることができる。なお、図4等において切削工具10は円盤形状となっているが、当該形状に限定されるものではない。この回転軸Aは、切削加工される積層物Wの端面に直交する方向に延びている。
切削工具10は、回転軸Aに対して垂直な(従って、切削加工される積層物Wの端面に平行な)設置面Sを有している。設置面S上には、切削部1a,1b及び1cからなる第1の切削部群と、切削部1d,1e及び1fからなる第2の切削部群とが設けられており、各切削部は、端面を削り取るための切削刃Bを有している。各切削部は、回転軸Aの周りに配置される。各切削部は、切削加工される積層物Wの端面に向けて設置面Sから突出しており、切削刃Bは、突出した切削部の頂面に配置される。各切削部が有する切削刃Bは通常、設置面S(従って、切削加工される積層物Wの端面)に対して平行に延在するように配置される。
図4(B)を参照して、第1の切削部群を構成する切削部1a,1b及び1cは、切削工具10をその回転方向(図4(B)に示される矢印の方向)に回転させたとき、この順で積層物Wの端面に当接し、該端面を切削する。切削部1a,1b及び1cは、切削工具10の回転方向におけるより下流側に位置する切削部ほど、設置面Sから切削刃Bまでの距離(切削刃Bの突出高さ)が大きくなるように配置されており、すなわち、切削部1bの切削刃Bの突出高さは、切削部1aの切削刃Bの突出高さより大きく、切削部1cの切削刃Bの突出高さは、切削部1bの切削刃Bの突出高さより大きい。第2の切削部群についても同様であり、第2の切削部群を構成する切削部1d,1e及び1fは、切削工具10をその回転方向に回転させたとき、この順で積層物Wの端面に当接し、該端面を切削する。切削部1d,1e及び1fは、切削工具10の回転方向におけるより下流側に位置する切削部ほど、切削刃Bの突出高さが大きくなるように配置されており、すなわち、切削部1eの切削刃Bの突出高さは、切削部1dの切削刃Bの突出高さより大きく、切削部1fの切削刃Bの突出高さは、切削部1eの切削刃Bの突出高さより大きい。
また、図4(B)を参照して、第1の切削部群を構成する切削部1a,1b及び1cは、切削工具10の回転方向におけるより下流側に位置する切削部ほど、回転軸Aから切削刃Bまでの距離が短くなるように配置されており、すなわち、切削部1bにおける回転軸Aから切削刃Bまでの距離は、切削部1aにおけるそれよりも短く、切削部1cにおける回転軸Aから切削刃Bまでの距離は、切削部1bにおけるそれよりも短い。第2の切削部群についても同様であり、第2の切削部群を構成する切削部1d,1e及び1fは、切削工具10の回転方向におけるより下流側に位置する切削部ほど、回転軸Aから切削刃Bまでの距離が短くなるように配置されている。すなわち、切削部1eにおける回転軸Aから切削刃Bまでの距離は、切削部1dにおけるそれよりも短く、切削部1fにおける回転軸Aから切削刃Bまでの距離は、切削部1eにおけるそれよりも短い。
設置面S上に配置される各切削部は、回転軸Aの周りに、互いに等間隔に離間して配置されることが好ましい。
図4に示される例に限らず、切削工具10は、設置面S上に配置されるn群(nは1以上の整数)の切削部群を有することができる。図4に示される例において、nは2である。nは、例えば1から5までの整数であり、好ましくは2又は3である。また、図4に示される例に限らず、切削部群は、m個(mは2以上の整数)の切削部を有することができる。図4に示される例において、mは3である。mは、例えば2から10までの整数であり、好ましくは3から7までの整数である。
切削工具10が2群以上の切削部群を有する場合において、第1群における第1番目(回転方向の最も上流側)の切削部〔図4(B)における切削部1a〕の切削刃Bの突出高さ及び回転軸Aから切削刃Bまでの距離は通常、第2群(及び第3群以降)における第1番目の切削部〔図4(B)における切削部1d〕のそれらと同じとされる。第2番目、第3番目、・・・についても同様である。例えば図4に示される例のように、切削工具10が2群の切削部群を有する場合、回転軸Aを介して対向する位置に、切削刃Bの突出高さ及び回転軸Aから切削刃Bまでの距離が同じ2つの切削部(図4に示される例では、切削部1aと1d、切削部1bと1e、及び、切削部1cと1f)を配置することが好ましい。
