JP4306269B2 - 偏光板、その製造方法、光学部材及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型軽量性に優れ、モバイル用途の液晶表示装置などの形成に好適に用いられる偏光板、及びその製造方法に関するものである。本発明はまた、この偏光板を用いた光学部材及び液晶表示装置にも関係している。
【０００２】
【従来の技術】
偏光板は、液晶表示装置における偏光の供給素子として、また偏光の検出素子として、広く用いられている。かかる偏光板として従来より、ポリビニルアルコールからなる偏光子にトリアセチルセルロースからなる保護膜を接着したものが使用されているが、近年、液晶表示装置のノート型パーソナルコンピュータや携帯電話などモバイル機器への展開に伴い、薄型軽量化が求められている。また、携帯化により使用場所が限定されないため、同時に耐久性の向上も求められている。
【０００３】
しかしながら、これまでのトリアセチルセルロースよりなる保護膜を偏光子に接着する方法では、作業時の取扱い性や耐久性能の観点から、保護膜を２０μm 以下とすることが困難であった。このような問題点を解決するために、例えば、特開 2000-199819号公報には、親水性高分子からなる偏光子の少なくとも片面にその偏光子を溶解しない溶剤による環状ポリオレフィン溶液などを塗工し、乾燥させることで、薄くて耐久性の良好な保護膜を形成する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１９９８１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、薄型軽量化と耐久性能とを同時に満足する偏光板、及び信頼性に優れるモバイル用途の液晶表示装置を形成しうる光学部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明によれば、偏光子の少なくとも片面に、芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有する組成物が活性エネルギー線の照射によるカチオン重合で硬化した保護膜を有してなる偏光板が提供される。この偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有する未硬化のエポキシ樹脂組成物を塗工した後、活性エネルギー線を照射してその組成物を硬化させ、保護膜を形成する方法により製造することができる。また本発明によれば、上記の偏光板と他の光学機能を示す光学層との積層体からなる光学部材が提供され、さらには、その光学部材が液晶セルの片側又は両側に配置されてなる液晶表示装置も提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。偏光子としては一般に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向されたものが用いられる。偏光子を構成する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り得られる。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や、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが例示される。酢酸ビニルと共重合される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などが挙げられる。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％、好ましくは９８〜１００モル％の範囲である。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに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なども使用し得る。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１,０００〜１０,０００の範囲、好ましくは １,５００〜１０,０００の範囲である。
【０００８】
偏光板は、このような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に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、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程、及びこれらの工程が施されて二色性色素が吸着配向された一軸延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに保護膜を形成する工程を経て製造される。一軸延伸は、二色性色素による染色の前に行ってもよいし、二色性色素による染色と同時に行ってもよいし、二色性色素による染色の後に行ってもよい。一軸延伸を二色性色素による染色後に行う場合には、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。一軸延伸するには、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、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤で膨潤し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４〜８倍程度である。
【０００９】
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には、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、二色性色素を含有する水溶液に浸漬すればよい。二色性色素として、具体的にはヨウ素又は二色性染料が用いられる。
【００１０】
二色性色素としてヨウ素を用いる場合、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重量部あたり０.０１〜０.５重量部程度であり、またヨウ化カリウムの含有量は、水１００重量部あたり ０.５〜１０重量部程度である。この水溶液の温度は、通常２０〜４０℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間は、通常３０〜３００秒程度である。
【００１１】
一方、二色性色素として二色性染料を用いる場合、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染料の含有量は通常、水１００重量部あたり１×１０-3〜１×１０-2重量部程度である。この水溶液は、硫酸ナトリウムなどの無機塩を含有していてもよい。この場合の染色温度（染料水溶液の温度）は、通常２０〜８０℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間は、通常３０〜３００秒程度である。
【００１２】
二色性色素による染色後のホウ酸処理は、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ことにより行われる。ホウ酸水溶液におけるホウ酸の含有量は通常、水１００重量部あたり２〜１５重量部程度、好ましくは５〜１２重量部程度である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、このホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有するのが好ましい。ホウ酸水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量は通常、水１００重量部あたり２〜２０重量部程度、好ましくは５〜１５重量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常１００〜１,２００秒程度、 好ましくは１５０〜６００秒程度、さらに好ましくは２００〜４００秒程度である。 ホウ酸水溶液の温度は、通常５０℃以上であり、好ましくは５０〜８５℃である。
【００１３】
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ことにより行われる。水洗処理における水の温度は５〜４０℃程度であり、浸漬時間は２〜１２０秒程度である。水洗後は乾燥処理を施して、偏光子が得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行われる。乾燥温度は、通常４０〜１００℃である。乾燥処理の時間は、通常１２０〜６００秒程度である。
【００１４】
かくして、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光子を作製することができる。この偏光子の少なくとも片面に保護膜を形成して、偏光板とするのであるが、この際本発明では、透明性、接着性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性等に優れるエポキシ樹脂を主成分とする樹脂組成物が塗工され、次いでこの組成物を硬化させることで、保護膜が形成される。この方法による場合、保護膜の形成時に熱や活性エネルギー線による影響を受けにくいことから、偏光子としては染料系のもの、すなわち、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性染料が吸着配向された偏光子が好ましく用いられる。ただもちろん、ヨウ素系の偏光子に対しても、本発明は同様に適用できる。また、エポキシ樹脂とは、分子中に平均２個以上のエポキシ基を有し、反応により硬化する化合物又はポリマーをいう。この分野での慣例に従い、本明細書では、硬化性のエポキシ基を分子内に２個以上有するものであれば、モノマーであってもエポキシ樹脂と呼ぶこととする。
【００１５】
まず、エポキシ樹脂組成物について説明する。本発明では、耐候性や屈折率、カチオン重合性などの観点から、分子内に芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分として用いる。このような分子内に芳香環を含まないエポキシ樹脂として、水素化エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などが例示できる。
【００１６】
水素化エポキシ樹脂について説明すると、これは、芳香族エポキシ樹脂を触媒の存在下、加圧下で選択的に水素化反応を行うことにより得られる。芳香族エポキシ樹脂しては、例えば、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ビスフェールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳのジグリシジルエーテルのようなビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラックエポキシ樹脂のようなノボラック型のエポキシ樹脂；テトラヒドロキシフェニルメタンのグリシジルエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのグリシジルエーテル、エポキシ化ポリビニルフェノールのような多官能型のエポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、水素化したビスフェノールＡのグリシジルエーテルを用いることが好ましい。
【００１７】
次に脂環式エポキシ樹脂について説明すると、これは、次式に示す如き、脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に少なくとも１個有する化合物である。
【００１８】
【００１９】
式中、ｍは２〜５の整数を表す。
【００２０】
