JP4307029B2 - 偏光板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、眼鏡等をはじめとする光学素子には、偏光板が用いられているが、このような用途に用いられている偏光板としては、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色した偏光子の両面に、その強度及び耐水性や耐湿性等を向上させるために、保護膜を接着剤で貼り合わせたものが一般的である。
【０００３】
このような偏光板における保護膜としては、光学的透明性に優れた酢酸セルロース系樹脂フィルム（ＴＡＣフィルム）が用いられており、また接着剤としては、偏光子及び保護膜が共に親水性であることを考慮して、親水性のものが用いられている。
【０００４】
ところで、上述したような偏光子では、発色しているポリヨウ素イオン（Ｉ3 -、Ｉ5 -等）がポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸の結果として偏光能を発揮しているため、偏光子に湿気（水蒸気）が供給されるとポリヨウ素が分解してヨウ素イオン（Ｉ-）となり、ポリヨウ素イオンによる発色は減じる。この現象は、高温環境下では更に顕著となる。その結果、偏光子の光透過率が増大し、偏光子の偏光能は失われて行くと考えられている。従って、偏光板の保護膜に対しては、外部の湿気等の影響から偏光子を保護することが求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の偏光板において使用しているＴＡＣフィルム及び接着剤も親水性である点を考慮すると、ＴＡＣフィルムが外部の湿気の影響から偏光子を保護するために、その厚さを８０μｍ程度以上の厚みにすることが行われていた。このため、従来の偏光板では、近年の光学表示素子用の偏光板の保護膜に要求されている薄膜化（例えば、保護膜の厚さを４０μｍ以下に薄膜化）という要請に対しては対応ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の従来の課題を解決しようとするものであり、偏光板の保護膜を薄膜化した場合であっても、外部の湿気等の影響から偏光子を保護できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のエネルギー線重合性化合物を含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第一のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準で４０重量％以上含有する偏光板である。
請求項３記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、トリメチロールプロパン基を有する第二のエネルギー線重合性化合物を含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第二のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準で６０重量％以上含有する偏光板である。
請求項５記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、ペンタエリスリトール基を有する第三のエネルギー線重合性化合物を含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、ポリエステル（メタ）アクリレートからなる第４のエネルギー線重合性化合物を含有する偏光板である。
請求項７記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のエネルギー線重合性化合物と、ビスフェノール基を有する第五のエネルギー線重合性化合物とを含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第一のエネルギー線重合性化合物と、前記第五のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準でそれぞれ５０重量％含有する偏光板である。
請求項９記載の発明は、請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の偏光板であって、前記第五のエネルギー線重合性化合物はビスフェノール基としてビスフェノールＡ型基を有する偏光板である。
請求項１０記載の発明は、請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の偏光板であって、前記第五のエネルギー線重合性化合物はビスフェノール基としてビスフェノールＦ型基を有する偏光板である。
請求項１１記載の発明は液晶表示素子であって、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の偏光板が、液晶パネルの少なくとも片面に設けられた液晶表示素子である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に保護膜が形成されたものである。ここで、保護膜は、第一〜第三のエネルギー線重合性化合物のうちいずれか１種類を有するエネルギー線硬化性組成物、又は、第五のエネルギー線重合性化合物と、第一のエネルギー線重合性化合物の両方を含有するエネルギー線硬化性組成物を、紫外線や電子線のエネルギー線の照射により、エネルギー線重合性化合物を重合させて硬化させたものである。
【００１０】
このため、保護膜を４０μｍ程度以下に薄膜化した場合でも、外部の湿気等の影響から偏光子を保護することができる。また、偏光子の支持体としても機能することが可能である。
【００１１】
保護膜を構成するエネルギー線硬化性組成物は、第一のエネルギー線重合性化合物を用いる場合はその含有量が樹脂固形分基準で４０重量％以上、第二のエネルギー線重合性化合物を用いる場合はその含有量が樹脂固形分基準で６０重量％以上であることが好ましい。それらのエネルギー線重合性化合物の含有量が小さくなりすぎると、偏光子の偏光能を維持することが困難となる。
第一のエネルギー線重合性化合物のネオペンチルグリコール基は下記一般式（１）で表される。
【００１２】
【化１】
【００１３】
第二のエネルギー線重合性化合物のトリメチロールプロパン基は下記一般式（２）で表される。
【００１４】
【化２】
【００１５】
第三のエネルギー線重合性化合物のペンタエリスリトール基は下記一般式（３）で表される。
