JP2023162731A - 積層体およびそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄く、部材間の接着力に優れた積層体の提供。【解決手段】偏光子を含む偏光板と、機能層と、偏光板と機能層との間に配置される樹脂層および接着剤層と、を有し、樹脂層と接着剤層とは隣接して配置され、樹脂層は、ガラス転移温度が85℃以上で重量平均分子量Mwが50000以上500000未満の樹脂と、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つのイソシアネート化合物を含み、樹脂層における樹脂の含有量は50重量%以上90重量%以下であり、樹脂層におけるイソシアネート化合物の含有量は10重量%以上50重量%以下であり、接着剤層は、接着剤組成物の硬化物層で構成され、接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは1.5以上4.0以下である。【選択図】図1
Description
本発明は、積層体およびそれを用いた画像表示装置に関する。
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。画像表示装置に搭載される画像表示パネルには、一般的に、偏光板が用いられている。代表的には、偏光板と位相差層等の機能層とを一体化した積層体が広く用いられている(例えば、特許文献1)。最近、画像表示装置の薄型化への要望がより強く、上記積層体の薄型化も強く求められている。
上記積層体の薄型化に伴い、積層体を構成する部材間の接着性が十分に確保できない場合がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、薄く、部材間の接着性に優れた積層体を提供することにある。
1.本発明の実施形態による積層体は、偏光子を含む偏光板と、機能層と、前記偏光板と前記機能層との間に配置される樹脂層および接着剤層と、を有し、前記樹脂層と前記接着剤層とは隣接して配置され、前記樹脂層は、ガラス転移温度が85℃以上で重量平均分子量Mwが50000以上500000未満の樹脂と、イソシアネート化合物と、を含み、前記イソシアネート化合物は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つを含み、前記樹脂層における前記樹脂の含有量は50重量%以上90重量%以下であり、前記樹脂層における前記イソシアネート化合物の含有量は10重量%以上50重量%以下であり、前記接着剤層は、接着剤組成物の硬化物層で構成され、前記接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは1.5以上4.0以下である。
2.上記1に記載の積層体において、上記接着剤組成物に含まれる単量体成分100重量部に対する、オクタノール/水分配係数logPowが0.0以下の単量体成分の含有量は30重量部以下であってもよい。
3.上記1または2に記載の積層体において、上記樹脂層は、上記イソシアネート化合物として、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはその誘導体の少なくとも一つをさらに含んでもよい。
4.上記1から3のいずれかに記載の積層体において、上記接着剤層の厚みは3μm以下であってもよい。
5.上記1から4のいずれかに記載の積層体において、上記樹脂層の厚みは1μm以下であってもよい。
6.上記1から5のいずれかに記載の積層体において、上記樹脂層は上記偏光子に隣接して配置されてもよい。
7.上記1から6のいずれかに記載の積層体において、上記機能層は位相差層であってもよい。
8.本発明の実施形態による画像表示装置は、上記1から7のいずれかに記載の積層体を備える。
9.本発明の実施形態による積層体の製造方法は、偏光子を含む偏光板または機能層に、樹脂およびイソシアネート化合物を含む有機溶媒溶液を塗布して樹脂層を形成すること、および、前記樹脂層に接着剤組成物を介して、前記機能層または前記偏光板を貼り合わせること、を含み、前記樹脂は、ガラス転移温度が85℃以上で重量平均分子量Mwが50000以上500000未満であり、前記イソシアネート化合物は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つを含み、前記樹脂層における前記樹脂の含有量は50重量%以上90重量%以下であり、前記樹脂層における前記イソシアネート化合物の含有量は10重量%以上50重量%以下であり、前記接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは1.5以上4.0以下である。
2.上記1に記載の積層体において、上記接着剤組成物に含まれる単量体成分100重量部に対する、オクタノール/水分配係数logPowが0.0以下の単量体成分の含有量は30重量部以下であってもよい。
3.上記1または2に記載の積層体において、上記樹脂層は、上記イソシアネート化合物として、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはその誘導体の少なくとも一つをさらに含んでもよい。
4.上記1から3のいずれかに記載の積層体において、上記接着剤層の厚みは3μm以下であってもよい。
5.上記1から4のいずれかに記載の積層体において、上記樹脂層の厚みは1μm以下であってもよい。
6.上記1から5のいずれかに記載の積層体において、上記樹脂層は上記偏光子に隣接して配置されてもよい。
7.上記1から6のいずれかに記載の積層体において、上記機能層は位相差層であってもよい。
8.本発明の実施形態による画像表示装置は、上記1から7のいずれかに記載の積層体を備える。
9.本発明の実施形態による積層体の製造方法は、偏光子を含む偏光板または機能層に、樹脂およびイソシアネート化合物を含む有機溶媒溶液を塗布して樹脂層を形成すること、および、前記樹脂層に接着剤組成物を介して、前記機能層または前記偏光板を貼り合わせること、を含み、前記樹脂は、ガラス転移温度が85℃以上で重量平均分子量Mwが50000以上500000未満であり、前記イソシアネート化合物は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つを含み、前記樹脂層における前記樹脂の含有量は50重量%以上90重量%以下であり、前記樹脂層における前記イソシアネート化合物の含有量は10重量%以上50重量%以下であり、前記接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは1.5以上4.0以下である。
本発明の実施形態によれば、薄く、部材間の接着性に優れた積層体を得ることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
(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の光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(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の光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(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、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「45°」は±45°を意味する。
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の光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(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の光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(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、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「45°」は±45°を意味する。
A.積層体
図1は、本発明の1つの実施形態に係る積層体の概略の構成を示す模式的な断面図である。積層体100は、偏光板10と樹脂層20と接着剤層30と機能層40とを、図1の上側からこの順に有する。
図1は、本発明の1つの実施形態に係る積層体の概略の構成を示す模式的な断面図である。積層体100は、偏光板10と樹脂層20と接着剤層30と機能層40とを、図1の上側からこの順に有する。
偏光板10は、互いに対向する第一主面11aおよび第二主面11bを有する偏光子11を含み、偏光子11の第一主面11a側に配置された保護層12をさらに含む。図示例では、偏光子11と樹脂層20との間には保護層は配置されておらず、樹脂層20は偏光子11に隣接して配置されている。保護層を省略することにより、積層体の薄型化に貢献し得る。積層体100は、代表的には、画像表示装置において樹脂層20よりも偏光子11が視認側となるように配置される。
図示例では、偏光板10は、偏光子11と偏光子11の第一主面11a側に配置される保護層12とを含んでいるが、さらに、偏光子11の第二主面11b側に配置される第二保護層を含んでいてもよい。また、偏光板10は、偏光子11と保護層12とを含んでいるが、保護層12は省略されてもよい。
図示例では、偏光板10と樹脂層20と接着剤層30と機能層40とがこの順に配置されているが、図示例とは異なり、接着剤層30が偏光板10側に配置され、樹脂層20が機能層40側に配置されてもよい。
樹脂層20と接着剤層30とは隣接して配置される。樹脂層20と接着剤層30との間には界面が確認されることが好ましい。もしくは、樹脂層20と接着剤層30との間に、樹脂層20に由来する成分および接着剤層に由来する成分を含む中間層が形成されないことが好ましい。中間層は、例えば、接着剤層を形成する際に、樹脂層の一部が接着剤層を形成する接着剤組成物に溶けて(相溶して)形成され得る。界面が形成された(中間層が形成されない)状態をとることにより、樹脂層が有する機能を損なうことなく、樹脂層に対する優れた接着性が得られ得る。上記界面もしくは中間層の確認は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により行うことができる。
機能層40は、任意の適切な光学部材で構成することができる。代表的には、機能層40は位相差層として機能し得る。この場合、積層体100を位相差層付偏光板と称する場合がある。樹脂層と機能層または偏光板との積層に接着剤層を用いることにより、樹脂層と機能層または偏光板との間の接着層の厚みを非常に薄く(例えば5μm未満に)することができ、積層体の薄型化に大きく貢献し得る。また、得られる積層体は曲げ性にも優れ得る。