この式における (ＣＨ2)m 中の水素原子を１個又は複数個取り除いた形の基が他の化学構造に結合した化合物が、脂環式エポキシ樹脂となりうる。また、脂環式環を形成する水素がメチル基やエチル基のような直鎖状アルキル基で適宜置換されていてもよい。なかでも、オキサビシクロヘキサン環（上式においてｍ＝３のもの）や、オキサビシクロヘプタン環（上式においてｍ＝４のもの）を有する化合物を用いることが好ましい。以下に、脂環式エポキシ樹脂の構造を具体的に例示するが、これらの化合物に限定されるものではない。
【００２１】
（１）下式（Ｉ）に相当するエポキシシクロヘキシルメチル エポキシシクロヘキサンカルボキシレート類：
【００２２】
【００２３】
式中、Ｒ1 及びＲ2 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００２４】
（２）下式（II）に相当するアルカンジオールのエポキシシクロヘキサンカルボキシレート類：
【００２５】
【００２６】
式中、Ｒ3 及びＲ4 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｎは２〜２０の整数を表す。
【００２７】
（３）下式(III) に相当するジカルボン酸のエポキシシクロヘキシルメチルエステル類：
【００２８】
【００２９】
式中、Ｒ5 及びＲ6 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｐは２〜２０の整数を表す。
【００３０】
（４）下式（IV）に相当するポリエチレングリコールのエポキシシクロヘキシルメチルエーテル類：
【００３１】
【００３２】
式中、Ｒ7 及びＲ8 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｑは２〜１０の整数を表す。
【００３３】
（５）下式（Ｖ）に相当するアルカンジオールのエポキシシクロヘキシルメチルエーテル類：
【００３４】
【００３５】
式中、Ｒ9 及びＲ10は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｒは２〜２０の整数を表す。
【００３６】
（６）下式（VI）に相当するジエポキシトリスピロ化合物：
【００３７】
【００３８】
式中、Ｒ11及びＲ12は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００３９】
（７）下式(VII) に相当するジエポキシモノスピロ化合物：
【００４０】
【００４１】
式中、Ｒ13及びＲ14は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００４２】
（８）下式（VIII）に相当するビニルシクロヘキセンジエポキシド類：
【００４３】
【００４４】
式中、Ｒ15は水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００４５】
（９）下式（IX）に相当するエポキシシクロペンチルエーテル類：
【００４６】
【００４７】
式中、Ｒ16及びＲ17は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００４８】
（10）下式（Ｘ）に相当するジエポキシトリシクロデカン類：
【００４９】
【００５０】
式中、Ｒ18は水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００５１】
これらのなかでも好適な脂環式エポキシ樹脂として、次のようなものを挙げることができる。
７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸と（７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとのエステル化物〔式（Ｉ）において、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｈの化合物〕、
４−メチル−７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸と（４−メチル−７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとのエステル化物〔式（Ｉ）において、Ｒ1＝４−ＣＨ3、Ｒ2＝４−ＣＨ3の化合物〕、
７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸と１，２−エタンジオールとのエステル化物〔式（II）において、Ｒ3＝Ｒ4＝Ｈ、ｎ＝２の化合物〕、
（７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとアジピン酸とのエステル化物〔式(III) において、Ｒ5＝Ｒ6＝Ｈ、ｐ＝４の化合物〕、
（４−メチル−７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとアジピン酸とのエステル化物〔式(III) において、Ｒ5＝４−ＣＨ3、Ｒ6＝４−ＣＨ3、ｐ＝４の化合物〕、
（７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールと１，２−エタンジオールとのエーテル化物〔式（Ｖ）において、 Ｒ9＝Ｒ10＝Ｈ、ｒ＝２の化合物〕。
【００５２】
次に脂肪族エポキシ樹脂について説明すると、脂肪族エポキシ樹脂には、脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテルがある。これらの例としては、１，４−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル、エチレングリコールやプロピレングリコール、グリセリンのような脂肪族多価アルコールに１種又は２種以上のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド）を付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００５３】
ここに例示したエポキシ樹脂は、それぞれ単独で使用してもよいし、また複数のエポキシ樹脂を混合して使用してもよい。
【００５４】
本発明で使用するエポキシ樹脂のエポキシ当量は、通常 ３０〜３,０００ｇ／当量であり、好ましくは ５０〜１,５００ｇ／当量である。エポキシ当量が３０ｇ／当量を下回ると、硬化後の保護膜の可撓性が低下したり、接着強度が低下したりする可能性がある。一方、３,０００ｇ／当量を超えると、他の成分との相溶性が低下する可能性がある。
【００５５】
本発明においては、反応性の観点から、エポキシ樹脂の硬化反応としてカチオン重合が用いられる。そのためエポキシ樹脂組成物には、カチオン重合開始剤が配合される。カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線等の活性エネルギー線の照射若しくは加熱によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、エポキシ基の重合反応を開始する。いずれのタイプのカチオン重合開始剤であっても、潜在性が付与されていることが、作業性の観点から好ましい。本発明では、活性エネルギー線の照射によりエポキシ樹脂組成物をカチオン重合硬化させることから、カチオン重合開始剤として少なくとも光カチオン重合開始剤を用いる。また、光カチオン重合と熱カチオン重合を併用することも、有用な技術である。
【００５６】
以下、光カチオン重合開始剤について説明する。光カチオン重合開始剤を使用すると、常温での保護膜の形成が可能となり、偏光子の耐熱性あるいは膨張による歪を考慮する必要が減少し、保護膜を良好に接着することができる。また、光カチオン重合開始剤は光で触媒的に作用するため、エポキシ樹脂に混合しても保存安定性や作業性に優れる。活性エネルギー線の照射によりカチオン種やルイス酸を生じる化合物として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩、鉄−アレン錯体などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００５７】
芳香族ジアゾニウム塩としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロボレートなど。
【００５８】
芳香族ヨードニウム塩としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
ジフェニルヨードニウム テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ジ（４−ノニルフェニル）ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェートなど。
【００５９】
芳香族スルホニウム塩としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウム テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、
４，４′−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
４，４′−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロアンチモネート、
４，４′−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
７−〔ジ（ｐ−トルイル）スルホニオ〕−２−イソプロピルチオキサントン ヘキサフルオロアンチモネート、
７−〔ジ（ｐ−トルイル）スルホニオ〕−２−イソプロピルチオキサントン テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、
４−フェニルカルボニル−４′−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロホスフェート、
４−（ｐ−tert−ブチルフェニルカルボニル）−４′−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロアンチモネート、
４−（ｐ−tert−ブチルフェニルカルボニル）−４′−ジ（ｐ−トルイル）スルホニオ−ジフェニルスルフィド テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートなど。
【００６０】
鉄−アレン錯体としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
キシレン−シクロペンタジエニル鉄（II）ヘキサフルオロアンチモネート、
クメン−シクロペンタジエニル鉄（II）ヘキサフルオロホスフェート、
キシレン−シクロペンタジエニル鉄（II）−トリス（トリフルオロメチルスルホニル）メタナイドなど。
【００６１】
これらの光カチオン重合開始剤は、それぞれ単独で使用してもよいし、あるいは２種以上を混合して使用してもよい。これらのなかでも特に芳香族スルホニウム塩は、３００nm以上の波長領域でも紫外線吸収特性を有することから、硬化性に優れ、良好な機械強度や接着強度を有する硬化物を与えることができるため、好ましく用いられる。
【００６２】
これらの開始剤は、市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、それぞれ商品名で、“カヤラッド PCI-220”、“カヤラッド PCI-620”（以上、日本化薬（株）製）、“UVI-6990”（ユニオンカーバイド社製）、“アデカオプトマー SP-150”、“アデカオプトマー SP-170”（以上、旭電化工業（株）製）、“CI-5102”、“CIT-1370”、“CIT-1682”、“CIP-1866S”、“CIP-2048S”、“CIP-2064S”（以上、日本曹達（株）製）、
“DPI-101”、“DPI-102”、“DPI-103”、“DPI-105”、“MPI-103”、“MPI-105”、
“BBI-101”、“BBI-102”、“BBI-103”、“BBI-105”、“TPS-101”、“TPS-102”、