図4(B)を参照して、設置面Sを回転軸A方向から見たとき、各切削部が有する切削刃Bは、切削部の回転方向に対して内側に傾斜していてもよい。切削刃Bを直線状の刃とし、直線状の切削刃Bにおける回転方向上流側の一端が他端よりも回転軸Aにより近くなるように切削刃Bを傾けて延在させることにより、回転軸Aと切削刃Bの中心とを通る直線と、切削刃Bの中心を通る切削刃Bの垂線とのなす角度〔図4(B)におけるθ1〕が0~50度となるようにすることができる。当該角度θ1は、積層物Wの高さ(厚み)や積層体の材質などを考慮して選択することができるが、より好ましくは0~40度であり、さらに好ましくは0~35度である。切削刃Bの延在方向を傾斜させることにより、積層物Wの端面に対して切削刃Bを水平ではなく、緩やかに傾斜した角度で当接させることができるため、切削加工中における積層物Wの端面の欠け、損傷、層間の剥離を抑制し易くなる傾向にあり、また、層間の剥離が生じにくい端面加工積層体が得られ易くなる傾向にある。
図5(A)は、角度θ1を0度とした切削刃Bを備えた切削工具10を回転軸A方向からみたときの切削刃Bの積層物Wに対する入射角θ2を示す。入射角θ2は、切削刃Bの回転半径外側方向における端部が積層体の表面に接するときの切削刃Bの入射角度であり、下記式により求めることができる。
θ2=sin-1(Hx/R)-θ1
式中、Hxは切削工具10の回転軸Aと同じ高さに位置する積層物W中の積層体からx枚上の積層体の高さを示し、Rは切削工具10の半径(回転軸Aから切削刃Bの切削工具10外側の端部までの距離)を示す。
入射角θ2は、図5(B)において切削刃Bがαの位置にあるときを0度とし、切削刃Bがβ側にあるときをプラス側、γ側にあるときをマイナス側とする。
入射角θ2は、例えば-90度以上90度以下であってよく、液晶層端部周辺に発生するクラックの本数を抑制する観点から好ましくは-30度以上30度以下、より好ましくは-15度以上15度以下、さらに好ましくは-10度以上10度以下、特に好ましくは-5度以上5度以下である。
図6に示される切削工具10において、各切削部群における最後の切削部(回転方向における最も下流側の切削部)以外の切削部1a,1b,1d,1eは荒削り用であり、それらの切削刃Bは、例えば多結晶ダイヤモンドで構成することができる。各切削部群における最後の切削部1c,1fは仕上げ用であり、それらの切削刃Bは、例えば単結晶ダイヤモンドで構成することができる。ただし、切削刃Bの材質はこれらに限定されるものではない。
図6を参照して、切削部1a(他の切削部についても同様。)は、台座20を介して設置面Sに取り付けることができる。台座20は、例えば、円柱形状の胴部21の側面に、切削部1aが収まる幅の溝部22を有し、上端には鍔部23を備えるものであることができる。また、設置面Sには、胴部21の断面形状と同形の取付孔11が設けられ、さらに取付孔11を二分するように取付溝12が設けられる。切削部1aの取り付けに際しては、切削部1aを台座20の溝部22に嵌め込み、取付ボルト24により固定する。そして、切削部1aを取り付けた台座20の胴部21を取付孔11に嵌め込むと、鍔部23により取付孔11の周縁部に係止される。胴部21を取付孔11に嵌め込んだ状態であっても、台座20は回転可能であるので、切削部1aの方向を任意に調整できる。切削部1aの配向を決定した後、締付ボルト13により、取付溝12を閉じることによって、切削部1aの取り付けが完了する。
切削工具10のサイズは、積み重ねられたすべての積層体の端面をまとめて切削加工できるよう、切削工具10の回転により切削部が描く円の直径(最も短い直径)が、積層物Wの高さと同じか又はそれより長い限り、特に制限されない。
図7を参照して本工程における端面加工方法について説明すると、まず、上述のような端面加工装置を用い、積層物Wをジグ35を介して回転テーブル33とシリンダ34とによって上下から押圧して固定した後、2つの切削工具10を積層物Wの向かい合う2つの端面の外側にそれぞれ配置する。この際、切削工具10は、その回転軸Aが積層物Wの端面を通るような位置(例えば、積層物Wの厚み方向の中心を通るような位置)に配置される。