図示しないが、積層体(位相差層付偏光板)は、他の機能層をさらに有していてもよい。積層体が有し得る他の機能層の種類、特性、数、組み合わせ、配置等は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、樹脂層20は、偏光子11が他の部材に与え得る影響を低減し得るが、積層体はこのような樹脂層をさらに有していてもよい。また例えば、位相差層付偏光板は、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。導電層または導電層付等方性基材を有する位相差層付偏光板は、例えば、画像表示パネル内部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る。さらに別の例としては、位相差層付偏光板は、他の位相差層をさらに有していてもよい。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、配置等は、目的に応じて適切に設定され得る。具体例として、偏光子の視認側には、偏光サングラスを介して視認する場合の視認性を改善するその他の位相差層(代表的には、(楕)円偏光機能を付与する層、超高位相差を付与する層)が設けられていてもよい。このような層を有することにより、偏光サングラス等の偏光レンズを介して表示画面を視認した場合でも、優れた視認性を実現することができ、屋外で用いられ得る画像表示装置にも好適に適用され得る。
積層体を構成する各部材は、任意の適切な接着層を介して積層され得る。接着層の具体例としては、接着剤層、粘着剤層が挙げられる。例えば、保護層12は、接着剤層を介して(好ましくは、活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて)偏光子11に貼り合わせられる。接着剤層の厚みは、例えば0.05μm以上であり、好ましくは0.4μm~3.0μmであり、より好ましくは0.6μm~2.2μmである。
図示しないが、機能層40の偏光板10が配置されていない側には、粘着剤層が設けられてもよく、この粘着剤層により、例えば、積層体100は画像表示装置に含まれる画像表示パネルに貼り付け可能とされる。粘着剤層の厚みは、好ましくは10μm~20μmである。
積層体は、枚葉状であってもよく長尺状であってもよい。本明細書において「長尺状」とは、幅に対して長さが十分に長い細長形状を意味し、例えば、幅に対して長さが10倍以上、好ましくは20倍以上の細長形状を含む。長尺状の積層体は、ロール状に巻回可能である。
B.偏光板
上記偏光板は、互いに対向する第一主面および第二主面を有する偏光子を含み、第一主面側に配置される保護層および/または第二主面側に配置される第二保護層をさらに含んでいてもよい。
上記偏光板は、互いに対向する第一主面および第二主面を有する偏光子を含み、第一主面側に配置される保護層および/または第二主面側に配置される第二保護層をさらに含んでいてもよい。
B-1.偏光子
上記偏光子は、代表的には、二色性物質を含むポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルムで構成される。偏光子の厚みは、好ましくは1μm~8μmであり、より好ましくは1μm~7μmであり、さらに好ましくは2μm~5μmである。このような厚みによれば、例えば、積層体の薄型化に大きく貢献し得る。
上記偏光子は、代表的には、二色性物質を含むポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルムで構成される。偏光子の厚みは、好ましくは1μm~8μmであり、より好ましくは1μm~7μmであり、さらに好ましくは2μm~5μmである。このような厚みによれば、例えば、積層体の薄型化に大きく貢献し得る。
偏光子のホウ酸含有量は、好ましくは10重量%以上であり、より好ましくは13重量%~25重量%である。偏光子のホウ酸含有量がこのような範囲であれば、後述のヨウ素含有量との相乗的な効果により、貼り合わせ時のカール調整の容易性を良好に維持し、かつ、加熱時のカールを良好に抑制しつつ、加熱時の外観耐久性を改善することができる。ホウ酸含有量は、例えば、中和法から下記式を用いて、単位重量当たりの偏光子に含まれるホウ酸量として算出することができる。
偏光子のヨウ素含有量は、好ましくは2重量%以上であり、より好ましくは2重量%~10重量%である。偏光子のヨウ素含有量がこのような範囲であれば、上記のホウ酸含有量との相乗的な効果により、貼り合わせ時のカール調整の容易性を良好に維持し、かつ、加熱時のカールを良好に抑制しつつ、加熱時の外観耐久性を改善することができる。本明細書において「ヨウ素含有量」とは、偏光子(PVA系樹脂フィルム)中に含まれるすべてのヨウ素の量を意味する。より具体的には、偏光子中においてヨウ素はヨウ素イオン(I-)、ヨウ素分子(I2)、ポリヨウ素イオン(I3
-、I5
-)等の形態で存在するところ、本明細書におけるヨウ素含有量は、これらの形態をすべて包含したヨウ素の量を意味する。ヨウ素含有量は、例えば、蛍光X線分析の検量線法により算出することができる。なお、ポリヨウ素イオンは、偏光子中でPVA-ヨウ素錯体を形成した状態で存在している。このような錯体が形成されることにより、可視光の波長範囲において吸収二色性が発現し得る。具体的には、PVAと三ヨウ化物イオンとの錯体(PVA・I3
-)は470nm付近に吸光ピークを有し、PVAと五ヨウ化物イオンとの錯体(PVA・I5
-)は600nm付近に吸光ピークを有する。結果として、ポリヨウ素イオンは、その形態に応じて可視光の幅広い範囲で光を吸収し得る。一方、ヨウ素イオン(I-)は230nm付近に吸光ピークを有し、可視光の吸収には実質的には関与しない。したがって、PVAとの錯体の状態で存在するポリヨウ素イオンが、主として偏光子の吸収性能に関与し得る。
偏光子は、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。偏光子の単体透過率Tsは、好ましくは40%~48%であり、より好ましくは41%~46%である。偏光子の偏光度P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。単体透過率は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定し、視感度補正を行なったY値である。偏光度は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定して視感度補正を行なった平行透過率Tpおよび直交透過率Tcに基づいて、下記式により求められる。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
偏光子は、代表的には、二層以上の積層体を用いて作製され得る。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。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。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。
偏光子の製造方法は、代表的には、長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、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して積層体とすること、および、上記積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、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と、をこの順に施すことを含む。これにより、非常に薄型で、優れた光学特性を有するとともに光学特性のバラつきが抑制された偏光子が提供され得る。すなわち、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。
B-2.保護層
保護層12および図示しない第二保護層は、それぞれ、偏光子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、環状オレフィン系(例えば、ポリノルボルネン系)、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。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。
保護層12および図示しない第二保護層は、それぞれ、偏光子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、環状オレフィン系(例えば、ポリノルボルネン系)、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。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。
本発明の実施形態による積層体は、代表的には、画像表示装置の視認側に配置され、保護層12は、視認側に配置される。したがって、保護層12には、必要に応じて、ハードコート(HC)処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、アンチグレア処理等の表面処理が施されていてもよい。さらに/あるいは、保護層12には、必要に応じて、偏光サングラスを介して視認する場合の視認性を改善する処理(代表的には、(楕)円偏光機能を付与すること、超高位相差を付与すること)が施されていてもよい。このような処理を施すことにより、偏光サングラス等の偏光レンズを介して表示画面を視認した場合でも、優れた視認性を実現することができ、屋外で用いられ得る画像表示装置にも好適に適用され得る。
保護層の厚みは、好ましくは10μm~50μm、より好ましくは10μm~30μmである。なお、表面処理が施されている場合、保護層の厚みは、表面処理層の厚みを含めた厚みである。
第二保護層は、1つの実施形態においては、光学的に等方性であることが好ましい。本明細書において「光学的に等方性である」とは、面内位相差Re(550)が0nm~10nmであり、厚み方向の位相差Rth(550)が-10nm~+10nmであることをいう。
C.樹脂層
樹脂層は、偏光子が他の部材に与え得る影響を低減し得る(バリア機能を有し得る)。例えば、偏光子に含まれ得るヨウ素の移動を抑制し得、積層体を画像表示装置に搭載した場合に、画像表示装置の金属部材の腐食を顕著に抑制することができる。樹脂層は、代表的には、樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物または熱硬化物である。このような構成であれば、厚みを非常に薄く(例えば10μm以下に)することができる。樹脂層の厚みは、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは1μm以下であり、さらに好ましくは0.7μm以下である。一方、樹脂膜の厚みは、好ましくは0.05μm以上であり、より好ましくは0.08μm以上であり、さらに好ましくは0.1μm以上であり、特に好ましくは0.2μm以上である。さらに、このような構成であれば、接着層を介することなく、偏光板(偏光子)または機能層に直に樹脂層を形成することができる。このような樹脂層は、例えば、水溶液または水分散体のような水系の塗布膜の固化物に比べて吸湿性および透湿性が小さいので加湿耐久性に優れるという利点を有する。その結果、高温高湿環境下においても光学特性を維持し得る、耐久性に優れた積層体を得ることができる。また、このような樹脂層は、例えば、紫外線硬化性樹脂の硬化物に比べて紫外線照射による偏光板(偏光子)に対する悪影響を抑制することができる。樹脂層は、好ましくは、樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物である。固化物は、硬化物に比べてフィルム成形時の収縮が小さい、および、残存モノマー等が含まれないのでフィルム自体の劣化が抑制され、かつ、残存モノマー等に起因する偏光板(偏光子)または機能層に対する悪影響を抑制することができる。