“TPS-103”、“TPS-105”、“MDS-103”、“MDS-105”、“DTS-102”、“DTS-103”（以上、みどり化学（株）製）、“PI-2074”（ローディア社製）などを挙げることができる。特に、日本曹達（株）製の“CI-5102 ”は、好ましい開始剤の一つである。
【００６３】
光カチオン重合開始剤の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、通常 ０.５〜２０重量部であり、好ましくは１重量部以上、また好ましくは１５重量部以下である。その量がエポキシ樹脂１００重量部に対して ０.５重量部を下回ると硬化が不十分になり、機械強度や接着強度が低下する。また、その量が２０重量部を越えると、硬化物中のイオン性物質が増加することで硬化物の吸湿性が高くなり、耐久性能が低下する可能性があるので、好ましくない。
【００６４】
さらに、必要に応じて光増感剤を併用することができる。光増感剤を使用することで、反応性が向上し、硬化物の機械強度や接着強度を向上させることができる。光増感剤としては例えば、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過硫化物、レドックス系化合物、アゾ及びジアゾ化合物、ハロゲン化合物、光還元性色素などが挙げられる。具体的な光増感剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノンのようなベンゾイン誘導体；ベンゾフェノン、２，４−ジクロロベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４′−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンのようなベンゾフェノン誘導体；２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントンのようなチオキサントン誘導体；２−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノンのようなアントラキノン誘導体；Ｎ−メチルアクリドン、Ｎ−ブチルアクリドンのようなアクリドン誘導体；その他、α，α−ジエトキシアセトフェノン、ベンジル、フルオレノン、キサントン、ウラニル化合物、ハロゲン化合物などが挙げられが、これらに限定されるものではない。また、これらはそれぞれ単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。光増感剤は、光カチオン重合性エポキシ樹脂組成物を１００重量部とした場合に、 ０.１〜２０重量部の範囲で含有するのが好ましい。
【００６５】
次に、熱カチオン重合開始剤について説明する。加熱によりカチオン種又はルイス酸を発生する化合物として、ベンジルスルホニウム塩、チオフェニウム塩、チオラニウム塩、ベンジルアンモニウム、ピリジニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミドなどを挙げることができる。これらの開始剤は、市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、いずれも商品名で、“アデカオプトン CP77 ”及び“アデカオプトン CP66 ”（以上、旭電化工業（株）製）、“CI-2639”及び“CI-2624”（以上、日本曹達（株）製）、“サンエイド SI-60L”、“サンエイド SI-80L”及び“サンエイド SI-100L”（以上、三新化学工業（株）製）などが挙げられる。
【００６６】
前述のとおり、以上説明した光カチオン重合と熱カチオン重合を併用することも、有用な技術である。
【００６７】
本発明で保護膜を形成するためのエポキシ樹脂組成物は、さらにオキセタン類やポリオール類など、カチオン重合を促進する化合物を含有してもよい。
【００６８】
オキセタン類は、分子内に４員環エーテルを有する化合物であり、例えば、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシメチル〕ベンゼン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、ジ〔（３−エチル−３−オキセタニル）メチル〕エーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、フェノールノボラックオキセタンなどが挙げられる。これらのオキセタン化合物は市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、いずれも商品名で、“アロンオキセタン OXT-101”、“アロンオキセタン OXT-121”、“アロンオキセタン OXT-211”、“アロンオキセタン OXT-221”、“アロンオキセタン OXT-212”（以上、東亞合成（株）製）などを挙げることができる。また、これらのオキセタン環含有化合物は、エポキシ樹脂組成物中で、通常５〜９５重量％、好ましくは３０〜７０重量％の割合で使用される。
【００６９】
ポリオール類としては、フェノール性水酸基以外の酸性基が存在しないものが好ましく、例えば、水酸基以外の官能基を有しないポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物、フェノール性水酸基を有するポリオール化合物、ポリカーボネートポリオールなどを挙げることができる。これらのポリオール類の分子量は、通常４８以上、好ましくは６２以上、さらに好ましくは１００以上、また好ましくは １,０００以下である。 これらポリオール類の配合量は、エポキシ樹脂組成物中で、通常５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下である。
【００７０】
さらに、本発明の効果を損なわない限り、エポキシ樹脂組成物にはその他の添加剤、例えば、イオントラップ剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、増感剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤などを配合することができる。イオントラップ剤には、例えば、粉末状のビスマス系、アンチモン系、マグネシウム系、アルミニウム系、カルシウム系、チタン系及びこれらの混合系などの無機化合物が包含され、酸化防止剤には、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤などが包含される。
【００７１】
本発明の保護膜は、未硬化のエポキシ樹脂組成物を偏光子の少なくとも片面に塗工した後、その塗工層を可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線等の活性エネルギー線の照射により硬化させて、形成する。
【００７２】
偏光子への塗工方法に特別な限定はなく、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。また、各塗工方式には各々最適な粘度範囲があるため、溶剤を用いて粘度調整を行うことも有用な技術である。 このための溶剤には、偏光子の光学性能を低下させることなく、エポキシ樹脂組成物を良好に溶解するものが用いられるが、その種類にも特別な限定はない。例えば、トルエンに代表される炭化水素類、酢酸エチルに代表されるエステル類などの有機溶剤が使用できる。
【００７３】
活性エネルギー線の照射に利用される光源も、特に限定されないが、波長４００nm以下に発光分布を有する、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプなどを用いることができる。エポキシ樹脂組成物への光照射強度は、目的とする組成物ごとに決定されるものであって、やはり特に限定されないが、開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が０.１〜１００mW／cm2であることが好ましい。樹脂組成物への光照射強度が０.１mW／cm2未満であると、反応時間が長くなりすぎ、１００mW／cm2 を超えると、ランプから輻射される熱及び組成物の重合時の発熱により、エポキシ樹脂組成物の黄変や偏光子の劣化を生じる可能性がある。組成物への光照射時間は、硬化する組成物ごとに制御されるものであって、やはり特に限定されないが、照射強度と照射時間の積として表される積算光量が１０〜５,０００mJ／cm2となるように設定されることが好ましい。上記エポキシ樹脂組成物への積算光量が１０mJ／cm2 未満であると、開始剤由来の活性種の発生が十分でなく、得られる保護膜の硬化が不十分となる可能性があり、一方でその積算光量が５,０００mJ／cm2を超えると、照射時間が非常に長くなり、生産性向上には不利なものとなる。
【００７４】
熱重合を併用する場合は、一般的に知られた方法で加熱することができ、その条件なども特に限定されないが、通常、エポキシ樹脂組成物に配合された熱カチオン重合開始剤がカチオン種やルイス酸を発生する温度以上で加熱が行われ、通常５０〜２００℃にて実施される。
【００７５】
活性エネルギー線の照射にあたり、また所望により熱重合を併用する場合でも、偏光子の偏光度や透過率など各種性能が低下しない範囲で硬化させることが好ましい。保護膜の厚さは、薄型軽量性、保護機能、取扱い性などの観点から、４０μm 以下であるのが好ましく、さらには２０μm 以下であるのが一層好ましい。偏光子の両面に保護膜を設ける場合、その表裏で異なる組成からなる保護膜を用いることもできる。
【００７６】
本発明において、上記したエポキシ樹脂組成物からなる保護膜を設けた偏光板には、必要に応じてその保護膜の上に、ハードコート層、反射防止層、防眩層などの各種処理を施してもよい。
【００７７】
また偏光板の使用に際しては、本発明の保護膜層を介して偏光機能以外の光学機能を示す光学層を設けた光学部材とすることもできる。光学部材の形成を目的に偏光板に積層する光学層には、例えば、反射層、半透過型反射層、光拡散層、位相差板、集光板、輝度向上フィルムなど、液晶表示装置等の形成に用いられるものがある。前記の反射層、半透過型反射層及び光拡散層は、反射型ないし半透過型や拡散型、それらの両用型の偏光板からなる光学部材を形成する場合に用いられるものである。
【００７８】
反射型の偏光板は、視認側からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置に用いられ、バックライト等の光源を省略できるため、液晶表示装置を薄型化しやすい。また半透過型の偏光板は、明所では反射型として、暗所ではバックライト等の光源を介して表示するタイプの液晶表示装置に用いられる。 反射型偏光板としての光学部材は、例えば、偏光子上の保護膜にアルミニウム等の金属からなる箔や蒸着膜を付設して、反射層を形成することができる。また半透過型の偏光板としての光学部材は、前記の反射層をハーフミラーとしたり、パール顔料等を含有して光透過性を示す反射板を偏光板に接着することで形成できる。一方、拡散型偏光板としての光学部材は、例えば、偏光子上の保護膜にマット処理を行う方法、微粒子含有の樹脂を塗布する方法、微粒子含有のフィルムを接着する方法など、種々の方法を用いて、表面に微細凹凸構造を形成する。
【００７９】
さらに、反射拡散両用の偏光板としての光学部材の形成は、例えば、拡散型偏光板の微細凹凸構造面にその凹凸構造が反映した反射層を設けるなどの方法により行うことができる。微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させ、指向性やギラツキを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子を含有した樹脂層やフィルムは、入射光及びその反射光がその層を透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。表面微細凹凸構造を反映させた反射層は、例えば、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の蒸着や、メッキ等の方法で金属を微細凹凸構造の表面に直接付設することで形成できる。なお、表面微細凹凸構造を形成するために配合する微粒子としては、例えば、平均粒径が０.１〜３０μmのシリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などが利用できる。