【００１６】
【化３】
【００１７】
第五のエネルギー線重合性化合物のビスフェノール基は下記一般式（４）で表される。
【００１８】
【化４】
【００１９】
ビスフェノール基には、例えば下記一般式（５）で示されるビスフェノールＡ型基や、下記一般式（６）で示されるビスフェノールＦ型基がある。
【００２０】
【化５】
【００２１】
【化６】
【００２２】
また、第一〜第三、第五のエネルギー線重合性化合物の重合に寄与する主要部としては、アクロイル基又はメタクロイル基を一部に含む（メタ）アクロイル残基が挙げられる。また、（メタ）アクロイル残基（ＣＨ2＝ＣＲＣＯ−、ここでＲは水素又はメチル基である）は、ネオペンチルグリコール基、ペンタエリスリトール基、トリメチロールプロパン基、又はビスフェノール基に対して、酸素（−Ｏ−）を介して（即ち（メタ）アクロイルオキシ基として）結合してもよく、また、両者の間にオキシアルキレンオキシ基（−Ｏ（ＣＨ2）nＯ−、−Ｏ（ＣＨ2）mＯ−（ここでｎ及びｍはそれぞれ１〜１０の整数である））を介して結合してもよい。
【００２３】
また、ＥＯ（エチレンオキサイド）変性残基やＰＯ（プロピレンオキサイド）変性残基、あるいはエポキシ変性残基、それらを組み合わせた変性残基を介して結合してもよい。例えば、（メタ）アクロイル残基は、ビスフェノール基に対して、−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n−、−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｏ）n−、−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）m−、又は−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｏ）m−を介して結合してもよい。ここで、ｎ及びｍはそれぞれ１〜１０の整数である。
【００２４】
第一のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（１）〜（３）で示される化合物が挙げられる。
【００２５】
【化７】
【００２６】
【化８】
【００２７】
【化９】
【００２８】
第二のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（４）、（５）で示される化合物が挙げられる。
【００２９】
【化１０】
【００３０】
【化１１】
【００３１】
第三のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（６）、（７）で示される化合物が挙げられる。
【００３２】
【化１２】
【００３３】
【化１３】
【００３４】
第五のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（８）、（９）で示される化合物が挙げられる。
【００３５】
【化１４】
【００３６】
【化１５】
【００３７】
上記化学式（８）はビスフェノールＡ基を有する第五のエネルギー線重合性化合物であり、化学式（９）はビスフェノールＦ基を有する第五のエネルギー線重合性化合物ある。
【００３８】
本発明において、保護膜を構成するエネルギー線硬化性組成物としては、必要に応じて、第一のエネルギー線重合性化合物に、第二〜第四のエネルギー線重合性化合物と下記に示す第六のエネルギー線重合性化合物のうち、少なくとも１種類以上のエネルギー線重合性化合物を加えたものを用いることができる。
【００３９】
第六のエネルギー線重合性化合物の具体例としては、エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ノニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カルビトールアクリレート、ベンジルアクリレート、アリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、スチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロキシエチルフォスフェート、２−ビニルピリジン、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（＃２００、＃４００、＃６００）ジアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、１、６−ヘキサンジオールジアクリレート、メチルトリグリコール、アクリロイルモルフォリン、１、９−ノナンジオールジアクリレート、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１、３−プロパンジオールジアクリレート等が挙げられる。また、これらのオリゴマーも使用することができる。
【００４０】
あるいは、第六例のエネルギー線重合性化合物として、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリブタジエン（メタ）アクリレート、イソプレンアクリレート、エポキシアクリレート等も使用することができる。
また、本発明の偏光板には、第二のエネルギー線重合性化合物に、第一、第三〜第六のエネルギー線重合性化合物のうち１種類以上の化合物を添加したエネルギー線硬化性組成物を用いることもできる。
【００４１】
第三のエネルギー線重合性化合物に、第一、第二、第四〜第六のエネルギー線重合性化合物のうち１種類以上の化合物を添加したエネルギー線硬化性組成物も用いことができる。
更に、第一のエネルギー線重合性化合物と、第五のエネルギー線重合性化合物との混合物に、第二〜第四、第六のエネルギー線重合性化合物のうち１種類以上の化合物を添加したエネルギー線硬化性組成物も用いることができる。
【００４２】
エネルギー線硬化性組成物が重合して硬化するためには、エネルギー線硬化性組成物に含有されるエネルギー線重合性化合物のうち、いずれかが多官能であること、例えば、一分子中に２以上の（メタ）アクロイル残基を有することが好ましい。また、必要に応じて、公知の架橋剤、例えばポリイソシアネート系架橋剤を併用することができる。
【００４３】