樹脂層は、偏光子が他の部材に与え得る影響を低減し得る(バリア機能を有し得る)。例えば、偏光子に含まれ得るヨウ素の移動を抑制し得、積層体を画像表示装置に搭載した場合に、画像表示装置の金属部材の腐食を顕著に抑制することができる。樹脂層は、代表的には、樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物または熱硬化物である。このような構成であれば、厚みを非常に薄く(例えば10μm以下に)することができる。樹脂層の厚みは、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは1μm以下であり、さらに好ましくは0.7μm以下である。一方、樹脂膜の厚みは、好ましくは0.05μm以上であり、より好ましくは0.08μm以上であり、さらに好ましくは0.1μm以上であり、特に好ましくは0.2μm以上である。さらに、このような構成であれば、接着層を介することなく、偏光板(偏光子)または機能層に直に樹脂層を形成することができる。このような樹脂層は、例えば、水溶液または水分散体のような水系の塗布膜の固化物に比べて吸湿性および透湿性が小さいので加湿耐久性に優れるという利点を有する。その結果、高温高湿環境下においても光学特性を維持し得る、耐久性に優れた積層体を得ることができる。また、このような樹脂層は、例えば、紫外線硬化性樹脂の硬化物に比べて紫外線照射による偏光板(偏光子)に対する悪影響を抑制することができる。樹脂層は、好ましくは、樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物である。固化物は、硬化物に比べてフィルム成形時の収縮が小さい、および、残存モノマー等が含まれないのでフィルム自体の劣化が抑制され、かつ、残存モノマー等に起因する偏光板(偏光子)または機能層に対する悪影響を抑制することができる。
樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)は85℃以上であり、かつ、重量平均分子量(Mw)は50000以上である。TgおよびMwがこのような範囲であれば、樹脂層を樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物または熱硬化物で構成することによる効果との相乗的な効果により、非常に薄いにもかかわらず、偏光子に含まれ得るヨウ素の移動を顕著に抑制することができる。樹脂層を構成する樹脂のTgは、好ましくは90℃以上であり、より好ましくは100℃以上であり、さらに好ましくは110℃以上であり、特に好ましくは120℃以上である。Tgの上限は、例えば200℃であり得る。また、樹脂層を構成する樹脂のMwは、好ましくは60000以上であり、より好ましくは70000以上であり、さらに好ましくは80000以上である。一方、Mwは、好ましくは500000未満であり、好ましくは400000以下であり、さらに好ましくは300000以下である。
樹脂層は、上記樹脂に加えてイソシアネート化合物をさらに含む。具体的には、イソシアネート化合物として、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、これらの誘導体(例えば、変性物、付加物)が用いられる。これらは、単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。このようなイソシアネート化合物を用いることにより偏光板(偏光子)に対する優れた密着性を達成し得る。イソシアネート化合物として、上記に加えて、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはその誘導体の少なくとも一つを用いることが好ましい。このような構成によれば、後述する接着剤層との接着性により優れ得る。
樹脂層における樹脂の含有量は、例えば50重量%以上であり、55重量%以上であってもよく、60重量%以上であってもよい。一方、樹脂層における樹脂の含有量は、例えば90重量%以下であり、85重量%以下であってもよく、80重量%以下であってもよい。樹脂層におけるイソシアネート化合物の含有量は、例えば10重量%以上であり、15重量%以上であってもよく、20重量%以上であってもよい。一方、樹脂層におけるイソシアネート化合物の含有量は、例えば50重量%以下であり、45重量%以下であってもよく、40重量%以下であってもよい。イソシアネート化合物100重量部に対し、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびその誘導体の使用量は、好ましくは10重量部~40重量部である。
樹脂層を構成する樹脂としては、有機溶媒溶液の塗布膜の固化物または熱硬化物を形成可能であり、かつ上記のようなTgおよびMwを有する限りにおいて、任意の適切な熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。好ましくは、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂が挙げられる。エポキシ系樹脂とアクリル系樹脂とを組み合わせて用いてもよい。以下、樹脂層に用いられ得るエポキシ系樹脂およびアクリル系樹脂の代表例を説明する。
<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂としては、好ましくは芳香族環を有するエポキシ樹脂が用いられる。芳香族環を有するエポキシ樹脂をエポキシ樹脂として用いることにより、偏光板(偏光子)に対する優れた密着性を達成し得る。芳香族環を有するエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラックエポキシ樹脂などのノボラック型のエポキシ樹脂;テトラヒドロキシフェニルメタンのグリシジルエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのグリシジルエーテル、エポキシ化ポリビニルフェノールなどの多官能型のエポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙げられる。好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が用いられる。エポキシ樹脂は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂としては、好ましくは芳香族環を有するエポキシ樹脂が用いられる。芳香族環を有するエポキシ樹脂をエポキシ樹脂として用いることにより、偏光板(偏光子)に対する優れた密着性を達成し得る。芳香族環を有するエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラックエポキシ樹脂などのノボラック型のエポキシ樹脂;テトラヒドロキシフェニルメタンのグリシジルエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのグリシジルエーテル、エポキシ化ポリビニルフェノールなどの多官能型のエポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙げられる。好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が用いられる。エポキシ樹脂は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<アクリル系樹脂>
アクリル系樹脂は、代表的には、直鎖または分岐構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の繰り返し単位を主成分として含有する。本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルをいう。アクリル系樹脂は、目的に応じた任意の適切な共重合単量体由来の繰り返し単位を含有し得る。共重合単量体(共重合モノマー)としては、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、アミド基含有モノマー、芳香環含有(メタ)アクリレート、複素環含有ビニル系モノマーが挙げられる。モノマー単位の種類、数、組み合わせおよび共重合比等を適切に設定することにより、上記所定のTgおよびMwを有するアクリル系樹脂が得られ得る。
アクリル系樹脂は、代表的には、直鎖または分岐構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の繰り返し単位を主成分として含有する。本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルをいう。アクリル系樹脂は、目的に応じた任意の適切な共重合単量体由来の繰り返し単位を含有し得る。共重合単量体(共重合モノマー)としては、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、アミド基含有モノマー、芳香環含有(メタ)アクリレート、複素環含有ビニル系モノマーが挙げられる。モノマー単位の種類、数、組み合わせおよび共重合比等を適切に設定することにより、上記所定のTgおよびMwを有するアクリル系樹脂が得られ得る。
<ホウ素含有アクリル系樹脂>
アクリル系樹脂は、1つの実施形態においては、50重量部を超える(メタ)アクリル系単量体と0重量部を超えて50重量部未満の式(1)で表される単量体(以下、共重合単量体と称する場合がある)とを含むモノマー混合物を重合することにより得られる共重合体(以下、ホウ素含有アクリル系樹脂と称する場合がある)を含む:
(式中、Xはビニル基、(メタ)アクリル基、スチリル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、エポキシ基、オキセタン基、ヒドロキシル基、アミノ基、アルデヒド基、および、カルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種の反応性基を含む官能基を表し、R1およびR2はそれぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよいアリール基、または、置換基を有していてもよいヘテロ環基を表し、R1およびR2は互いに連結して環を形成してもよい)。
アクリル系樹脂は、1つの実施形態においては、50重量部を超える(メタ)アクリル系単量体と0重量部を超えて50重量部未満の式(1)で表される単量体(以下、共重合単量体と称する場合がある)とを含むモノマー混合物を重合することにより得られる共重合体(以下、ホウ素含有アクリル系樹脂と称する場合がある)を含む:
ホウ素含有アクリル系樹脂は、代表的には下記式で表される繰り返し単位を有する。式(1)で表される共重合単量体と(メタ)アクリル系単量体とを含むモノマー混合物を重合することにより、ホウ素含有アクリル系樹脂は側鎖にホウ素を含む置換基(例えば、下記式中kの繰り返し単位)を有する。これにより、偏光板(偏光子)に対する優れた密着性を達成し得る。このホウ素を含む置換基は、ホウ素含有アクリル系樹脂に連続して(すなわち、ブロック状に)含まれていてもよく、ランダムに含まれていてもよい。
(式中、R6は任意の官能基を表し、jおよびkは1以上の整数を表す)。
<(メタ)アクリル系単量体>
(メタ)アクリル系単量体としては任意の適切な(メタ)アクリル系単量体を用いることができる。例えば、直鎖または分岐構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体、および、環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。