次いで、切削工具10の回転軸A方向の位置を適切に調整したうえで、2つの切削工具10をそれらの回転軸Aを中心に回転させつつ、積層物Wの端面の長さ方向に沿って(当該長さ方向に対して平行に)、積層物Wに対して切削工具10を相対移動させることにより、切削工具10の複数の切削刃Bを端面に当接させて当該端面を削り取る切削加工を行う。図7の端面加工装置を用いる場合には、切削工具10の位置を固定した状態で、積層物Wが向かい合う切削工具10同士の間を通過するように基板31を水平移動させることによって、上記の相対移動を行っている。このとき、切削工具10の回転方向は通常、積層物Wの移動方向と逆向きである。例えば、図7において、積層物Wを左方向に移動させる場合、奥側の切削工具10の回転方向は、積層物W側から見て、時計回りであり、手前側の切削工具10の回転方向は、積層物W側から見て、反時計回りである。これにより、各積層体の端面を良好な仕上げ状態に切削加工することができる。
なお、上記の相対移動は、積層物Wの位置を固定した状態で、図示しない移動手段を用いて、切削工具10を水平移動させることによっても行うことができる。ただし、端面加工装置の駆動制御の観点から、切削工具10の位置を固定し、積層物Wを水平移動させながら切削加工を行う方法が好ましい。
図7に示される例のように、1個の積層物Wに対して2個の切削工具10を用いて、積層物Wの向かい合う2つの端面を同時に切削加工することは、加工効率の点で極めて有利である。ただし、1個の積層物Wに対して1個の切削工具を用いて切削加工を行うこともできる。
上記の切削工具10の相対移動による切削加工においては、まず、切削工具10の最も外側に位置する切削部1a及び1dが積層物Wの端面に当接し、該端面を削り取る。相対移動が進行すると、続いて切削部1a及び1dよりも内側に設けられた切削部1b及び1eが積層物Wに当接する。切削部1b及び1eは切削部1aおよび1dよりも切削刃Bの突出高さが大きいので、切削部1a及び1dにより切削された端面を、さらに深く切削する。このようにして、切削部1a,1b,1d及び1eが積層物Wの端面を徐々に深く切削していく。最後に、切削部1b及び1eよりも内側に設けられ、切削部1b及び1eよりも切削刃Bの突出高さが大きい切削部1c及び1fが積層物Wの端面を切削し、鏡面仕上げをする。
上記の相対移動は通常、積層物Wの2つの端面の一端から他端まで行われ、これにより2つの端面の全面を切削加工することができる。切削部群を構成する複数の切削部のうちの1つの切削部によって切削される端面の奥行き方向の切削深さ(削り取られる偏光板端面の厚み)、及び、複数の切削部によって切削される端面の奥行き方向の総切削深さ(削り取られる積層体端面の合計厚み)は、切削部群を構成するそれぞれの切削部の切削刃Bの突出高さを調整することによって容易に制御できる。
向かい合う2つの端面の切削加工を終えた後、回転テーブル33により積層物Wを90度回転させて、引き続き、上記と同様にして、残りの2つの端面の端面加工を行う。
ここで、本発明においては、積層物Wの端面の切削加工は、n群の切削部群が積層物Wの端面に当接する回数(切削工具の1回転でn回とし、以下、「当接回数」ともいう。)が、通常、当該端面の長さ方向の長さ100mmあたり500回以上1000回以下となるように行われる。
積層物Wと切削工具10との間の相対移動速度及び切削工具10の回転速度は、上記当接回数を満たすように調整される。相対移動速度は、例えば200mm/分以上2000mm/分以下の範囲(より典型的には、500mm/分以上2000mm/分以下の範囲)から選択することができる。相対移動速度が上記範囲内にある場合、相対移動速度は大きい方が、積層体の液晶層端部周辺に発生するクラックの最大深さDmが小さくなり易い傾向にある。
切削工具10の回転速度は、例えば2000rpm以上8000rpm以下の範囲(より典型的には、2500rpm以上6000rpm以下の範囲)から選択することができる。切削工具10の回転速度が上記範囲内にある場合、回転速度は大きい方が、積層体の液晶層端部周辺に発生するクラックの最大深さDmを小さくし易い傾向にある。
切削部群を構成する複数の切削部のうちの1つの切削部によって切削される端面の奥行き方向の切削深さ(1種の切削刃Bの突出高さを有する切削部によって削り取られる偏光板端面の厚みであり、以下、「1回の切削深さ」ともいう。)は、好ましくは0.5mm以下であり、より好ましくは0.3mm以下である。1回の切削深さを0.5mm以下とすることは、切削加工中において層間の剥離を効果的に抑制するうえで、及び、端面の耐衝撃性の低下が抑制されていることによって層間の剥離が生じにくく、端面が良好な状態で仕上げられた端面加工積層体を得るうえで有利である。後述の「仕上げ時の切削深さ」以外の1回の切削深さは、好ましくは0.2mm以上である。1回の切削深さが0.2mm未満であると、十分に表面状態の良好な端面仕上げを達成できないことがある。