また、エネルギー線硬化性組成物には、エネルギー線重合開始剤を配合することができる。このようなエネルギー線重合開始剤としては、例えば、オクテン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクテン酸マンガン、ナフテン酸マンガン、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔーブチルパーベンゾエート、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、アントラキノン、ナフトキノン、ヒバロインエチルエーテル、ベンジルケタール、１，１−ジクロロアセトフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、２−クロロチオキサントン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ミヒラーケトン、２，２−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−メチルチオキサントン、フェニルグリオキシレート、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ジベンゾスパロン、ベンゾフェノン−アミン系（Ｎ−メチルジエタノール、トリエチルアミン等）、ベンジルジフェニルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノサルファイト、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−メチル−[４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォニノ−１−プロパノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンメチルベンゾイルフォルメート等の中から、エネルギー線の種類に応じて適宜選択することができる。
【００４４】
エネルギー線重合開始剤の配合量は特に限定されないが、エネルギー線重合性化合物の合計重量である樹脂固形分１００重量部に対し、好ましくは０．１〜１５重量部、より好ましくは０．５〜１０重量部である。
【００４５】
本発明においてエネルギー線硬化性組成物には、必要に応じて有機溶剤を配合してもよい。有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸メトキシエチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート等のエステル系溶剤、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族系溶剤、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。
【００４６】
エネルギー線硬化性組成物には、更に、必要に応じて、添加剤として顔料、充填剤、レべリング剤、消泡剤、熱可塑性樹脂等を添加してもよい。
本発明において、保護膜は、以上説明したエネルギー線硬化性組成物を、公知の塗工方法、例えば、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピングコーティング法等により、後述する偏光子の少なくとも片面に塗布し、必要に応じて４０〜１００℃の温度で有機溶剤を蒸発除去した後に、エネルギー線、例えば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波、電子線、プロトン線、中性子線等を照射して硬化させることにより形成できる。
【００４７】
中でも、皮膜形成速度（組成物の硬化速度）、エネルギー線照射装置の入手のし易さ、価格等から、エネルギー線として紫外線を採用することが有利である。
ここで、紫外線とは１５０〜４５０ｎｍ波長域の光を主体としたもので、ケミカルランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から発生させることができる。
【００４８】
保護膜の厚さとしては、特に制限はないが、薄膜化という観点からは好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。
【００４９】
本発明の偏光板の偏光子としては、特に限定されず、従来より公知の偏光子を使用することができるが、特に、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色したものを好ましく使用することができる。
【００５０】
ここで、ポリビニルアルコール系樹脂は通常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをけん化して製造されるが、本発明では必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有していてもよい。ポリビニルアルコール系樹脂における平均ケン化度は好ましくは８５〜１００モル％、より好ましくは９８〜１００モル％が実用的である。また、ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度としては任意のものが使用可能である。
【００５１】
また、偏光子の具体的製法としては、公知の方法を採用することができ、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂を、水、有機溶媒（ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、グリセリンなどの多価アルコール類、エチレンジアミンなどのアミン類等）又はそれらと有機溶媒との混合溶媒（水分約５〜３０重量％）に約５〜２０重量％で溶解した原液を製膜してフィルム化し、
【００５２】
（ａ）そのフィルムを延伸した後にヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬して染色し、その後でホウ素化合物処理する方法、
（ｂ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬しながら延伸を行うことにより延伸と染色を同時に行い、その後でホウ素化合物処理する方法、
（ｃ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬して染色した後に延伸し、その後でホウ素化合物処理する方法、また、
（ｄ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬し染色した後、ホウ素化合物溶液中で延伸する方法等が挙げられる。
【００５３】
ポリビニルアルコール系樹脂の製膜方法としては、キャスト法、押出法、ゲル製膜法等の公知の方法で製膜することができる。