(メタ)アクリル系単量体としては任意の適切な(メタ)アクリル系単量体を用いることができる。例えば、直鎖または分岐構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体、および、環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。
直鎖または分岐構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸メチル2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル等が挙げられる。好ましくは、(メタ)アクリル酸メチルが用いられる。(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
環状構造を有する(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸1-アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、ビフェニル(メタ)アクリレート、o-ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、o-ビフェニルオキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、m-ビフェニルオキシエチルアクリレート、p-ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、o-ビフェニルオキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、p-ビフェニルオキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、m-ビフェニルオキシ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-ビフェニル=カルバマート、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-p-ビフェニル=カルバマート、N-(メタ)アクリロイルオキシエチル-m-ビフェニル=カルバマート、o-フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレート等のビフェニル基含有モノマー、ターフェニル(メタ)アクリレート、o-ターフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。好ましくは、(メタ)アクリル酸1-アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニルが用いられる。これらの単量体を用いることにより、ガラス転移温度の高い重合体が得られる。これらの単量体は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記(メタ)アクリル酸エステル系単量体に代えて、(メタ)アクリロイル基を有するシルセスキオキサン化合物を用いてもよい。シルセスキオキサン化合物を用いることにより、ガラス転移温度が高いアクリル系重合体が得られる。シルセスキオキサン化合物は、種々の骨格構造、例えば、カゴ型構造、ハシゴ型構造、ランダム構造などの骨格を持つものが知られている。シルセスキオキサン化合物は、これらの構造を1種のみを有するものでもよく、2種以上を有するものでもよい。シルセスキオキサン化合物は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリロイル基を含有するシルセスキオキサン化合物として、例えば、東亜合成株式会社SQシリーズのMACグレード、および、ACグレードを用いることができる。MACグレードは、メタクリロイル基を含有するシルセスキオキサン化合物であり、具体的には、例えば、MAC-SQ TM-100、MAC-SQ SI-20、MAC-SQ HDM等が挙げられる。ACグレードは、アクリロイル基を含有するシルセスキオキサン化合物であり、具体的には、例えば、AC-SQ TA-100、AC-SQ SI-20等が挙げられる。
(メタ)アクリル系単量体は、モノマー混合物100重量部に対して、50重量部を超えて用いられる。
<共重合単量体>
共重合単量体としては、上記式(1)で表される単量体が用いられる。このような共重合単量体を用いることにより、得られる重合体の側鎖にホウ素を含む置換基が導入される。共重合単量体は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
共重合単量体としては、上記式(1)で表される単量体が用いられる。このような共重合単量体を用いることにより、得られる重合体の側鎖にホウ素を含む置換基が導入される。共重合単量体は1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記式(1)における脂肪族炭化水素基としては、置換基を有していてもよい炭素数1~20の直鎖または分岐のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数3~20の環状アルキル基、炭素数2~20のアルケニル基が挙げられる。上記アリール基としては、置換基を有していてもよい炭素数6~20のフェニル基、置換基を有していてもよい炭素数10~20のナフチル基等が挙げられる。ヘテロ環基としては、置換基を有していてもよい少なくとも1つのヘテロ原子を含む5員環基または6員環基が挙げられる。なお、R1およびR2は互いに連結して環を形成してもよい。R1およびR2は、好ましくは水素原子、もしくは、炭素数1~3の直鎖または分岐のアルキル基であり、より好ましくは水素原子である。
Xで表される官能基が含む反応性基は、ビニル基、(メタ)アクリル基、スチリル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、エポキシ基、オキセタン基、ヒドロキシル基、アミノ基、アルデヒド基、および、カルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種である。好ましくは、反応性基は(メタ)アクリル基および/または(メタ)アクリルアミド基である。これらの反応性基を有することにより、偏光板(偏光子)に対する優れた密着性を達成し得る。
1つの実施形態においては、Xで表される官能基は、Z-Y-で表される官能基であることが好ましい。ここで、Zはビニル基、(メタ)アクリル基、スチリル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、エポキシ基、オキセタン基、ヒドロキシル基、アミノ基、アルデヒド基、および、カルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種の反応性基を含む官能基を表し、Yはフェニレン基またはアルキレン基を表す。
共重合単量体は、モノマー混合物100重量部に対して、0重量部を超えて50重量部未満の含有量で用いられる。好ましくは0.01重量部以上50重量部未満であり、より好ましくは0.05重量部~20重量部であり、さらに好ましくは0.1重量部~10重量部であり、特に好ましくは0.5重量部~5重量部である。
<ラクトン環等含有アクリル系樹脂>
アクリル系樹脂は、別の実施形態においては、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、グルタルイミド単位、無水マレイン酸単位およびマレイミド(N-置換マレイミド)単位から選択される環構造を含む繰り返し単位を有する。環構造を含む繰り返し単位は、1種類のみがアクリル系樹脂の繰り返し単位に含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。
アクリル系樹脂は、別の実施形態においては、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、グルタルイミド単位、無水マレイン酸単位およびマレイミド(N-置換マレイミド)単位から選択される環構造を含む繰り返し単位を有する。環構造を含む繰り返し単位は、1種類のみがアクリル系樹脂の繰り返し単位に含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。
ラクトン環単位は、好ましくは、下記一般式(2)で表される:
グルタルイミド単位は、好ましくは、下記一般式(3)で表される:
一般式(3)において、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素または炭素数1~8のアルキル基を示し、R13は、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、または炭素数6~10のアリール基を示す。一般式(3)において、好ましくは、R11およびR12は、それぞれ独立して水素またはメチル基であり、R13は水素、メチル基、ブチル基またはシクロヘキシル基である。より好ましくは、R11はメチル基であり、R12は水素であり、R13はメチル基である。アクリル系樹脂には、単一のグルタルイミド単位のみが含まれていてもよく、上記一般式(3)におけるR11、R12およびR13が異なる複数のグルタルイミド単位が含まれていてもよい。グルタルイミド単位を有するアクリル系樹脂は、例えば、特開2006-309033号公報、特開2006-317560号公報、特開2006-328334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号公報に記載されており、当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。なお、無水グルタル酸単位については、上記一般式(3)におけるR13で置換された窒素原子が酸素原子となること以外は、グルタルイミド単位に関する上記の説明が適用される。
無水マレイン酸単位およびマレイミド(N-置換マレイミド)単位については、名称から構造が特定されるので、具体的な説明は省略する。
アクリル系樹脂における環構造を含む繰り返し単位の含有割合は、好ましくは1モル%~50モル%、より好ましくは10モル%~40モル%、さらに好ましくは20モル%~30モル%である。なお、アクリル系樹脂は、主たる繰り返し単位として、上記の(メタ)アクリル系単量体由来の繰り返し単位を含む。
樹脂層は、代表的には、上記樹脂の有機溶媒溶液を塗布して塗布膜を形成し、得られた塗布膜を固化または熱硬化させることにより形成され得る。有機溶媒としては、上記樹脂を溶解または均一に分散し得る任意の適切な有機溶媒を用いることができる。有機溶媒の具体例としては、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロペンタノン、シクロヘキサノンが挙げられる。溶液の樹脂濃度は、溶媒100重量部に対して、好ましくは3重量部~20重量部である。このような樹脂濃度であれば、均一な塗布膜を形成することができる。
溶液は、任意の適切な基材に塗布してもよいが、偏光板(偏光子)または機能層に塗布することが好ましい。溶液を基材に塗布する場合、代表的には、基材上に形成された樹脂層を、偏光板(偏光子)または機能層に転写する。転写は、代表的には、接着層を介して行われることから、溶液を偏光板(偏光子)または機能層に塗布することにより、樹脂層を直に形成し、接着層を省略することができる。溶液の塗布方法としては、任意の適切な方法を採用することができる。具体例としては、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ナイフコート法(コンマコート法等)が挙げられる。