複数の切削部によって切削される端面の奥行き方向の総切削深さ(削り取られる積層体端面の合計厚みであり、以下、「総切削深さ」ともいう。)は、0.2mm以上1.5mm以下とすることが好ましく、0.5mm以上1.2mm以下とすることがより好ましい。総切削深さが0.2mm未満であると、寸法精度が悪くなり、また、十分に表面状態の良好な端面仕上げを達成できないことがある。また、総切削深さが1.5mmを超える場合には、切削刃Bの劣化が著しくなるとともに、積層体端面にかかる衝撃が大きくなり、積層体の端部に割れ等の不具合を生じ得る。
切削刃Bの突出高さが最も大きい切削部によって切削される端面の奥行き方向の切削深さ(以下、「仕上げ時の切削深さ」ともいう。)は、0.01mm以上0.15mm以下とすることが好ましく、0.01mm以上0.1mm以下とすることがより好ましい。0.01mm未満の精度で切削加工を行うことは一般的に難しい。仕上げ時の切削深さが0.15mmを上回ると、積層体端面にかかる衝撃が大きくなり、積層体の端部に割れ等の不具合を生じ得る。
[クラックの観察]
端面研磨後の積層体を光学顕微鏡(VHX-500 100倍視野)を用いて透過光にて、クラックの本数N及び最大深さDmを測定した。観測されたクラックの中で深さDが最も深いものを最大深さDmとした。クラックの本数Nは、全端部領域において深さが20μm超えのクラックをカウントし、端部長さ10mm当たりの本数に換算した。
クラックを確認した辺は、第1液晶層である第1の位相差層の遅相軸と直交するカットされた積層体の短辺とした。
[耐久性評価]
上述のようにして作製した積層体を、粘着剤層側から剥離フィルムを剥がし、露出した粘着剤層を介して、ガラス板に貼合した。さらに、プロテクトフィルムを剥がして得られた評価用サンプルについて下記の冷熱衝撃環境試験を実施した。
(冷熱衝撃環境試験)
冷熱衝撃環境試験は、積層体をガラス板に貼り合わせた状態で、冷熱衝撃試験装置〔エスペック株式会社から販売されている製品名「TSA-71L-A-3」〕を用いて、高温条件(85℃)保持時間30分と、低温条件(-40℃)保持時間30分とを1サイクルとして行った。なお、温度移行時間を1分とし、温度移行時の温度移行時間0分において、外気を導入せず、積層体に結露を発生させない条件を設定した。このサイクルを50、150サイクルと繰り返して試験を実施した。
(判定)
冷熱衝撃環境試験を行った後、クラックの有無を目視で確認した。試験前と変化がなく、試験後にクロスニコル下で光抜けが発生しなかったものを「○」、50サイクルの試験後にクロスニコル下で光抜けがあった場合を「×」、100サイクルの試験後に光抜けがあった場合を「△」とした。
[突刺し強度]
上記で製造した複合位相差板の試験片の突刺し傾きを算出した。直径1mm、先端の曲率半径0.5Rの突刺治具を装着した小型卓上試験機〔(株)島津製作所製の商品名「EZ Test」〕を用いて、単位膜厚当たりの突刺し強度の測定を次のようにして行った。突刺し治具が通過することができる直径15mm以下の円形の穴の開いた2枚のサンプル台の間に液晶層を挟んだ。液晶層に対し突刺し治具を垂直に突き刺し、液晶層が裂けたり割れたりした時の突刺し治具にかかっている荷重を読取った。突刺し速度は、0.0033cm/秒であった。12個の位相差層の試験片について突刺し強度の測定を行い、その平均値を突刺し強度として求めた。
[偏光子]
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚さ20μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素:ヨウ素カリウム:水の質量比が0.02:2:100の水溶液に30℃で浸漬してヨウ素染色を行った(以下、ヨウ素染色工程ともいう。)。ヨウ素染色工程を経たポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ化カリウム:ホウ酸:水の質量比が12:5:100の水溶液に56.5℃で浸漬してホウ酸処理を行った(以下、ホウ酸処理工程ともいう)。ホウ酸処理工程を経たポリビニルアルコールフィルムを8℃の純水で洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している偏光子(延伸後の厚さ8μm)を得た。この際、ヨウ素染色工程とホウ酸処理工程において延伸を行った。かかる延伸におけるトータル延伸倍率は5.3倍であった。