また、製膜したポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸は、好ましくは４０〜１７０℃の温度で一軸方向に、一回でもしくは複数回で３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、前記と直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度あるいはそれ以上の延伸）を行ってもよい。
【００５４】
製膜したポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対する染色は、そのフィルムにヨウ素溶液あるいは二色性染料を含有する液体を接触させることによって行われる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／１、ヨウ化カリの濃度は１０〜５０ｇ／１、ヨウ素／ヨウ化カリの重量比は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜５００秒程度が実用的である。染色浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量含有させてもよい。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任意の手段が適用できる。
【００５５】
染色処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対するホウ素化合物処理は、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物の水溶液又は含水有機溶媒溶液（０．５〜２モル／１程度）を、少量のヨウ化カリの共存下、５０〜７０℃の温度で、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに浸漬、塗布、噴霧などの手段により接触させればよい。必要に応じてホウ素化合物処理中にフィルムの延伸操作を行ってもよい。
【００５６】
本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、前述しように保護膜を形成することにより製造できる。
本発明の偏光板の片面又は両面には、本発明の効果が損なわれない範囲で、従来のＴＡＣフィルムを接着剤により貼り合わせてもよいし、必要に応じて公知の透明な感圧性接着剤層を常法により設けてもよい。
【００５７】
感圧性接着剤層としては、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステルと、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸等のα−モノオレフィンカルボン酸との共重合物（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールの如きビニル単量体を添加したものも含む）を主体とするものが、偏光子の偏光特性を阻害することがないので特に好ましい。
その他、透明性を有する粘着剤、例えば、ポリビニルエーテル系、ゴム系等の接着剤を使用することができる。
【００５８】
本発明の偏光板には、必要に応じて、アンチグレア層、ハードコート層、アンチリフレクション層、ハーフリフレクション層、反射層、蓄光層、光拡散層、エレクトロルミネッセンス層等の機能層を１層以上、粘着剤や接着剤で積層してもよい。
【００５９】
本発明の偏光板は、従来公知の構造の液晶パネルや、有機ＥＬパネル等の表示パネルの少なくとも片面に粘着されるべき偏光板として、あるいはサングラス、視力矯正用メガネ等の眼鏡用レンズの少なくとも片面に粘着されるべき偏光板として好ましく適用される。
【００６０】
例えば、図１に示すように、液晶パネル１の片面に、偏光子２と保護膜３とからなる偏光板４を、保護膜３の反対面側にλ／２位相差膜５と４／λ位相差膜６とを粘着剤層７を介して積層し、その積層体全体を粘着剤層８で貼り付け、一方、液晶パネル１の他面には、偏光子１０の両面に保護膜１１が設けられた偏光板１２の片面に、λ／２位相差膜１３と４／λ位相差膜１４と視野角向上膜１５を粘着剤層１６を介して積層し、その積層体全体を粘着剤層１７で貼り付けることにより、薄膜化した偏光板を備えた液晶表示素子９が得られる。
【００６１】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００６２】
＜実施例１ａ〜１ｄ、比較例１ａ、１ｂ＞
けん化度９９．５モル％のポリビニルアルコールフィルム（７５μｍ厚）を、純水に浸漬して十分に膨潤させた後に、ヨウ素染色液（ヨウ素／ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝０．２ｇ／３０ｇ／３０／１１）に３５℃で４分間浸漬して染色した。
【００６３】
染色したポリビニルアルコールフィルムを延伸用溶液（ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝３０ｇ／３０ｇ／１１ｇ）中で、その長さが５倍以上になるまで一軸延伸を行った。
延伸したポリビニルアルコールフィルムを、固定用溶液（ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝４０ｇ／４０ｇ／１１ｇ）に、４０℃で３分間浸漬してポリビニルアルコールフィルム中にヨウ素を固定した後に、固定用溶液から取り出し、乾燥炉（６５℃、５分）中で乾燥することにより偏光子を作製した。
【００６４】
次に得られた偏光子の両面に、下記表１の配合のエネルギー線硬化性組成物を２０μｍ厚となるように塗布し、メタルハライドランプにより４００ｍＪ／ｃｍ2の積算光量で紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射して硬化させて保護膜を形成することにより偏光板を作製した。
【００６５】
得られた偏光板を６０℃で９０％ＲＨの湿度環境下に１００時間放置というエージング試験を行った。エージング試験の前後の光透過率を分光光度計にて４００〜７００ｎｍの波長域における平均透過率を測定した。そして、エージング前に対するエージング後の光透過率の増大割合が１０％未満である場合を良好と判定し、１０％以上である場合を不良と判定した。得られた結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