【００８０】
他方、上記した光学層としての位相差板は、液晶セルによる位相差の補償等を目的として使用される。その例としては、各種プラスチックの延伸フィルム等からなる複屈折性フィルム、ディスコティック液晶やネマチック液晶が配向固定されたフィルム、フィルム基材上に上記の液晶層が形成されたものなどが挙げられる。この場合、配向液晶層を支持するフィルム基材として、トリアセチルセルロースなどセルロース系フィルムが好ましく用いられる。
【００８１】
複屈折性フィルムを形成するプラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドなどが挙げられる。延伸フィルムは、一軸や二軸等の適宜な方式で処理したものであってよい。また、熱収縮性フィルムとの接着下に収縮力及び／又は延伸力をかけることでフィルムの厚さ方向の屈折率を制御した複屈折性フィルムでもよい。なお、位相差板は、広帯域化など光学特性の制御を目的として、２枚以上のものを組み合わせて使用してもよい。
【００８２】
集光板は、光路制御等を目的に用いられるもので、プリズムアレイシートやレンズアレイシート、あるいはドット付設シートなどとして、形成することができる。
【００８３】
輝度向上フィルムは、液晶表示装置等における輝度の向上を目的として用いられ、その例としては、屈折率の異方性が互いに異なる薄膜フィルムを複数枚積層して反射率に異方性が生じるように設計された反射型偏光分離シート、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持した円偏光分離シートなどが挙げられる。
【００８４】
光学部材は、偏光板と、前述した反射層ないし半透過型反射層、光拡散層、位相差板、集光板、輝度向上フィルム等から使用目的に応じて選択される１層又は２層以上の光学層とを組み合わせ、２層又は３層以上の積層体とすることができる。 その場合、光拡散層や位相差板、集光板や輝度向上フィルム等の光学層は、それぞれ２層以上を配置してもよい。なお、各光学層の配置に特に限定はない。
【００８５】
光学部材を形成する各種光学層は、接着剤を用いて一体化されるが、そのために用いる接着剤は、接着層が良好に形成されるものであれば特に限定はない。接着作業の簡便性や光学歪の発生防止などの観点から、粘着剤（感圧接着剤とも呼ばれる）を使用することが好ましい。粘着剤には、アクリル系重合体や、シリコーン系ポリマー、ポリエステルやポリウレタン、ポリエーテルなどをベースポリマーとしたものを用いることができる。なかでも、アクリル系粘着剤のように、光学的な透明性に優れ、適度な濡れ性や凝集力を保持し、基材との接着性にも優れ、さらには耐候性や耐熱性などを有し、加熱や加湿の条件下で浮きや剥がれ等の剥離問題を生じないものを選択して用いることが好ましい。アクリル系粘着剤においては、メチル基やエチル基やブチル基等の炭素数が２０以下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸のアルキルエステルと、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルなどからなる官能基含有アクリル系モノマーとを、ガラス転移温度が好ましくは２５℃以下、さらに好ましくは０℃以下となるように配合した、重量平均分子量が１０万以上のアクリル系共重合体が、ベースポリマーとして有用である。
【００８６】
偏光板への粘着層の形成は、例えば、トルエンや酢酸エチルなどの有機溶媒に粘着剤組成物を溶解又は分散させて１０〜４０重量％の溶液を調製し、これを偏光板上に直接塗工して粘着剤層を形成する方式や、予めプロテクトフィルム上に粘着剤層を形成しておき、それを偏光板上に移着することで粘着剤層を形成する方式などにより、行うことができる。粘着層の厚さは、その接着力などに応じて決定されるが、通常は１〜５０μm の範囲である。
【００８７】
また、粘着層には必要に応じて、ガラス繊維やガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粉やその他の無機粉末などからなる充填剤、顔料や着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが配合されていてもよい。紫外線吸収剤には、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などがある。
【００８８】
光学部材は、液晶セルの片側又は両側に配置することができる。用いる液晶セルは任意であり、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、スーパーツイステッドネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなど、種々の液晶セルを使用して液晶表示装置を形成することができる。液晶セルの両側に設ける光学部材は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００８９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００９０】
実施例１
ジャパンエポキシレジン（株）製の水素化エポキシ樹脂である商品名“エピコート
YX8000”１０.０ｇ、日本曹達（株）製の光カチオン重合開始剤である商品名“CI5102” ４.０ｇ及び日本曹達（株）製の光増感剤である商品名“CS7001”１.０ｇを、１００mlのディスポカップに量り取り、混合・脱泡した後、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、ポリビニルアルコール−染料系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を日本電池（株）製の紫外線照射装置（紫外線ランプは“HAL400NL”を８０Ｗで使用し、照射距離は５０cmとした）の中にライン速度１.０ｍ／minで１回通過させた。このとき、エポキシ樹脂組成物の硬化性は良好であった。また、偏光子への密着性を JIS K 5400 に記載の碁盤目法で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は１００／１００であり、良好な密着性を示した。さらに、（株）島津製作所製の分光光度計（商品名“UV2200”）を用いて偏光性能を評価したところ、単体透過率 ３８.９％、偏光度９９.９８％であり、硬化反応後も優れた偏光性能を維持していた。
【００９１】
ここで用いた水素化エポキシ樹脂である商品名“エピコート YX8000 ”は、核水添ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルであって、約２０５ｇ／当量のエポキシ当量を有するものである。
【００９２】
実施例２
水素化エポキシ樹脂“エピコート YX8000”７.０ｇ、東亞合成（株）製のオキセタン樹脂である商品名“アロンオキセタン OXT-121”３.０ｇ、光カチオン重合開始剤“CI5102”４.０ｇ、及び光増感剤“CS7001”１.０ｇを、１００mlのディスポカップに量り取り、混合・脱泡した後、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、ポリビニルアルコール−染料系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を、実施例１で用いたのと同じ紫外線照射装置の中にライン速度１.０ｍ／minで１回通過させた。このとき、エポキシ樹脂組成物の硬化性は良好であった。また、偏光子への密着性を JIS K 5400 記載の碁盤目法で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は１００／１００であり、良好な密着性を示した。さらに、実施例１と同様に偏光性能を評価したところ、単体透過率３８.６％、偏光度９９.９６％であり、硬化反応後も優れた偏光性能を維持していた。
【００９３】
ここで用いたオキセタン樹脂“アロンオキセタン OXT-121”は、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシメチル〕ベンゼンを主体とし、ｐ−キシリレングリコール２量体以上のジ（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテルを十数％含有する混合物である。
【００９４】
参考例
ジャパンエポキシレジン（株）製の水素化エポキシ樹脂である商品名“エピコート
YX8034”７.０ｇ、旭電化工業（株）製の脂環式エポキシ樹脂である商品名“アデカオプトマー KRM2199 ”３.０ｇ、及び旭電化工業（株）製のチオラニウム塩系熱カチオン重合開始剤である商品名“アデカオプトン CP77”１.５ｇを、１００mlのディスポカップに量り取り、混合・脱泡した後、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、ポリビニルアルコール−染料系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を１３０℃に加熱した熱風オーブン中で１０分間放置した。このとき、エポキシ樹脂組成物の硬化性は良好であった。また、偏光子への密着性を JIS K 5400 に記載の碁盤目試験で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は１００／１００であり、良好な密着性を示した。さらに、実施例１と同様に偏光性能を評価したところ、単体透過率３７.１％、偏光度９９.９７％であり、硬化反応後も優れた偏光性能を維持していた。
【００９５】
ここで用いた水素化エポキシ樹脂“エピコート YX8034 ”は、核水添ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルであって、約２９０ｇ／当量のエポキシ当量を有するものである。
【００９６】
比較例１
ジェイエスアール(株)製の環状ポリオレフィン樹脂である商品名“アートン”の３０重量％トルエン溶液を調製し、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、この溶液をポリビニルアルコール−ヨウ素系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を１００℃に加熱した熱風オーブン中で１０分間乾燥した。乾燥後、偏光子への密着性を JIS K 5400 記載の碁盤目法で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は０／１００であり、偏光子に全く密着しなかった。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、偏光子と保護膜との良好な密着性を保ちつつ、耐久性能を有し、薄型軽量性に優れる偏光板を容易に得ることができる。この結果、装置組立時の加熱処理や装置使用時の環境条件に十分耐えうる薄型軽量の偏光板や光学部材を得ることができ、それを用いて信頼性に優れるモバイル用途の液晶表示装置を形成することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型軽量性に優れ、モバイル用途の液晶表示装置などの形成に好適に用いられる偏光板、及びその製造方法に関するものである。本発明はまた、この偏光板を用いた光学部材及び液晶表示装置にも関係している。
【０００２】
【従来の技術】