[偏光板]
上記の通り得られた偏光子に、ハードコートされたシクロオレフィン系樹脂フィルム(厚み28μm)とケン化処理されたセルロース系樹脂フィルム(厚み20μm)を、水系接着剤を介してニップロールでそれぞれ貼り合わせた。得られた貼合物の張力を430N/mに保ちながら、60℃で2分間乾燥して、両面に保護フィルムを有する偏光板を得た。尚、前記水系接着剤は水100部に、カルボキシ基変性ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製 クラレポバール KL318)3部と、水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(田岡化学工業株式会社製 スミレーズレジン650 固形分濃度30%の水溶液)1.5部を添加して調製した。
得られた偏光板について、分光光度計(V7100、日本分光株式会社製)を使用し、得られた透過率、偏光度に対してJIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行い、視感度補正単体透過率Ty及び視感度補正偏光度Pyを測定した。また、同分光光度計を用いて単体色相a及びbを測定した。得られた視感度補正単体透過率Tyは42.1%、視感度補正偏光度Pyは99.996%、単体色相aは-1.1、単体色相bは3.7であった。
偏光板表面にPET基材に粘着剤がついたプロテクトフィルムを表面処理されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの表面処理された表面にPET基材の粘着剤面と合うように貼り合わせてプロテクトフィルム付き偏光板を得た。厚みは109μmであった。
[粘着剤]
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置及び窒素導入管を備えた反応容器に、アクリル酸n-ブチル97.0質量部、アクリル酸1.0質量部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル0.5質量部、酢酸エチル200質量部、及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.08質量部を仕込み、上記反応容器内の空気を窒素ガスで置換した。窒素雰囲気下で攪拌しながら、反応溶液を60℃に昇温し、6時間反応させた後、室温まで冷却した。得られた溶液の一部の重量平均分子量を測定したところ、180万の(メタ)アクリル酸エステル重合体の生成を確認した。
上記工程で得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体100質量部(固形分換算値;以下同じ)と、イソシアネート系架橋剤として、トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート(東ソー株式会社製、商品名「コロネートL」)0.30質量部と、シランカップリング剤として、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、商品名「KBM403」)0.30質量部とを混合し、十分に撹拌して、酢酸エチルで希釈することにより、粘着剤組成物の塗工溶液を得た。
セパレータ(リンテック株式会社製:SP-PLR382190、厚み38μm)の離型処理面(剥離層面)に、アプリケーターにより、乾燥後の厚さが15μm(粘着剤A)、25μm(粘着剤B)となるように前記塗工溶液を塗工した後、100℃で1分間乾燥し、粘着剤層のセパレータが貼合された面とは反対面に、もう1枚のセパレータ(リンテック社製:SP-PLR381031)を貼合し、両面セパレータ付き粘着剤層を得た。
[第1液晶層(第1の位相差層)]
第1液晶層(第1の位相差層)として、ネマチック液晶化合物が硬化した層と、配向膜と、透明基材とからなるλ/4の位相差を与える層を用いた。なお、ネマチック液晶化合物が硬化した層、配向層の合計の厚みは2μmであった。