尚、上記表１中のヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートは日本化薬（株）社製の商品名「ＭＡＮＤＡ」であり、第一のエネルギー線重合性化合物の１種である。ポリエステルアクリレートは、東亜合成（株）社製の商品名「Ｍ−６２００」であり、第四のエネルギー線重合性化合物の１種である。開始剤はメルク（株）社製の商品名「Ｄ１１７３」であり、シランカップリング剤はγ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン製の商品名「ＫＢＭ−５１０３」）である。
【００６８】
表１の結果から、第一のエネルギー線重合性化合物が、樹脂固形分（ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレトとポリエステルアクリレート）中に４０重量％以上含有された実施例１ａ〜１ｄの偏光板は、保護膜が２０μｍと非常に薄膜化しているにもかかわらず、ポリヨウ素の消色を抑制しており、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
これに対し、樹脂固形分中に第一のエネルギー線重合性化合物が４０重量％以下添加された比較例１ａ、１ｂの偏光板は、エージング後にポリヨウ素が消色して透過率が増大しており、実用できない偏光板であることがわかった。
【００６９】
＜実施例２ａ〜２ｃ、比較例２ａ〜２ｃ＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表２に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例２ａ〜２ｃ、比較例２ａ〜２ｃの偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表２に記載する。
【００７０】
【表２】
【００７１】
尚、上記表２中のEO変性TMPTA（トリメチロールプロパントリアクリレート）は、サトーマー（株）社製の商品名「SR-454」であり、第二のエネルギー線重合性化合物の１種である。ポリエステルアクリレートと、重合開始剤と、シランカップリング剤は上記実施例１a〜１ｄで用いたものと同じである。
【００７２】
上記表２から明らかなように、第二のエネルギー線重合性化合物が、樹脂固形分（EO変性TMPTAとポリエステルアクリレート）中に６０重量％以上含有された実施例２ａ〜２ｃの偏光板は、比較例２a〜２ｃに比べて変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄膜化しているにもかかわらず、ポリヨウ素の消色を抑制しており、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
これに対し、第二のエネルギー線重合性化合物が樹脂固形分中に４０重量％以下しか含まれなかった比較例２ａ〜２ｃはエージング後にポリヨウ素が消色して透過率が増大しており、実用できない偏光板であることがわかった。
【００７３】
＜実施例３a、比較例３ａ〜３ｅ＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表３に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例３a、比較例３ａ〜３ｅの偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表３に記載する。
【００７４】
【表３】
【００７５】
尚、上記表３中のジペンタエリストールトリアクリレートはサートマー（株）社製の商品名「ＳＲ−４５４」であり、第三のエネルギー線重合性化合物の１種である。また、ポリエステルアクリレートと、重合開始剤と、シランカップリング剤はそれぞれ実施例１ａ〜１ｄで用いたものと同じである。
【００７６】
上記表３から明らかなように、樹脂固形分が第三のエネルギー線重合性化合物で構成された実施例３aは比較例３ａ〜３ｅに比べて変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄くても、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
これに対し、樹脂固形分に第四のエネルギー線重合性化合物であるポリエステルアクリレートが２０重量％以上添加された比較例３ａ〜３ｅは、実施例３に比べて変化率が非常に大きく、実用できない偏光板であることがわかる。
【００７７】
＜実施例４＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表４に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例４の偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表４に記載する。
【００７８】
【表４】
【００７９】
尚、上記表４中のＥＯ変性Ｂｉｓ−Ａアクリレートはサートマー（株）社製の商品名「ＳＲ−３４９」であり、ビスフェノールＡ型基を有する第五のエネルギー線重合性化合物の１種である。
ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートは日本化薬（株）社製の商品名「ＭＡＮＤＡ」であり、第一のエネルギー線重合性化合物の１種である。また、重合開始剤とシランカップリング剤はそれぞれ実施例１ａ〜１ｄで用いたものと同じである。
【００８０】
上記表４から明らかなように、第一のエネルギー線重合性化合物と、第五のエネルギー線重合性化合物の両方を含有する実施例４の偏光板は、実用上十分な程度に変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄くても、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
【００８１】
＜実施例５＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表５に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例５の偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表５に記載する。
【００８２】
【表５】
【００８３】
尚、上記表５中のＥＯ変性Ｂｉｓ−Ｆジアクリレートは、日本化薬（株）社製の商品名「Ｒ−７１２」であり、ビスフェノールＦ型基を有する第五のエネルギー線重合性化合物の１種である。
ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートは日本化薬（株）社製の商品名「ＭＡＮＤＡ」であり、第一のエネルギー線重合性化合物の１種である。また、重合開始剤とシランカップリング剤はそれぞれ実施例１ａ〜１ｄで用いたものと同じである。
【００８４】
上記表５から明らかなように、ビスフェノールＦ型基を有する第五のエネルギー線重合性化合物と、第一のエネルギー線重合性化合物の両方を含有する実施例５の偏光板は、実用上十分な程度に変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄くても、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の偏光板によれば、保護膜が薄膜化されているにもかかわらず、外部の湿気等の影響から偏光子が保護されており、高温、高湿の環境下でも偏光能を良好な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光板を適用した液晶表示素子の概略断面図
【符号の説明】
１……液晶パネル ２、１０……偏光子 ３、１１……保護膜 ４、１２……偏光板 ５、１３……λ／２位相差膜 ６、１４……４／λ位相差膜、７、８、１６、１７……粘着剤層 １５……視野角向上膜 ９……液晶表示素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、眼鏡等をはじめとする光学素子には、偏光板が用いられているが、このような用途に用いられている偏光板としては、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色した偏光子の両面に、その強度及び耐水性や耐湿性等を向上させるために、保護膜を接着剤で貼り合わせたものが一般的である。
【０００３】
このような偏光板における保護膜としては、光学的透明性に優れた酢酸セルロース系樹脂フィルム（ＴＡＣフィルム）が用いられており、また接着剤としては、偏光子及び保護膜が共に親水性であることを考慮して、親水性のものが用いられている。
【０００４】
ところで、上述したような偏光子では、発色しているポリヨウ素イオン（Ｉ3 -、Ｉ5 -等）がポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸の結果として偏光能を発揮しているため、偏光子に湿気（水蒸気）が供給されるとポリヨウ素が分解してヨウ素イオン（Ｉ-）となり、ポリヨウ素イオンによる発色は減じる。この現象は、高温環境下では更に顕著となる。その結果、偏光子の光透過率が増大し、偏光子の偏光能は失われて行くと考えられている。従って、偏光板の保護膜に対しては、外部の湿気等の影響から偏光子を保護することが求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の偏光板において使用しているＴＡＣフィルム及び接着剤も親水性である点を考慮すると、ＴＡＣフィルムが外部の湿気の影響から偏光子を保護するために、その厚さを８０μｍ程度以上の厚みにすることが行われていた。このため、従来の偏光板では、近年の光学表示素子用の偏光板の保護膜に要求されている薄膜化（例えば、保護膜の厚さを４０μｍ以下に薄膜化）という要請に対しては対応ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の従来の課題を解決しようとするものであり、偏光板の保護膜を薄膜化した場合であっても、外部の湿気等の影響から偏光子を保護できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のエネルギー線重合性化合物を含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第一のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準で４０重量％以上含有する偏光板である。
請求項３記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、トリメチロールプロパン基を有する第二のエネルギー線重合性化合物を含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第二のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準で６０重量％以上含有する偏光板である。
請求項５記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、ペンタエリスリトール基を有する第三のエネルギー線重合性化合物を含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、ポリエステル（メタ）アクリレートからなる第４のエネルギー線重合性化合物を含有する偏光板である。
請求項７記載の発明は、偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、前記エネルギー線硬化性組成物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のエネルギー線重合性化合物と、ビスフェノール基を有する第五のエネルギー線重合性化合物とを含有し、前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板である。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の偏光板であって、前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第一のエネルギー線重合性化合物と、前記第五のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準でそれぞれ５０重量％含有する偏光板である。
請求項９記載の発明は、請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の偏光板であって、前記第五のエネルギー線重合性化合物はビスフェノール基としてビスフェノールＡ型基を有する偏光板である。
請求項１０記載の発明は、請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の偏光板であって、前記第五のエネルギー線重合性化合物はビスフェノール基としてビスフェノールＦ型基を有する偏光板である。