偏光板は、液晶表示装置における偏光の供給素子として、また偏光の検出素子として、広く用いられている。かかる偏光板として従来より、ポリビニルアルコールからなる偏光子にトリアセチルセルロースからなる保護膜を接着したものが使用されているが、近年、液晶表示装置のノート型パーソナルコンピュータや携帯電話などモバイル機器への展開に伴い、薄型軽量化が求められている。また、携帯化により使用場所が限定されないため、同時に耐久性の向上も求められている。
【０００３】
しかしながら、これまでのトリアセチルセルロースよりなる保護膜を偏光子に接着する方法では、作業時の取扱い性や耐久性能の観点から、保護膜を２０μm 以下とすることが困難であった。このような問題点を解決するために、例えば、特開 2000-199819号公報には、親水性高分子からなる偏光子の少なくとも片面にその偏光子を溶解しない溶剤による環状ポリオレフィン溶液などを塗工し、乾燥させることで、薄くて耐久性の良好な保護膜を形成する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１９９８１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、薄型軽量化と耐久性能とを同時に満足する偏光板、及び信頼性に優れるモバイル用途の液晶表示装置を形成しうる光学部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明によれば、偏光子の少なくとも片面に、芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有する組成物が活性エネルギー線の照射によるカチオン重合で硬化した保護膜を有してなる偏光板が提供される。この偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有する未硬化のエポキシ樹脂組成物を塗工した後、活性エネルギー線を照射してその組成物を硬化させ、保護膜を形成する方法により製造することができる。また本発明によれば、上記の偏光板と他の光学機能を示す光学層との積層体からなる光学部材が提供され、さらには、その光学部材が液晶セルの片側又は両側に配置されてなる液晶表示装置も提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。偏光子としては一般に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向されたものが用いられる。偏光子を構成する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り得られる。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や、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが例示される。酢酸ビニルと共重合される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などが挙げられる。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％、好ましくは９８〜１００モル％の範囲である。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに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なども使用し得る。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１,０００〜１０,０００の範囲、好ましくは １,５００〜１０,０００の範囲である。
【０００８】
偏光板は、このような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に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、ホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程、及びこれらの工程が施されて二色性色素が吸着配向された一軸延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに保護膜を形成する工程を経て製造される。一軸延伸は、二色性色素による染色の前に行ってもよいし、二色性色素による染色と同時に行ってもよいし、二色性色素による染色の後に行ってもよい。一軸延伸を二色性色素による染色後に行う場合には、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。一軸延伸するには、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、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤で膨潤し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４〜８倍程度である。
【０００９】
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には、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、二色性色素を含有する水溶液に浸漬すればよい。二色性色素として、具体的にはヨウ素又は二色性染料が用いられる。
【００１０】
二色性色素としてヨウ素を用いる場合、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重量部あたり０.０１〜０.５重量部程度であり、またヨウ化カリウムの含有量は、水１００重量部あたり ０.５〜１０重量部程度である。この水溶液の温度は、通常２０〜４０℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間は、通常３０〜３００秒程度である。
【００１１】
一方、二色性色素として二色性染料を用いる場合、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染料の含有量は通常、水１００重量部あたり１×１０-3〜１×１０-2重量部程度である。この水溶液は、硫酸ナトリウムなどの無機塩を含有していてもよい。この場合の染色温度（染料水溶液の温度）は、通常２０〜８０℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間は、通常３０〜３００秒程度である。
【００１２】
二色性色素による染色後のホウ酸処理は、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ことにより行われる。ホウ酸水溶液におけるホウ酸の含有量は通常、水１００重量部あたり２〜１５重量部程度、好ましくは５〜１２重量部程度である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、このホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有するのが好ましい。ホウ酸水溶液におけるヨウ化カリウムの含有量は通常、水１００重量部あたり２〜２０重量部程度、好ましくは５〜１５重量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常１００〜１,２００秒程度、 好ましくは１５０〜６００秒程度、さらに好ましくは２００〜４００秒程度である。 ホウ酸水溶液の温度は、通常５０℃以上であり、好ましくは５０〜８５℃である。
【００１３】
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ことにより行われる。水洗処理における水の温度は５〜４０℃程度であり、浸漬時間は２〜１２０秒程度である。水洗後は乾燥処理を施して、偏光子が得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行われる。乾燥温度は、通常４０〜１００℃である。乾燥処理の時間は、通常１２０〜６００秒程度である。
【００１４】
かくして、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光子を作製することができる。この偏光子の少なくとも片面に保護膜を形成して、偏光板とするのであるが、この際本発明では、透明性、接着性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性等に優れるエポキシ樹脂を主成分とする樹脂組成物が塗工され、次いでこの組成物を硬化させることで、保護膜が形成される。この方法による場合、保護膜の形成時に熱や活性エネルギー線による影響を受けにくいことから、偏光子としては染料系のもの、すなわち、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性染料が吸着配向された偏光子が好ましく用いられる。ただもちろん、ヨウ素系の偏光子に対しても、本発明は同様に適用できる。また、エポキシ樹脂とは、分子中に平均２個以上のエポキシ基を有し、反応により硬化する化合物又はポリマーをいう。この分野での慣例に従い、本明細書では、硬化性のエポキシ基を分子内に２個以上有するものであれば、モノマーであってもエポキシ樹脂と呼ぶこととする。
【００１５】
まず、エポキシ樹脂組成物について説明する。本発明では、耐候性や屈折率、カチオン重合性などの観点から、分子内に芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分として用いる。このような分子内に芳香環を含まないエポキシ樹脂として、水素化エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などが例示できる。
【００１６】
水素化エポキシ樹脂について説明すると、これは、芳香族エポキシ樹脂を触媒の存在下、加圧下で選択的に水素化反応を行うことにより得られる。芳香族エポキシ樹脂しては、例えば、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ビスフェールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳのジグリシジルエーテルのようなビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ヒドロキシベンズアルデヒドフェノールノボラックエポキシ樹脂のようなノボラック型のエポキシ樹脂；テトラヒドロキシフェニルメタンのグリシジルエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのグリシジルエーテル、エポキシ化ポリビニルフェノールのような多官能型のエポキシ樹脂などが挙げられる。なかでも、水素化したビスフェノールＡのグリシジルエーテルを用いることが好ましい。
【００１７】
次に脂環式エポキシ樹脂について説明すると、これは、次式に示す如き、脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に少なくとも１個有する化合物である。
【００１８】
式中、ｍは２〜５の整数を表す。
【００２０】
この式における (ＣＨ2)m 中の水素原子を１個又は複数個取り除いた形の基が他の化学構造に結合した化合物が、脂環式エポキシ樹脂となりうる。また、脂環式環を形成する水素がメチル基やエチル基のような直鎖状アルキル基で適宜置換されていてもよい。なかでも、オキサビシクロヘキサン環（上式においてｍ＝３のもの）や、オキサビシクロヘプタン環（上式においてｍ＝４のもの）を有する化合物を用いることが好ましい。以下に、脂環式エポキシ樹脂の構造を具体的に例示するが、これらの化合物に限定されるものではない。
【００２１】
（１）下式（Ｉ）に相当するエポキシシクロヘキシルメチル エポキシシクロヘキサンカルボキシレート類：
【００２２】
式中、Ｒ1 及びＲ2 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００２４】