[第2液晶層(第2の位相差層)]
配向層形成用の組成物として、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製 A-600)10.0質量部と、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学工業(株)製 A-TMPT)10.0質量部と、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製 A-HD-N)10.0質量部と、光重合開始剤としてイルガキュア907(BASF社製 Irg-907)1.50質量部とを、溶媒メチルエチルケトン70.0質量部中で溶解させ、配向層形成用塗工液を調整した。
基材フィルムとして厚み20μmの長尺状の環状オレフィン系樹脂フィルム(日本ゼオン株式会社製)を準備し、基材フィルムの片面に、得られた配向層形成用塗工液をバーコーターにて塗布した。
塗工後の塗布層に温度80℃で60秒間の熱処理を施した後、紫外線(UVB)を220mJ/cm照射し、配向層形成用の組成物を重合し、硬化させて、基材フィルム上に厚み2.3μmの配向層1を形成した。
位相差層形成用の組成物として、光重合性ネマチック液晶化合物(メルク社製RMM28B)20.0質量部と、光重合開始剤としてイルガキュア907(BASF社製Irg-907)1.0質量部とを、溶媒プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート80.0質量部中に溶解させ、位相差層形成用塗工液を調整した。
先に得られた配向層1上に位相差層形成用塗工液を塗布し、塗布層に温度80℃で60秒間の熱処理を施した。その後、紫外線(UVB)を220mJ/cm照射し、位相差層形成用の組成物を重合し、硬化させて、配向層上に厚み0.7μmの位相差層を形成した。この様にして基材フィルム上に配向層1と位相差層1とからなる第2の位相差フィルム(厚み3μm)を得た。
[液晶層]
第1液晶層と第2液晶層とを、紫外線硬化型接着剤(厚み1μm)により、それぞれの液晶層面(透明基材とは反対側の面)が貼合面となるように貼り合わせた。次いで、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させた。このようにして、第1液晶層と第2液晶層の2層の位相差層を含む位相差層を作製した。この位相差層の両面から、透明基材を剥離した後、位相差層の突刺し強度を測定した。位相差層の突刺し強度は、70gfであった。第1液晶層と、紫外線硬化型接着剤層と、第2液晶層の2層を含む液晶層の厚みは6μmであった。
[製造例1]
プロテクトフィルム付き偏光板に、粘着剤Aを含む両面セパレータ付き粘着剤層から一方のセパレータを剥離した粘着剤Aを貼り合わせた後、さらに他方のセパレータを剥離し、粘着剤Aに第1の位相差層及び第2の位相差層の2層の位相差層を含む液晶層を貼り合わせ、粘着剤Bを含む両面セパレータ付き粘着剤層から一方のセパレータを剥離し、粘着剤Bを貼り合わせ、プロテクトフィルム/ハードコートされたシクロオレフィン系樹脂フィルム/ポリビニルアルコールフィルム/セルロース系樹脂フィルム/粘着剤A/第1の位相差層/紫外線硬化型接着剤層/第2の位相差層/粘着剤B/セパレーターの層構造を有する積層フィルムを得た。積層フィルムとしての厚みは193μmであった。
積層フィルムを所定の寸法及び形状にカットし、カットした積層フィルムをそれぞれ液晶層側が偏光板側より上側(切削刃が進入する側)になるようにして300枚積層し、下記表1に示す研磨条件にて150mm×78mmのサイズになるように図7に示す構成を有する端面加工装置を用いて端面研磨を実施した。積層高さは57.9mm、切削工具の半径115mm、切削刃傾斜角度0度であった。
[実施例1~4及び比較例1]
製造例1において得られた積層体のうち表1に示す積層位置にある積層体についてそれぞれ上記「クラックの観察」にしたがってクラックの最大深さ及び本数を測定した後、耐久性評価を行った。結果を表1に示す。表中、積層枚目は、評価した積層体が、切削刃が進入した側から何枚目の積層位置にあるかを示す。
Figure 2023159077000001
[製造例2]
研磨条件を表2に示す条件に代えたこと以外は製造例1と同様にして積層体を得た。