上記塗布膜の固化または熱硬化の加熱温度は、好ましくは100℃以下であり、より好ましくは50℃~70℃である。加熱温度がこのような範囲であれば、偏光子に対する悪影響を防止することができる。加熱時間は、例えば1分~10分であり得る。
樹脂層(実質的には、上記樹脂の有機溶媒溶液)は、目的に応じて任意の適切な添加剤を含んでいてもよい。添加剤の具体例としては、紫外線吸収剤;レベリング剤;ヒンダードフェノール系、リン系、イオウ系等の酸化防止剤;耐光安定剤、耐候安定剤、熱安定剤等の安定剤;ガラス繊維、炭素繊維等の補強材;近赤外線吸収剤;トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、トリアリルホスフェート、酸化アンチモン等の難燃剤;アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤等の帯電防止剤;無機顔料、有機顔料、染料等の着色剤;有機フィラーまたは無機フィラー;樹脂改質剤;有機充填剤や無機充填剤;可塑剤;滑剤;帯電防止剤;難燃剤;などが挙げられる。添加剤の種類、数、組み合わせ、添加量等は、目的に応じて適切に設定され得る。
D.接着剤層
上記接着剤層は、好ましくは、接着剤組成物の硬化物で構成される。具体的には、電子線硬化性、紫外線硬化性、可視光線硬化性などの活性エネルギー線硬化型接着剤組成物(ラジカル重合硬化型接着剤組成物)の硬化物で構成されることが好ましい。接着剤層の厚みは、好ましくは3μm以下であり、より好ましくは2μm以下である。このような厚みによれば、積層体の薄型化に大きく貢献し得る。また、接着剤組成物から接着剤層を形成する際に生じ得る収縮による他の部材への影響を小さくすることができる。例えば、優れた接着性を得る観点から、接着剤層の厚みは、好ましくは0.05μm以上であり、より好ましくは0.5μm以上であり、さらに好ましくは1μm以上である。
上記接着剤層は、好ましくは、接着剤組成物の硬化物で構成される。具体的には、電子線硬化性、紫外線硬化性、可視光線硬化性などの活性エネルギー線硬化型接着剤組成物(ラジカル重合硬化型接着剤組成物)の硬化物で構成されることが好ましい。接着剤層の厚みは、好ましくは3μm以下であり、より好ましくは2μm以下である。このような厚みによれば、積層体の薄型化に大きく貢献し得る。また、接着剤組成物から接着剤層を形成する際に生じ得る収縮による他の部材への影響を小さくすることができる。例えば、優れた接着性を得る観点から、接着剤層の厚みは、好ましくは0.05μm以上であり、より好ましくは0.5μm以上であり、さらに好ましくは1μm以上である。
ラジカル重合硬化型接着剤組成物を構成する単量体成分としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の炭素-炭素二重結合のラジカル重合性の官能基を有する化合物が挙げられる。これら単量体成分は、単官能ラジカル重合性化合物または重合性官能基を2以上有する多官能ラジカル重合性化合物のいずれも用いることができる。また、これらラジカル重合性化合物は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、本発明において、(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル基および/またはメタクリロイル基を意味する。
上記接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは、例えば1.0以上4.0以下であり、好ましくは1.5以上であり、2.0以上であってもよく、2.5以上であってもよい。このような接着剤組成物を用いることにより、樹脂層に対する優れた接着性が得られ得る。加えて、樹脂層が有する機能(例えば、バリア機能)を保持させ得る。このような接着剤組成物を用いることにより、上記中間層(相溶層)の形成を抑制することができる。ここで、オクタノール/水分配係数(logPow)は、物質の親油性を表す指標であり、オクタノール/水の分配係数の対数値を意味する。logPowが高いということは親油性であることを意味し得る。logPowは、測定することも可能であるが(例えば、JIS-Z-7260記載のフラスコ浸とう法により)、計算によって算出することもできる。本明細書では、オクタノール/水分配係数(logPow)は、ケンブリッジソフト社製のChem Draw Ultraで計算された値を指す。樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物または熱硬化物であり得る樹脂層に対し、疎水性の高い接着剤組成物を用いて、上記中間層の形成が抑制され得、優れた接着性が得られ得ることは、予期せぬ優れた効果である。
ラジカル重合性化合物のlogPowを以下に示す。例えば、ヒドロキシエチルアクリルアミド(商品名「HEAA」、興人社製、LogPow;-0.56)、ジエチルアクリルアミド(商品名「DEAA」、KJケミカルズ社製、LogPow;1.69)、不飽和脂肪酸ヒドロキシアルキルエステル修飾ε-カプロラクトン(商品名「プラクセルFA1DDM」、ダイセル社製、LogPow;1.06)、N-ビニルホルムアミド(商品名「ビームセット770」、荒川化学社製、LogPow;-0.25)、アクリロイルモルホリン(商品名「ACMO」、興人社製、LogPow;-0.20)、γブチロラクトンアクリレート(商品名「GBLA」、大阪有機化学工業社製、LogPow;0.19)、アクリル酸2量体(商品名「β-CEA」、ダイセル社製、LogPow;0.2)、N-ビニルピロリドン(商品名「NVP」、日本触媒社製、LogPow;0.24)、アセトアセトキシエチルメタクリレート(商品名「AAEM」、日本合成化学社製、LogPow;0.27)、2-ヒドロキシエチルアクリレート(商品名「HEA」、大阪有機化学工業社製、LogPow;0.28)、グリシジルメタクリレート(商品名「ライトエステルG」、共栄社化学製、LogPow;0.57)、ジメチルアクリルアミド(商品名「DMAA」、興人社製、LogPow;0.58)、テトラヒドロフルフリルアルコールアクリル酸多量体エステル(商品名「ビスコート#150D」、大阪有機化学工業社製、LogPow;0.60)、4-ヒドロキシブチルアクリレート(商品名「4-HBA」、大阪有機化学工業社製、LogPow;0.68)、アクリル酸(商品名「アクリル酸」、三菱化学社製、LogPow;0.69)、トリエチレングリコールジアクリレート(商品名「ライトアクリレート3EG-A」、共栄社化学社製、LogPow;0.72)、PEG400#ジアクリレート(商品名「ライトアクリレート9EG-A」、共栄社化学社製、LogPow;-0.1)、ポリプロピレングリコールジアクリレート(商品名「アロニックスM-220」、東亞合成社製、LogPow;1.68)、ジシクロペンテニルアクリレ-ト(商品名「ファンクリルFA-511AS」、日立化成社製、LogPow;2.26)、アクリル酸ブチル(商品名「アクリル酸ブチル」、三菱化学社製、LogPow;2.35)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(商品名「ライトアクリレート1.6HX-A」、共栄社化学社製、LogPow;2.43)、ジシクロペンタニルアクリレ-ト(商品名「ファンクリルFA-513AS」、日立化成社製、LogPow;2.58)、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート(商品名「ライトアクリレートDCP-A」、共栄社化学社製、LogPow;3.05)、イソボルニルアクリレート(商品名「ライトアクリレートIB-XA」、共栄社化学社製、LogPow;3.27)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールアクリル酸付加物(商品名「ライトアクリレートHPP-A」、共栄社化学社製、LogPow;3.35)、1,9-ノナンジオールジアクリレート(商品名「ライトアクリレート1,9ND-A」、共栄社化学社製、LogPow;3.68)、o-フェニルフェノールEO変性アクリレート(商品名「ファンクリルFA-301A」、日立化成社製、LogPow;3.98)、2-エチルヘキシルオキセタン(商品名「アロンオキセタンOXT-212」、東亞合成社製、LogPow;4.24)、ビスフェノール-A-ジグリシジルエーテル(商品名「JER828」、三菱化学社製、LogPow;4.76)、ビスフェノールA EO6モル変性ジアクリレート(商品名「FA-326A」、日立化成社製、LogPow;4.84)、ビスフェノールA EO4モル変性ジアクリレート(商品名「FA-324A」、日立化成社製、LogPow;5.15)、ビスフェノールA PO2モル変性ジアクリレート(商品名「FA-P320A」、日立化成社製、LogPow;6.10)、ビスフェノールA PO3モル変性ジアクリレート(商品名「FA-P323A」、日立化成社製、LogPow;6.26)、ビスフェノールA PO4モル変性ジアクリレート(商品名「FA-P324A」、日立化成社製、LogPow;6.43)、ラウリルアクリレート(商品名「ライトアクリレートL-A」、共栄社化学社製、LogPow;6)、イソステアリルアクリレート(商品名「ISTA」)、大阪有機化学工業社製;LogPow;7.46)、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(商品名「P2HA」、共栄社化学社製、LogPow;2.15)、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート(商品名「アロニックスM-5700」、東亜合成社製、LogPow;1.17)が挙げられる。
接着剤組成物に含まれる単量体成分の全量を100重量部としたとき、オクタノール/水分配係数logPowが0.0以下の単量体成分の含有量は30重量部以下であってもよい。接着剤組成物に含まれる単量体成分の全量を100重量部としたとき、オクタノール/水分配係数logPowが2.0以上の単量体成分の含有量は40重量部以上であってもよい。
硬化させる際に用いられ得る重合開始剤の配合量は、接着剤組成物の全量を100重量%としたとき、例えば0.05重量%~10重量%である。
接着剤組成物の硬化は、例えば、接着剤組成物の塗布膜に、活性エネルギー線(例えば、可視光線、紫外線、電子線)を照射することにより行われる。
E.位相差層
上記位相差層は、単一層であってもよいし、二層以上の積層構造を有していてもよい。位相差層は、任意の適切な材料で構成され得る。具体的には、位相差層は、液晶化合物の配向固化層であってもよく、延伸フィルム(樹脂フィルム)であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。位相差層の厚みは、例えば1μm以上50μm以下である。1つの実施形態においては、位相差層の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは8μm以下であり、さらに好ましくは6μm以下である。本発明の実施形態によれば、このようにきわめて薄い位相差層を用いる場合であっても、例えば、積層体を画像表示装置に搭載した場合に、画像表示装置の金属部材の腐食を顕著に抑制することができる。なお、位相差層が積層構造を有する場合、「位相差層の厚み」は、各位相差層の厚みの合計を意味する。具体的には、「位相差層の厚み」には接着層の厚みは含まれない。