（２）下式（II）に相当するアルカンジオールのエポキシシクロヘキサンカルボキシレート類：
【００２５】
式中、Ｒ3 及びＲ4 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｎは２〜２０の整数を表す。
【００２７】
（３）下式(III) に相当するジカルボン酸のエポキシシクロヘキシルメチルエステル類：
【００２８】
式中、Ｒ5 及びＲ6 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｐは２〜２０の整数を表す。
【００３０】
（４）下式（IV）に相当するポリエチレングリコールのエポキシシクロヘキシルメチルエーテル類：
【００３１】
式中、Ｒ7 及びＲ8 は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｑは２〜１０の整数を表す。
【００３３】
（５）下式（Ｖ）に相当するアルカンジオールのエポキシシクロヘキシルメチルエーテル類：
【００３４】
式中、Ｒ9 及びＲ10は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、ｒは２〜２０の整数を表す。
【００３６】
（６）下式（VI）に相当するジエポキシトリスピロ化合物：
【００３７】
式中、Ｒ11及びＲ12は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００３９】
（７）下式(VII) に相当するジエポキシモノスピロ化合物：
【００４０】
式中、Ｒ13及びＲ14は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００４２】
（８）下式（VIII）に相当するビニルシクロヘキセンジエポキシド類：
【００４３】
式中、Ｒ15は水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００４５】
（９）下式（IX）に相当するエポキシシクロペンチルエーテル類：
【００４６】
式中、Ｒ16及びＲ17は互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００４８】
（10）下式（Ｘ）に相当するジエポキシトリシクロデカン類：
【００４９】
式中、Ｒ18は水素原子又は炭素数１〜５の直鎖状アルキル基を表す。
【００５１】
これらのなかでも好適な脂環式エポキシ樹脂として、次のようなものを挙げることができる。
７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸と（７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとのエステル化物〔式（Ｉ）において、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｈの化合物〕、
４−メチル−７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸と（４−メチル−７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとのエステル化物〔式（Ｉ）において、Ｒ1＝４−ＣＨ3、Ｒ2＝４−ＣＨ3の化合物〕、
７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸と１，２−エタンジオールとのエステル化物〔式（II）において、Ｒ3＝Ｒ4＝Ｈ、ｎ＝２の化合物〕、
（７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとアジピン酸とのエステル化物〔式(III) において、Ｒ5＝Ｒ6＝Ｈ、ｐ＝４の化合物〕、
（４−メチル−７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールとアジピン酸とのエステル化物〔式(III) において、Ｒ5＝４−ＣＨ3、Ｒ6＝４−ＣＨ3、ｐ＝４の化合物〕、
（７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イル）メタノールと１，２−エタンジオールとのエーテル化物〔式（Ｖ）において、 Ｒ9＝Ｒ10＝Ｈ、ｒ＝２の化合物〕。
【００５２】
次に脂肪族エポキシ樹脂について説明すると、脂肪族エポキシ樹脂には、脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテルがある。これらの例としては、１，４−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル、エチレングリコールやプロピレングリコール、グリセリンのような脂肪族多価アルコールに１種又は２種以上のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド）を付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００５３】
ここに例示したエポキシ樹脂は、それぞれ単独で使用してもよいし、また複数のエポキシ樹脂を混合して使用してもよい。
【００５４】
本発明で使用するエポキシ樹脂のエポキシ当量は、通常 ３０〜３,０００ｇ／当量であり、好ましくは ５０〜１,５００ｇ／当量である。エポキシ当量が３０ｇ／当量を下回ると、硬化後の保護膜の可撓性が低下したり、接着強度が低下したりする可能性がある。一方、３,０００ｇ／当量を超えると、他の成分との相溶性が低下する可能性がある。
【００５５】
本発明においては、反応性の観点から、エポキシ樹脂の硬化反応としてカチオン重合が用いられる。そのためエポキシ樹脂組成物には、カチオン重合開始剤が配合される。カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線等の活性エネルギー線の照射若しくは加熱によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、エポキシ基の重合反応を開始する。いずれのタイプのカチオン重合開始剤であっても、潜在性が付与されていることが、作業性の観点から好ましい。本発明では、活性エネルギー線の照射によりエポキシ樹脂組成物をカチオン重合硬化させることから、カチオン重合開始剤として少なくとも光カチオン重合開始剤を用いる。また、光カチオン重合と熱カチオン重合を併用することも、有用な技術である。
【００５６】
以下、光カチオン重合開始剤について説明する。光カチオン重合開始剤を使用すると、常温での保護膜の形成が可能となり、偏光子の耐熱性あるいは膨張による歪を考慮する必要が減少し、保護膜を良好に接着することができる。また、光カチオン重合開始剤は光で触媒的に作用するため、エポキシ樹脂に混合しても保存安定性や作業性に優れる。活性エネルギー線の照射によりカチオン種やルイス酸を生じる化合物として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩、鉄−アレン錯体などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００５７】
芳香族ジアゾニウム塩としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロボレートなど。
【００５８】
芳香族ヨードニウム塩としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
ジフェニルヨードニウム テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ジ（４−ノニルフェニル）ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェートなど。
【００５９】
芳香族スルホニウム塩としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウム テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、
４，４′−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
４，４′−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロアンチモネート、
４，４′−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
７−〔ジ（ｐ−トルイル）スルホニオ〕−２−イソプロピルチオキサントン ヘキサフルオロアンチモネート、
７−〔ジ（ｐ−トルイル）スルホニオ〕−２−イソプロピルチオキサントン テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、
４−フェニルカルボニル−４′−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロホスフェート、
４−（ｐ−tert−ブチルフェニルカルボニル）−４′−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロアンチモネート、
４−（ｐ−tert−ブチルフェニルカルボニル）−４′−ジ（ｐ−トルイル）スルホニオ−ジフェニルスルフィド テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートなど。
【００６０】
鉄−アレン錯体としては、例えば、次のような化合物が挙げられる。
キシレン−シクロペンタジエニル鉄（II）ヘキサフルオロアンチモネート、
クメン−シクロペンタジエニル鉄（II）ヘキサフルオロホスフェート、
キシレン−シクロペンタジエニル鉄（II）−トリス（トリフルオロメチルスルホニル）メタナイドなど。
【００６１】
これらの光カチオン重合開始剤は、それぞれ単独で使用してもよいし、あるいは２種以上を混合して使用してもよい。これらのなかでも特に芳香族スルホニウム塩は、３００nm以上の波長領域でも紫外線吸収特性を有することから、硬化性に優れ、良好な機械強度や接着強度を有する硬化物を与えることができるため、好ましく用いられる。
【００６２】
これらの開始剤は、市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、それぞれ商品名で、“カヤラッド PCI-220”、“カヤラッド PCI-620”（以上、日本化薬（株）製）、“UVI-6990”（ユニオンカーバイド社製）、“アデカオプトマー SP-150”、“アデカオプトマー SP-170”（以上、旭電化工業（株）製）、“CI-5102”、“CIT-1370”、“CIT-1682”、“CIP-1866S”、“CIP-2048S”、“CIP-2064S”（以上、日本曹達（株）製）、
“DPI-101”、“DPI-102”、“DPI-103”、“DPI-105”、“MPI-103”、“MPI-105”、
“BBI-101”、“BBI-102”、“BBI-103”、“BBI-105”、“TPS-101”、“TPS-102”、
“TPS-103”、“TPS-105”、“MDS-103”、“MDS-105”、“DTS-102”、“DTS-103”（以上、みどり化学（株）製）、“PI-2074”（ローディア社製）などを挙げることができる。特に、日本曹達（株）製の“CI-5102 ”は、好ましい開始剤の一つである。
【００６３】
光カチオン重合開始剤の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、通常 ０.５〜２０重量部であり、好ましくは１重量部以上、また好ましくは１５重量部以下である。その量がエポキシ樹脂１００重量部に対して ０.５重量部を下回ると硬化が不十分になり、機械強度や接着強度が低下する。また、その量が２０重量部を越えると、硬化物中のイオン性物質が増加することで硬化物の吸湿性が高くなり、耐久性能が低下する可能性があるので、好ましくない。
【００６４】