[実施例5及び6、比較例2]
表2に示す積層位置にある積層体についてそれぞれ上記「クラックの観察」にしたがってクラックの最大深さ及び本数を測定した後、耐久性評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 2023159077000002
[製造例3]
研磨条件を表3に示す条件に代えたこと以外は製造例1と同様にして積層体を得た。
[比較例3]
表3に示す積層位置にある積層体についてそれぞれ上記「クラックの観察」にしたがってクラックの最大深さ及び本数を測定した後、耐久性評価を行った。結果を表3に示す。
Figure 2023159077000003
1a,1b,1c,1d,1e,1f 切削部、10 切削工具、10a 支持台、11 取付孔、12 取付溝、13 締付ボルト、20 台座、21 胴部、22 溝部、23 鍔部、24 取付ボルト、30 支持部、31 基板、32 フレーム、33 回転テーブル、34 シリンダ、35 ジグ、A 回転軸、B 切削刃、S 設置面、W 積層物、R 半径、Hx 積層物高さ、100,200,700 積層体、101,203,603 偏光板、102,204,701 第1粘着剤層、103,205,301,401 液晶層、104,206,702 第2粘着剤層、207,604 プロテクトフィルム、201,601 偏光子、202,602 熱可塑性樹脂フィルム、300,400,500,600 積層フィルム、302,402 配向層、303,403 基材層、501 接着剤層、703 セパレータ

Claims (9)

  1. 偏光板と、第1粘着剤層と、液晶層と、第2粘着剤層とをこの順に有する積層体であって、
    前記液晶層は、重合性液晶化合物の硬化物を含む層を有し、
    前記積層体は、前記液晶層の端部領域にクラックを有し、
    前記積層体は、研磨された端面を有し、
    下記式(1’’)を満たす、積層体。
    78≦N+(Dm×1.34)<111 (1’’)
    [式中、
    Nは、前記クラックのうち平面視における端部からの深さが20μm以上であるクラックの積層体の端部長さ10mm当たりの本数を表し、
    Dmは、前記本数をカウントしたクラックのうちの最も大きい深さ[μm]を表す。]
  2. 前記液晶層は、配向層を更に有する、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記クラックの少なくとも1つの端部は、前記重合性液晶化合物の配向方向と交わる前記液晶層の端部に存在する、請求項1又は2に記載の積層体。
  4. 前記積層体は枚葉状である、請求項1~3のいずれか一項に記載の積層体。
  5. 前記積層体は、研磨された端面を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の積層体。
  6. 請求項1~5のいずれか一項に記載の積層体を有する画像表示装置。
  7. 請求項1~5のいずれか一項に記載の積層体の製造方法であって、
    重合性液晶化合物の硬化物を含む層を有する液晶層及び偏光板を準備する準備工程、
    前記液晶層を第1粘着剤層を介して前記偏光板に貼合し、前記液晶層の前記第1粘着剤層とは反対側に第2粘着剤層を設けることにより積層体を得る貼合工程、
    前記第2粘着剤層を設けた前記積層体を裁断する裁断工程、及び
    裁断された前記積層体の端面を研磨する研磨工程
    を含む、前記積層体の製造方法。
  8. 前記研磨工程は、
    裁断された前記積層体を複数枚積み重ねて、積層物を得る第1工程、及び
    得られた積層物の端面の長さ方向に沿って、前記積層物に対して、回転軸を中心に回転する、切削刃を有する切削工具を相対移動させることにより、前記裁断された前記積層体に前記切削刃の回転半径外側方向における端部を接触させることにより、前記積層物の端面を切削加工する第2工程
    を含む、請求項7に記載の製造方法。
  9. 前記第2工程において、前記切削刃の回転半径外側方向における前記端部が前記積層体に接するときの前記切削刃の入射角度が-30度以上30度以下である、請求項8に記載の製造方法。
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