上記位相差層は、単一層であってもよいし、二層以上の積層構造を有していてもよい。位相差層は、任意の適切な材料で構成され得る。具体的には、位相差層は、液晶化合物の配向固化層であってもよく、延伸フィルム(樹脂フィルム)であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。位相差層の厚みは、例えば1μm以上50μm以下である。1つの実施形態においては、位相差層の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは8μm以下であり、さらに好ましくは6μm以下である。本発明の実施形態によれば、このようにきわめて薄い位相差層を用いる場合であっても、例えば、積層体を画像表示装置に搭載した場合に、画像表示装置の金属部材の腐食を顕著に抑制することができる。なお、位相差層が積層構造を有する場合、「位相差層の厚み」は、各位相差層の厚みの合計を意味する。具体的には、「位相差層の厚み」には接着層の厚みは含まれない。
上記位相差層としては、例えば、液晶化合物の配向固化層(液晶配向固化層)が用いられる。液晶化合物を用いることにより、例えば、得られる位相差層の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。したがって、位相差層付偏光板の顕著な薄型化を実現することができる。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、後述のように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。位相差層においては、代表的には、棒状の液晶化合物が位相差層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)。
上記液晶配向固化層は、所定の基材の表面に配向処理を施し、当該表面に液晶化合物を含む塗工液を塗工して当該液晶化合物を上記配向処理に対応する方向に配向させ、当該配向状態を固定することにより形成され得る。配向処理としては、任意の適切な配向処理が採用され得る。具体的には、機械的な配向処理、物理的な配向処理、化学的な配向処理が挙げられる。機械的な配向処理の具体例としては、ラビング処理、延伸処理が挙げられる。物理的な配向処理の具体例としては、磁場配向処理、電場配向処理が挙げられる。化学的な配向処理の具体例としては、斜方蒸着法、光配向処理が挙げられる。各種配向処理の処理条件は、目的に応じて任意の適切な条件が採用され得る。
液晶化合物の配向は、液晶化合物の種類に応じて液晶相を示す温度で処理することにより行われる。このような温度処理を行うことにより、液晶化合物が液晶状態をとり、基材表面の配向処理方向に応じて当該液晶化合物が配向する。
配向状態の固定は、1つの実施形態においては、上記のように配向した液晶化合物を冷却することにより行われる。液晶化合物が重合性モノマーまたは架橋性モノマーである場合には、配向状態の固定は、上記のように配向した液晶化合物に重合処理または架橋処理を施すことにより行われる。
液晶化合物の具体例および配向固化層の形成方法の詳細は、特開2006-163343号公報に記載されている。当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。
位相差層が単一層である場合の1つの実施形態においては、位相差層は、λ/4板として機能し得る。具体的には、位相差層のRe(550)は、好ましくは100nm~180nmであり、より好ましくは110nm~170nmであり、さらに好ましくは110nm~160nmである。位相差層の厚みは、λ/4板の所望の面内位相差が得られるよう調整され得る。位相差層が上述の液晶配向固化層である場合、その厚みは、例えば1.0μm~2.5μmである。本実施形態においては、位相差層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、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44°~46°である。また、位相差層は、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とが好ましい。
位相差層が単一層である場合の別の実施形態においては、位相差層は、λ/2板として機能し得る。具体的には、位相差層のRe(550)は、好ましくは200nm~300nmであり、より好ましくは230nm~290nmであり、さらに好ましくは230nm~280nmである。位相差層の厚みは、λ/2板の所望の面内位相差が得られるよう調整され得る。位相差層が上述の液晶配向固化層である場合、その厚みは、例えば2.0μm~4.0μmである。本実施形態においては、位相差層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、好ましくは10°~20°であり、より好ましくは12°~18°であり、さらに好ましくは12°~16°である。
位相差層が積層構造を有する場合の1つの実施形態においては、位相差層は、偏光子側から順に第一位相差層(H層)と第二位相差層(Q層)とが配置された、二層の積層構造を有する。H層は、代表的にはλ/2板として機能し得、Q層は、代表的にはλ/4板として機能し得る。具体的には、H層のRe(550)は好ましくは200nm~300nmであり、より好ましくは220nm~290nmであり、さらに好ましくは230nm~280nmであり;Q層のRe(550)は、好ましくは100nm~180nmであり、より好ましくは110nm~170nmであり、さらに好ましくは110nm~150nmである。H層の厚みは、λ/2板の所望の面内位相差が得られるよう調整され得る。H層が上述の液晶配向固化層である場合、その厚みは、例えば2.0μm~4.0μmである。Q層の厚みは、λ/4板の所望の面内位相差が得られるよう調整され得る。Q層が上述の液晶配向固化層である場合、その厚みは、例えば1.0μm~2.5μmである。本実施形態においては、H層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、好ましくは10°~20°であり、より好ましくは12°~18°であり、さらに好ましくは12°~16°であり;Q層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、好ましくは70°~80°であり、より好ましくは72°~78°であり、さらに好ましくは72°~76°である。なお、H層およびQ層の配置順序は逆であってもよく、H層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度およびQ層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は逆であってもよい。また、それぞれの層(例えば、H層およびQ層)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してもよく、位相差値が測定光の波長に応じて小さくなる正の波長分散特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長によってもほとんど変化しないフラットな波長分散特性を示してもよい。
位相差層(積層構造を有する場合には少なくとも一つの層)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。
上述のとおり、位相差層は、好ましくは液晶配向固化層である。上記液晶化合物としては、例えば、液晶相がネマチック相である液晶化合物(ネマチック液晶)が挙げられる。このような液晶化合物として、例えば、液晶ポリマーや液晶モノマーが使用可能である。液晶化合物の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。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。
液晶化合物が液晶モノマーである場合、当該液晶モノマーは、重合性モノマーおよび架橋性モノマーであることが好ましい。液晶モノマーを重合または架橋(すなわち、硬化)させることにより、液晶モノマーの配向状態を固定できるからである。液晶モノマーを配向させた後に、例えば、液晶モノマー同士を重合または架橋させれば、それによって上記配向状態を固定することができる。ここで、重合によりポリマーが形成され、架橋により3次元網目構造が形成されることとなるが、これらは非液晶性である。したがって、形成された位相差層は、例えば、液晶性化合物に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。その結果、位相差層は、温度変化に影響されない、極めて安定性に優れた位相差層となる。
液晶モノマーが液晶性を示す温度範囲は、その種類に応じて異なる。具体的には、当該温度範囲は、好ましくは40℃~120℃であり、さらに好ましくは50℃~100℃であり、最も好ましくは60℃~90℃である。
上記液晶モノマーとしては、任意の適切な液晶モノマーが採用され得る。例えば、特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171、およびGB2280445等に記載の重合性メソゲン化合物等が使用できる。このような重合性メソゲン化合物の具体例としては、例えば、BASF社の商品名LC242、Merck社の商品名E7、Wacker-Chem社の商品名LC-Sillicon-CC3767が挙げられる。液晶モノマーとしては、ネマチック性液晶モノマーが好ましい。
別の実施形態においては、位相差層は、偏光子側から、λ/4板として機能し得る第一位相差層と、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す第二位相差層(いわゆるポジティブCプレート)との積層構造を有する。λ/4板の詳細については上述のとおりである。本実施形態においては、第一位相差層の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角度は、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44°~46°である。また、第一位相差層は、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とが好ましい。
上記ポジティブCプレートの厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは-50nm~-300nmであり、より好ましくは-70nm~-250nmであり、さらに好ましくは-90nm~-200nmであり、特に好ましくは-100nm~-180nmである。ここで、「nx=ny」は、nxとnyが厳密に等しい場合のみならず、nxとnyが実質的に等しい場合も包含する。ポジティブCプレートの面内位相差Re(550)は、例えば10nm未満である。
nz>nx=nyの屈折率特性を有する第二位相差層は、任意の適切な材料で形成され得るが、好ましくは、ホメオトロピック配向に固定された液晶材料を含むフィルムからなる。ホメオトロピック配向させることができる液晶材料(液晶化合物)は、液晶モノマーであってもよいし、液晶ポリマーであってもよい。当該液晶化合物および当該位相差層の形成方法の具体例としては、特開2002-333642号公報の[0020]~[0028]に記載の液晶化合物および当該位相差層の形成方法が挙げられる。この場合、第二位相差層の厚みは、好ましくは0.5μm~5μmである。