さらに、必要に応じて光増感剤を併用することができる。光増感剤を使用することで、反応性が向上し、硬化物の機械強度や接着強度を向上させることができる。光増感剤としては例えば、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過硫化物、レドックス系化合物、アゾ及びジアゾ化合物、ハロゲン化合物、光還元性色素などが挙げられる。具体的な光増感剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノンのようなベンゾイン誘導体；ベンゾフェノン、２，４−ジクロロベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４′−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンのようなベンゾフェノン誘導体；２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントンのようなチオキサントン誘導体；２−クロロアントラキノン、２−メチルアントラキノンのようなアントラキノン誘導体；Ｎ−メチルアクリドン、Ｎ−ブチルアクリドンのようなアクリドン誘導体；その他、α，α−ジエトキシアセトフェノン、ベンジル、フルオレノン、キサントン、ウラニル化合物、ハロゲン化合物などが挙げられが、これらに限定されるものではない。また、これらはそれぞれ単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。光増感剤は、光カチオン重合性エポキシ樹脂組成物を１００重量部とした場合に、 ０.１〜２０重量部の範囲で含有するのが好ましい。
【００６５】
次に、熱カチオン重合開始剤について説明する。加熱によりカチオン種又はルイス酸を発生する化合物として、ベンジルスルホニウム塩、チオフェニウム塩、チオラニウム塩、ベンジルアンモニウム、ピリジニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミドなどを挙げることができる。これらの開始剤は、市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、いずれも商品名で、“アデカオプトン CP77 ”及び“アデカオプトン CP66 ”（以上、旭電化工業（株）製）、“CI-2639”及び“CI-2624”（以上、日本曹達（株）製）、“サンエイド SI-60L”、“サンエイド SI-80L”及び“サンエイド SI-100L”（以上、三新化学工業（株）製）などが挙げられる。
【００６６】
前述のとおり、以上説明した光カチオン重合と熱カチオン重合を併用することも、有用な技術である。
【００６７】
本発明で保護膜を形成するためのエポキシ樹脂組成物は、さらにオキセタン類やポリオール類など、カチオン重合を促進する化合物を含有してもよい。
【００６８】
オキセタン類は、分子内に４員環エーテルを有する化合物であり、例えば、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシメチル〕ベンゼン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、ジ〔（３−エチル−３−オキセタニル）メチル〕エーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、フェノールノボラックオキセタンなどが挙げられる。これらのオキセタン化合物は市販品を容易に入手することが可能であり、例えば、いずれも商品名で、“アロンオキセタン OXT-101”、“アロンオキセタン OXT-121”、“アロンオキセタン OXT-211”、“アロンオキセタン OXT-221”、“アロンオキセタン OXT-212”（以上、東亞合成（株）製）などを挙げることができる。また、これらのオキセタン環含有化合物は、エポキシ樹脂組成物中で、通常５〜９５重量％、好ましくは３０〜７０重量％の割合で使用される。
【００６９】
ポリオール類としては、フェノール性水酸基以外の酸性基が存在しないものが好ましく、例えば、水酸基以外の官能基を有しないポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物、フェノール性水酸基を有するポリオール化合物、ポリカーボネートポリオールなどを挙げることができる。これらのポリオール類の分子量は、通常４８以上、好ましくは６２以上、さらに好ましくは１００以上、また好ましくは １,０００以下である。 これらポリオール類の配合量は、エポキシ樹脂組成物中で、通常５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下である。
【００７０】
さらに、本発明の効果を損なわない限り、エポキシ樹脂組成物にはその他の添加剤、例えば、イオントラップ剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、増感剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤などを配合することができる。イオントラップ剤には、例えば、粉末状のビスマス系、アンチモン系、マグネシウム系、アルミニウム系、カルシウム系、チタン系及びこれらの混合系などの無機化合物が包含され、酸化防止剤には、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤などが包含される。
【００７１】
本発明の保護膜は、未硬化のエポキシ樹脂組成物を偏光子の少なくとも片面に塗工した後、その塗工層を可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線等の活性エネルギー線の照射により硬化させて、形成する。
【００７２】
偏光子への塗工方法に特別な限定はなく、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。また、各塗工方式には各々最適な粘度範囲があるため、溶剤を用いて粘度調整を行うことも有用な技術である。 このための溶剤には、偏光子の光学性能を低下させることなく、エポキシ樹脂組成物を良好に溶解するものが用いられるが、その種類にも特別な限定はない。例えば、トルエンに代表される炭化水素類、酢酸エチルに代表されるエステル類などの有機溶剤が使用できる。
【００７３】
活性エネルギー線の照射に利用される光源も、特に限定されないが、波長４００nm以下に発光分布を有する、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプなどを用いることができる。エポキシ樹脂組成物への光照射強度は、目的とする組成物ごとに決定されるものであって、やはり特に限定されないが、開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が０.１〜１００mW／cm2であることが好ましい。樹脂組成物への光照射強度が０.１mW／cm2未満であると、反応時間が長くなりすぎ、１００mW／cm2 を超えると、ランプから輻射される熱及び組成物の重合時の発熱により、エポキシ樹脂組成物の黄変や偏光子の劣化を生じる可能性がある。組成物への光照射時間は、硬化する組成物ごとに制御されるものであって、やはり特に限定されないが、照射強度と照射時間の積として表される積算光量が１０〜５,０００mJ／cm2となるように設定されることが好ましい。上記エポキシ樹脂組成物への積算光量が１０mJ／cm2 未満であると、開始剤由来の活性種の発生が十分でなく、得られる保護膜の硬化が不十分となる可能性があり、一方でその積算光量が５,０００mJ／cm2を超えると、照射時間が非常に長くなり、生産性向上には不利なものとなる。
【００７４】
熱重合を併用する場合は、一般的に知られた方法で加熱することができ、その条件なども特に限定されないが、通常、エポキシ樹脂組成物に配合された熱カチオン重合開始剤がカチオン種やルイス酸を発生する温度以上で加熱が行われ、通常５０〜２００℃にて実施される。
【００７５】
活性エネルギー線の照射にあたり、また所望により熱重合を併用する場合でも、偏光子の偏光度や透過率など各種性能が低下しない範囲で硬化させることが好ましい。保護膜の厚さは、薄型軽量性、保護機能、取扱い性などの観点から、４０μm 以下であるのが好ましく、さらには２０μm 以下であるのが一層好ましい。偏光子の両面に保護膜を設ける場合、その表裏で異なる組成からなる保護膜を用いることもできる。
【００７６】
本発明において、上記したエポキシ樹脂組成物からなる保護膜を設けた偏光板には、必要に応じてその保護膜の上に、ハードコート層、反射防止層、防眩層などの各種処理を施してもよい。
【００７７】
また偏光板の使用に際しては、本発明の保護膜層を介して偏光機能以外の光学機能を示す光学層を設けた光学部材とすることもできる。光学部材の形成を目的に偏光板に積層する光学層には、例えば、反射層、半透過型反射層、光拡散層、位相差板、集光板、輝度向上フィルムなど、液晶表示装置等の形成に用いられるものがある。前記の反射層、半透過型反射層及び光拡散層は、反射型ないし半透過型や拡散型、それらの両用型の偏光板からなる光学部材を形成する場合に用いられるものである。
【００７８】
反射型の偏光板は、視認側からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置に用いられ、バックライト等の光源を省略できるため、液晶表示装置を薄型化しやすい。また半透過型の偏光板は、明所では反射型として、暗所ではバックライト等の光源を介して表示するタイプの液晶表示装置に用いられる。 反射型偏光板としての光学部材は、例えば、偏光子上の保護膜にアルミニウム等の金属からなる箔や蒸着膜を付設して、反射層を形成することができる。また半透過型の偏光板としての光学部材は、前記の反射層をハーフミラーとしたり、パール顔料等を含有して光透過性を示す反射板を偏光板に接着することで形成できる。一方、拡散型偏光板としての光学部材は、例えば、偏光子上の保護膜にマット処理を行う方法、微粒子含有の樹脂を塗布する方法、微粒子含有のフィルムを接着する方法など、種々の方法を用いて、表面に微細凹凸構造を形成する。
【００７９】
さらに、反射拡散両用の偏光板としての光学部材の形成は、例えば、拡散型偏光板の微細凹凸構造面にその凹凸構造が反映した反射層を設けるなどの方法により行うことができる。微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させ、指向性やギラツキを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子を含有した樹脂層やフィルムは、入射光及びその反射光がその層を透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。表面微細凹凸構造を反映させた反射層は、例えば、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の蒸着や、メッキ等の方法で金属を微細凹凸構造の表面に直接付設することで形成できる。なお、表面微細凹凸構造を形成するために配合する微粒子としては、例えば、平均粒径が０.１〜３０μmのシリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などが利用できる。
【００８０】
他方、上記した光学層としての位相差板は、液晶セルによる位相差の補償等を目的として使用される。その例としては、各種プラスチックの延伸フィルム等からなる複屈折性フィルム、ディスコティック液晶やネマチック液晶が配向固定されたフィルム、フィルム基材上に上記の液晶層が形成されたものなどが挙げられる。この場合、配向液晶層を支持するフィルム基材として、トリアセチルセルロースなどセルロース系フィルムが好ましく用いられる。
【００８１】
複屈折性フィルムを形成するプラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドなどが挙げられる。延伸フィルムは、一軸や二軸等の適宜な方式で処理したものであってよい。また、熱収縮性フィルムとの接着下に収縮力及び／又は延伸力をかけることでフィルムの厚さ方向の屈折率を制御した複屈折性フィルムでもよい。なお、位相差板は、広帯域化など光学特性の制御を目的として、２枚以上のものを組み合わせて使用してもよい。
【００８２】
集光板は、光路制御等を目的に用いられるもので、プリズムアレイシートやレンズアレイシート、あるいはドット付設シートなどとして、形成することができる。
【００８３】
輝度向上フィルムは、液晶表示装置等における輝度の向上を目的として用いられ、その例としては、屈折率の異方性が互いに異なる薄膜フィルムを複数枚積層して反射率に異方性が生じるように設計された反射型偏光分離シート、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持した円偏光分離シートなどが挙げられる。
【００８４】
光学部材は、偏光板と、前述した反射層ないし半透過型反射層、光拡散層、位相差板、集光板、輝度向上フィルム等から使用目的に応じて選択される１層又は２層以上の光学層とを組み合わせ、２層又は３層以上の積層体とすることができる。 その場合、光拡散層や位相差板、集光板や輝度向上フィルム等の光学層は、それぞれ２層以上を配置してもよい。なお、各光学層の配置に特に限定はない。
【００８５】
光学部材を形成する各種光学層は、接着剤を用いて一体化されるが、そのために用いる接着剤は、接着層が良好に形成されるものであれば特に限定はない。接着作業の簡便性や光学歪の発生防止などの観点から、粘着剤（感圧接着剤とも呼ばれる）を使用することが好ましい。粘着剤には、アクリル系重合体や、シリコーン系ポリマー、ポリエステルやポリウレタン、ポリエーテルなどをベースポリマーとしたものを用いることができる。なかでも、アクリル系粘着剤のように、光学的な透明性に優れ、適度な濡れ性や凝集力を保持し、基材との接着性にも優れ、さらには耐候性や耐熱性などを有し、加熱や加湿の条件下で浮きや剥がれ等の剥離問題を生じないものを選択して用いることが好ましい。アクリル系粘着剤においては、メチル基やエチル基やブチル基等の炭素数が２０以下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸のアルキルエステルと、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルなどからなる官能基含有アクリル系モノマーとを、ガラス転移温度が好ましくは２５℃以下、さらに好ましくは０℃以下となるように配合した、重量平均分子量が１０万以上のアクリル系共重合体が、ベースポリマーとして有用である。
【００８６】
偏光板への粘着層の形成は、例えば、トルエンや酢酸エチルなどの有機溶媒に粘着剤組成物を溶解又は分散させて１０〜４０重量％の溶液を調製し、これを偏光板上に直接塗工して粘着剤層を形成する方式や、予めプロテクトフィルム上に粘着剤層を形成しておき、それを偏光板上に移着することで粘着剤層を形成する方式などにより、行うことができる。粘着層の厚さは、その接着力などに応じて決定されるが、通常は１〜５０μm の範囲である。
【００８７】
また、粘着層には必要に応じて、ガラス繊維やガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粉やその他の無機粉末などからなる充填剤、顔料や着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが配合されていてもよい。紫外線吸収剤には、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物などがある。
【００８８】
光学部材は、液晶セルの片側又は両側に配置することができる。用いる液晶セルは任意であり、例えば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、スーパーツイステッドネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなど、種々の液晶セルを使用して液晶表示装置を形成することができる。液晶セルの両側に設ける光学部材は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００８９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００９０】
実施例１
ジャパンエポキシレジン（株）製の水素化エポキシ樹脂である商品名“エピコート
YX8000”１０.０ｇ、日本曹達（株）製の光カチオン重合開始剤である商品名“CI5102” ４.０ｇ及び日本曹達（株）製の光増感剤である商品名“CS7001”１.０ｇを、１００mlのディスポカップに量り取り、混合・脱泡した後、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、ポリビニルアルコール−染料系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を日本電池（株）製の紫外線照射装置（紫外線ランプは“HAL400NL”を８０Ｗで使用し、照射距離は５０cmとした）の中にライン速度１.０ｍ／minで１回通過させた。このとき、エポキシ樹脂組成物の硬化性は良好であった。また、偏光子への密着性を JIS K 5400 に記載の碁盤目法で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は１００／１００であり、良好な密着性を示した。さらに、（株）島津製作所製の分光光度計（商品名“UV2200”）を用いて偏光性能を評価したところ、単体透過率 ３８.９％、偏光度９９.９８％であり、硬化反応後も優れた偏光性能を維持していた。
【００９１】
ここで用いた水素化エポキシ樹脂である商品名“エピコート YX8000 ”は、核水添ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルであって、約２０５ｇ／当量のエポキシ当量を有するものである。
【００９２】
実施例２
水素化エポキシ樹脂“エピコート YX8000”７.０ｇ、東亞合成（株）製のオキセタン樹脂である商品名“アロンオキセタン OXT-121”３.０ｇ、光カチオン重合開始剤“CI5102”４.０ｇ、及び光増感剤“CS7001”１.０ｇを、１００mlのディスポカップに量り取り、混合・脱泡した後、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、ポリビニルアルコール−染料系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を、実施例１で用いたのと同じ紫外線照射装置の中にライン速度１.０ｍ／minで１回通過させた。このとき、エポキシ樹脂組成物の硬化性は良好であった。また、偏光子への密着性を JIS K 5400 記載の碁盤目法で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は１００／１００であり、良好な密着性を示した。さらに、実施例１と同様に偏光性能を評価したところ、単体透過率３８.６％、偏光度９９.９６％であり、硬化反応後も優れた偏光性能を維持していた。
【００９３】
ここで用いたオキセタン樹脂“アロンオキセタン OXT-121”は、１，４−ビス〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシメチル〕ベンゼンを主体とし、ｐ−キシリレングリコール２量体以上のジ（３−エチル−３−オキセタニルメチル）エーテルを十数％含有する混合物である。
【００９４】
参考例
ジャパンエポキシレジン（株）製の水素化エポキシ樹脂である商品名“エピコート
YX8034”７.０ｇ、旭電化工業（株）製の脂環式エポキシ樹脂である商品名“アデカオプトマー KRM2199 ”３.０ｇ、及び旭電化工業（株）製のチオラニウム塩系熱カチオン重合開始剤である商品名“アデカオプトン CP77”１.５ｇを、１００mlのディスポカップに量り取り、混合・脱泡した後、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、ポリビニルアルコール−染料系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を１３０℃に加熱した熱風オーブン中で１０分間放置した。このとき、エポキシ樹脂組成物の硬化性は良好であった。また、偏光子への密着性を JIS K 5400 に記載の碁盤目試験で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は１００／１００であり、良好な密着性を示した。さらに、実施例１と同様に偏光性能を評価したところ、単体透過率３７.１％、偏光度９９.９７％であり、硬化反応後も優れた偏光性能を維持していた。
【００９５】
ここで用いた水素化エポキシ樹脂“エピコート YX8034 ”は、核水添ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルであって、約２９０ｇ／当量のエポキシ当量を有するものである。
【００９６】
比較例１
ジェイエスアール(株)製の環状ポリオレフィン樹脂である商品名“アートン”の３０重量％トルエン溶液を調製し、１００μm のクリアランスを有するアプリケータを用いて、この溶液をポリビニルアルコール−ヨウ素系偏光子の表面に塗工した。塗工後、この偏光子を１００℃に加熱した熱風オーブン中で１０分間乾燥した。乾燥後、偏光子への密着性を JIS K 5400 記載の碁盤目法で評価したところ、形成した碁盤目の数に対する非剥離碁盤目数は０／１００であり、偏光子に全く密着しなかった。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、偏光子と保護膜との良好な密着性を保ちつつ、耐久性能を有し、薄型軽量性に優れる偏光板を容易に得ることができる。この結果、装置組立時の加熱処理や装置使用時の環境条件に十分耐えうる薄型軽量の偏光板や光学部材を得ることができ、それを用いて信頼性に優れるモバイル用途の液晶表示装置を形成することができる。
Claims (8)
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光子の少なくとも片面に、芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有する組成物が活性エネルギー線の照射によるカチオン重合で硬化した保護膜を有してなることを特徴とする偏光板。
- 偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素が吸着配向されたものである請求項１記載の偏光板。
- 偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性染料が吸着配向されたものである請求項１記載の偏光板。
- エポキシ樹脂は、そのエポキシ当量が ５０〜１,５００ｇ／当量の範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板。
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素が吸着配向された偏光子の少なくとも片面に、芳香環を含まないエポキシ樹脂を主成分とし、光カチオン重合開始剤を含有する未硬化のエポキシ樹脂組成物を塗工した後、活性エネルギー線を照射して該組成物を硬化させ、保護膜を形成することを特徴とする偏光板の製造方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板と他の光学機能を示す光学層との積層体からなることを特徴とする光学部材。
- 光学層が位相差板である請求項６記載の光学部材。
- 請求項６又は７に記載の光学部材が、液晶セルの片側又は両側に配置されてなることを特徴とする液晶表示装置。
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