F.画像表示装置
上記積層体は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の実施形態による画像表示装置は、上記積層体を備える。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、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)が挙げられる。
上記積層体は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の実施形態による画像表示装置は、上記積層体を備える。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、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)が挙げられる。
図2は、本発明の1つの実施形態に係る画像表示装置に含まれる画像表示パネルの概略の構成を、有機EL表示装置を例に、模式的に示す断面図である。画像表示パネル(有機ELパネル)200は、有機パネル本体70とその視認側に配置される積層体100と、を有する。積層体100は、樹脂層20が偏光子11よりも有機ELパネル本体70側となるように配置される。代表的には、有機ELパネル本体70に積層体100は粘着剤層(図示せず)によって貼り付けられる。
有機ELパネル本体70は、基板71と、薄膜トランジスタ(TFT)等を含む回路層、有機発光ダイオード(OLED)、OLEDを封止する封止膜等を含む上部構造層72とを有する。上部構造層72は、金属部材(例えば、電極、センサ、配線、金属層)を含み得る。例えば、基板71として可撓性基板(例えば、樹脂基板)を用いる場合、得られる有機EL表示装置は、湾曲、屈曲、折り曲げ、巻き取りなどが実現され得る。本発明の実施形態による積層体は、優れた可撓性および折り曲げ耐久性を有し得ることから、このような画像表示装置にも好適に用いられ得る。
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。厚み、TgおよびMwの測定方法は以下の通りである。なお、特に明記しない限り、実施例および比較例における「部」および「%」は重量基準である。
(1)厚み
10μm以下の厚みは、干渉膜厚計(大塚電子社製、製品名「MCPD-3000」)を用いて測定した。10μmを超える厚みは、デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC-351C」)を用いて測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg)
試料(重合体)を約5mg採取し、以下の条件でDSC測定を行い、得られた測定結果から、中間点ガラス転移温度を算出することにより求めた。
・測定装置:TA Instruments社製、製品名:Q-2000
・温度プログラム:0℃→150℃→0℃→150℃と変化させる
・雰囲気ガス:N2(50mL/分)
・測定速度:10℃/分
(3)重量平均分子量(Mw)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定し、標準ポリスチレン換算の値として求めた。
・分析装置:東ソー社製、HLC-8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm、計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
(1)厚み
10μm以下の厚みは、干渉膜厚計(大塚電子社製、製品名「MCPD-3000」)を用いて測定した。10μmを超える厚みは、デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC-351C」)を用いて測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg)
試料(重合体)を約5mg採取し、以下の条件でDSC測定を行い、得られた測定結果から、中間点ガラス転移温度を算出することにより求めた。
・測定装置:TA Instruments社製、製品名:Q-2000
・温度プログラム:0℃→150℃→0℃→150℃と変化させる
・雰囲気ガス:N2(50mL/分)
・測定速度:10℃/分
(3)重量平均分子量(Mw)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定し、標準ポリスチレン換算の値として求めた。
・分析装置:東ソー社製、HLC-8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm、計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
[実施例1]
(偏光子の作製)
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、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)を用いた。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Z410」)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℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(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43.0%以上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4.0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、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は5.2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光子を形成した。
(偏光子の作製)
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、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)を用いた。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Z410」)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℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(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43.0%以上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4.0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、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は5.2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光子を形成した。
(偏光板の作製)
上記で得られた偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、保護層としてHC-COPフィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化の厚みが1.0μmになるように紫外線硬化型接着剤を塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をHC-COPフィルム側から照射して接着剤を硬化させた。なお、HC-COPフィルムは、シクロオレフィン(COP)フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZF12」、厚み25μm)にハードコート(HC)層(厚み2μm)が形成されたフィルムであり、COPフィルムが偏光子側となるようにして貼り合わせた。次いで、樹脂基材を剥離し、保護層(HC-COPフィルム)/接着剤層/偏光子の構成を有する偏光板を得た。
上記で得られた偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、保護層としてHC-COPフィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化の厚みが1.0μmになるように紫外線硬化型接着剤を塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をHC-COPフィルム側から照射して接着剤を硬化させた。なお、HC-COPフィルムは、シクロオレフィン(COP)フィルム(日本ゼオン社製、商品名「ZF12」、厚み25μm)にハードコート(HC)層(厚み2μm)が形成されたフィルムであり、COPフィルムが偏光子側となるようにして貼り合わせた。次いで、樹脂基材を剥離し、保護層(HC-COPフィルム)/接着剤層/偏光子の構成を有する偏光板を得た。
(樹脂層の形成)
メタクリル酸メチル(MMA、富士フイルム和光純薬製、商品名:メタクリル酸メチルモノマー)99.0重量部、一般式(1e)の単量体1.0重量部、重合開始剤(富士フイルム和光純薬社製、商品名:2,2´-アゾビス(イソブチロニトリル))0.2重量部をトルエン100重量部に溶解した。次いで、窒素雰囲気下で70℃に加熱しながら5.5時間重合反応を行い、共重合体1(固形分濃度:50重量%)を得た。共重合体1のTgは105℃、Mwは85000であった。
メタクリル酸メチル(MMA、富士フイルム和光純薬製、商品名:メタクリル酸メチルモノマー)99.0重量部、一般式(1e)の単量体1.0重量部、重合開始剤(富士フイルム和光純薬社製、商品名:2,2´-アゾビス(イソブチロニトリル))0.2重量部をトルエン100重量部に溶解した。次いで、窒素雰囲気下で70℃に加熱しながら5.5時間重合反応を行い、共重合体1(固形分濃度:50重量%)を得た。共重合体1のTgは105℃、Mwは85000であった。
得られた共重合体1(ホウ素含有アクリル系樹脂)70部(固形分換算)に対して、イソシアネート化合物として、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(東ソー社製、商品名「コロネートL」)を固形分換算で22.5部およびヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(三井化学社製、商品名「タケネートD160N」)を固形分換算で7.5部を加えて混合物を得た。この混合物を酢酸エチル/シクロペンタノン(70/30)の混合溶媒80部に溶解させ、樹脂溶液(20%)を得た。この樹脂溶液を、上記で得られた偏光板の偏光子側の表面にワイヤーバーを用いて塗布し、塗布膜を60℃で5分間乾燥して、樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物として構成される樹脂層(厚み0.4μm)を形成した。
(接着剤組成物の調製)
表1に示す配合割合で各単量体成分を混合し、さらに、重合開始剤(BASF社製、商品名「イルガキュア907」)を3重量%含む接着剤組成物を得た。なお、表1に示す単量体は、上述の商品名に相当する。
表1に示す配合割合で各単量体成分を混合し、さらに、重合開始剤(BASF社製、商品名「イルガキュア907」)を3重量%含む接着剤組成物を得た。なお、表1に示す単量体は、上述の商品名に相当する。
(位相差層の作製)
ネマチック液晶相を示す重合性液晶(BASF社製、商品名「Paliocolor LC242」、下記式で表される)10gと、当該重合性液晶化合物に対する光重合開始剤(BASF社製:商品名「イルガキュア907」)3gとを、トルエン40gに溶解して、液晶組成物(塗工液)を調製した。
ネマチック液晶相を示す重合性液晶(BASF社製、商品名「Paliocolor LC242」、下記式で表される)10gと、当該重合性液晶化合物に対する光重合開始剤(BASF社製:商品名「イルガキュア907」)3gとを、トルエン40gに溶解して、液晶組成物(塗工液)を調製した。
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)表面を、ラビング布を用いてラビングし、配向処理を施した。配向処理の方向は、偏光板に貼り合わせる際に偏光子の吸収軸の方向に対して視認側から見て15°方向となるようにした。この配向処理表面に、上記液晶塗工液をバーコーターにより塗工し、90℃で2分間加熱乾燥することによって液晶化合物を配向させた。このようにして形成された液晶層に、メタルハライドランプを用いて1mJ/cm2の光を照射し、当該液晶層を硬化させることによって、PETフィルム上に液晶配向固化層A(H層)を形成した。液晶配向固化層Aの厚みは2.5μm、面内位相差Re(550)は270nmであった。さらに、液晶配向固化層Aは、nx>ny=nzの屈折率特性を示した。
塗工厚みを変更したこと、および、配向処理方向を偏光子の吸収軸の方向に対して視認側から見て75°方向となるようにしたこと以外は上記と同様にして、PETフィルム上に液晶配向固化層B(Q層)を形成した。液晶配向固化層Bの厚みは1.5μm、面内位相差Re(550)は140nmであった。さらに、液晶配向固化層Bは、nx>ny=nzの屈折率特性を示した。
(積層体の作製)
樹脂層を形成した偏光板の樹脂層表面に、硬化後に形成される接着剤層の厚みが1.5μmとなるように、上記接着剤組成物を用いて、液晶配向固化層Aを転写した。このとき、偏光子の吸収軸と液晶配向固化層Aの遅相軸とのなす角度が15°になるようにして転写(貼り合わせ)を行った。また、接着剤組成物の硬化は、窒素雰囲気下で積算光量が900mJ/cm2となるように紫外線を照射することにより行った。
次いで、液晶配向固化層A表面に、紫外線硬化型接着剤(硬化後の厚み1μm)を用いて、液晶配向固化層Bを転写した。このとき、偏光子の吸収軸と液晶配向固化層Bの遅相軸とのなす角度が75°になるようにして転写(貼り合わせ)を行った。また、接着剤組成物の硬化は、紫外線を照射することにより行った。
なお、それぞれの転写は、ロール搬送しながら行った。
樹脂層を形成した偏光板の樹脂層表面に、硬化後に形成される接着剤層の厚みが1.5μmとなるように、上記接着剤組成物を用いて、液晶配向固化層Aを転写した。このとき、偏光子の吸収軸と液晶配向固化層Aの遅相軸とのなす角度が15°になるようにして転写(貼り合わせ)を行った。また、接着剤組成物の硬化は、窒素雰囲気下で積算光量が900mJ/cm2となるように紫外線を照射することにより行った。
次いで、液晶配向固化層A表面に、紫外線硬化型接着剤(硬化後の厚み1μm)を用いて、液晶配向固化層Bを転写した。このとき、偏光子の吸収軸と液晶配向固化層Bの遅相軸とのなす角度が75°になるようにして転写(貼り合わせ)を行った。また、接着剤組成物の硬化は、紫外線を照射することにより行った。
なお、それぞれの転写は、ロール搬送しながら行った。
[実施例2および実施例4]
接着剤組成物に含まれる単量体成分を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
接着剤組成物に含まれる単量体成分を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
[実施例3]
樹脂層の形成に際し、共重合体1のかわりに、Tgが110℃、Mwは350000のポリ(メタクリル酸メチル)(メルク社製)を用いたこと以外は実施例2と同様にして、積層体を得た。
樹脂層の形成に際し、共重合体1のかわりに、Tgが110℃、Mwは350000のポリ(メタクリル酸メチル)(メルク社製)を用いたこと以外は実施例2と同様にして、積層体を得た。
[実施例5]
樹脂層の形成に際し、イソシアネート化合物を表1に示すように変更したこと以外は実施例4と同様にして、積層体を得た。
樹脂層の形成に際し、イソシアネート化合物を表1に示すように変更したこと以外は実施例4と同様にして、積層体を得た。
[比較例1、比較例2および比較例3]
接着剤組成物に含まれる単量体成分を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
接着剤組成物に含まれる単量体成分を下記の表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、積層体を得た。
[比較例4]
樹脂層の形成に際し、共重合体1のかわりに、Tgが115℃、Mwは1000000のポリ(メタクリル酸メチル)(メルク社製)を用いたこと以外は実施例4と同様にして、積層体を得た。
樹脂層の形成に際し、共重合体1のかわりに、Tgが115℃、Mwは1000000のポリ(メタクリル酸メチル)(メルク社製)を用いたこと以外は実施例4と同様にして、積層体を得た。
[比較例5]
樹脂層の形成に際し、イソシアネート化合物を用いなかったこと以外は実施例4と同様にして積層体を得た。
樹脂層の形成に際し、イソシアネート化合物を用いなかったこと以外は実施例4と同様にして積層体を得た。
実施例および比較例について、下記の評価を行った。評価結果を各種値とともに表1にまとめる。
<評価>
1.断面観察
得られた積層体の断面を、走査型電子顕微鏡を用いて観察し(倍率:3万倍)、樹脂層と接着剤層との相溶層が形成されていないか否かを確認した。
[評価基準]
良好:樹脂層と接着剤層の間に明確な界面が存在し、相溶層は確認されない
不良:樹脂層と接着剤層の間に明確な界面は存在せず、相溶層が確認される
2.剥離性
得られた積層体から長さ方向(偏光子の延伸方向)200mm、幅方向15mmのサイズに切り出したサンプルを、粘着剤を用いてガラス板に貼り合わせた後、樹脂層と接着剤層との間付近にカッターナイフで切り込みを入れ、テンシロン万能試験機RTC(株式会社エー・アンド・デイ社製)により、偏光板を90度方向に剥離速度1000mm/分で長さ方向に剥離したときの剥離力(N/15mm)を測定した。具体的には、樹脂層に対する接着剤層(接着剤層および位相差層の積層部分)の剥離力(接着力)を測定した。なお、測定は23℃、50%RHの環境下で行った。
<評価>
1.断面観察
得られた積層体の断面を、走査型電子顕微鏡を用いて観察し(倍率:3万倍)、樹脂層と接着剤層との相溶層が形成されていないか否かを確認した。
[評価基準]
良好:樹脂層と接着剤層の間に明確な界面が存在し、相溶層は確認されない
不良:樹脂層と接着剤層の間に明確な界面は存在せず、相溶層が確認される
2.剥離性
得られた積層体から長さ方向(偏光子の延伸方向)200mm、幅方向15mmのサイズに切り出したサンプルを、粘着剤を用いてガラス板に貼り合わせた後、樹脂層と接着剤層との間付近にカッターナイフで切り込みを入れ、テンシロン万能試験機RTC(株式会社エー・アンド・デイ社製)により、偏光板を90度方向に剥離速度1000mm/分で長さ方向に剥離したときの剥離力(N/15mm)を測定した。具体的には、樹脂層に対する接着剤層(接着剤層および位相差層の積層部分)の剥離力(接着力)を測定した。なお、測定は23℃、50%RHの環境下で行った。
各実施例において、優れた接着力が確認される。図3に示すように、各実施例において、樹脂層と接着剤層との相溶層は確認されなかった。図3では、厚み0.4μmの樹脂層と厚み1.5μmの接着際層との界面が確認できる。一方、比較例1、比較例2および比較例3においては、図4に示すように相溶層が確認された。図4では、偏光子(上側)と位相差層(下側)との間に明確な界面が存在せず、厚み1.9μmの相溶層が確認できる。
本発明の実施形態による積層体は、例えば、画像表示装置に用いられ得る。画像表示装置としては、代表的には、液晶表示装置、有機EL表示装置、無機EL表示装置が挙げられる。
10 偏光板
11 偏光子
12 保護層
20 樹脂層
30 接着剤層
40 機能層
100 積層体
11 偏光子
12 保護層
20 樹脂層
30 接着剤層
40 機能層
100 積層体
Claims (9)
- 偏光子を含む偏光板と、機能層と、前記偏光板と前記機能層との間に配置される樹脂層および接着剤層と、を有し、
前記樹脂層と前記接着剤層とは隣接して配置され、
前記樹脂層は、ガラス転移温度が85℃以上で重量平均分子量Mwが50000以上500000未満の樹脂と、イソシアネート化合物と、を含み、前記イソシアネート化合物は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つを含み、前記樹脂層における前記樹脂の含有量は50重量%以上90重量%以下であり、前記樹脂層における前記イソシアネート化合物の含有量は10重量%以上50重量%以下であり、
前記接着剤層は、接着剤組成物の硬化物層で構成され、前記接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは1.5以上4.0以下である、
積層体。 - 前記接着剤組成物に含まれる単量体成分100重量部に対する、オクタノール/水分配係数logPowが0.0以下の単量体成分の含有量は30重量部以下である、請求項1に記載の積層体。
- 前記樹脂層は、前記イソシアネート化合物として、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはその誘導体の少なくとも一つをさらに含む、請求項1に記載の積層体。
- 前記接着剤層の厚みは3μm以下である、請求項1に記載の積層体。
- 前記樹脂層の厚みは1μm以下である、請求項1に記載の積層体。
- 前記樹脂層は前記偏光子に隣接して配置される、請求項1に記載の積層体。
- 前記機能層は位相差層である、請求項1に記載の積層体。
- 請求項1から7のいずれかに記載の積層体を備える、画像表示装置。
- 偏光子を含む偏光板または機能層に、樹脂およびイソシアネート化合物を含む有機溶媒溶液を塗布して樹脂層を形成すること、および、
前記樹脂層に接着剤組成物を介して、前記機能層または前記偏光板を貼り合わせること、を含み、
前記樹脂は、ガラス転移温度が85℃以上で重量平均分子量Mwが50000以上500000未満であり、
前記イソシアネート化合物は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、およびそれらの誘導体から選択される少なくとも1つを含み、
前記樹脂層における前記樹脂の含有量は50重量%以上90重量%以下であり、前記樹脂層における前記イソシアネート化合物の含有量は10重量%以上50重量%以下であり、
前記接着剤組成物に含まれる単量体成分のモル分率の加重平均により算出されるオクタノール/水分配係数logPowは1.5以上4.0以下である、
積層体の製造方法。
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