請求項１１記載の発明は液晶表示素子であって、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の偏光板が、液晶パネルの少なくとも片面に設けられた液晶表示素子である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に保護膜が形成されたものである。ここで、保護膜は、第一〜第三のエネルギー線重合性化合物のうちいずれか１種類を有するエネルギー線硬化性組成物、又は、第五のエネルギー線重合性化合物と、第一のエネルギー線重合性化合物の両方を含有するエネルギー線硬化性組成物を、紫外線や電子線のエネルギー線の照射により、エネルギー線重合性化合物を重合させて硬化させたものである。
【００１０】
このため、保護膜を４０μｍ程度以下に薄膜化した場合でも、外部の湿気等の影響から偏光子を保護することができる。また、偏光子の支持体としても機能することが可能である。
【００１１】
保護膜を構成するエネルギー線硬化性組成物は、第一のエネルギー線重合性化合物を用いる場合はその含有量が樹脂固形分基準で４０重量％以上、第二のエネルギー線重合性化合物を用いる場合はその含有量が樹脂固形分基準で６０重量％以上であることが好ましい。それらのエネルギー線重合性化合物の含有量が小さくなりすぎると、偏光子の偏光能を維持することが困難となる。
第一のエネルギー線重合性化合物のネオペンチルグリコール基は下記一般式（１）で表される。
【００１２】
【化１】
第二のエネルギー線重合性化合物のトリメチロールプロパン基は下記一般式（２）で表される。
【００１４】
【化２】
第三のエネルギー線重合性化合物のペンタエリスリトール基は下記一般式（３）で表される。
【００１６】
【化３】
第五のエネルギー線重合性化合物のビスフェノール基は下記一般式（４）で表される。
【００１８】
【化４】
ビスフェノール基には、例えば下記一般式（５）で示されるビスフェノールＡ型基や、下記一般式（６）で示されるビスフェノールＦ型基がある。
【００２０】
【化５】
【化６】
また、第一〜第三、第五のエネルギー線重合性化合物の重合に寄与する主要部としては、アクロイル基又はメタクロイル基を一部に含む（メタ）アクロイル残基が挙げられる。また、（メタ）アクロイル残基（ＣＨ2＝ＣＲＣＯ−、ここでＲは水素又はメチル基である）は、ネオペンチルグリコール基、ペンタエリスリトール基、トリメチロールプロパン基、又はビスフェノール基に対して、酸素（−Ｏ−）を介して（即ち（メタ）アクロイルオキシ基として）結合してもよく、また、両者の間にオキシアルキレンオキシ基（−Ｏ（ＣＨ2）nＯ−、−Ｏ（ＣＨ2）mＯ−（ここでｎ及びｍはそれぞれ１〜１０の整数である））を介して結合してもよい。
【００２３】
また、ＥＯ（エチレンオキサイド）変性残基やＰＯ（プロピレンオキサイド）変性残基、あるいはエポキシ変性残基、それらを組み合わせた変性残基を介して結合してもよい。例えば、（メタ）アクロイル残基は、ビスフェノール基に対して、−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n−、−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｏ）n−、−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）m−、又は−Ｏ（ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｏ）m−を介して結合してもよい。ここで、ｎ及びｍはそれぞれ１〜１０の整数である。
【００２４】
第一のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（１）〜（３）で示される化合物が挙げられる。
【００２５】
【化７】
【化８】
【化９】
第二のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（４）、（５）で示される化合物が挙げられる。
【００２９】
【化１０】
【化１１】
第三のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（６）、（７）で示される化合物が挙げられる。
【００３２】
【化１２】
【化１３】
第五のエネルギー線重合性化合物の好ましい例として、下記化学式（８）、（９）で示される化合物が挙げられる。
【００３５】
【化１４】
【化１５】
上記化学式（８）はビスフェノールＡ基を有する第五のエネルギー線重合性化合物であり、化学式（９）はビスフェノールＦ基を有する第五のエネルギー線重合性化合物ある。
【００３８】
本発明において、保護膜を構成するエネルギー線硬化性組成物としては、必要に応じて、第一のエネルギー線重合性化合物に、第二〜第四のエネルギー線重合性化合物と下記に示す第六のエネルギー線重合性化合物のうち、少なくとも１種類以上のエネルギー線重合性化合物を加えたものを用いることができる。
【００３９】
第六のエネルギー線重合性化合物の具体例としては、エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。具体的には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ノニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、カルビトールアクリレート、ベンジルアクリレート、アリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、スチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロキシエチルフォスフェート、２−ビニルピリジン、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（＃２００、＃４００、＃６００）ジアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、１、６−ヘキサンジオールジアクリレート、メチルトリグリコール、アクリロイルモルフォリン、１、９−ノナンジオールジアクリレート、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１、３−プロパンジオールジアクリレート等が挙げられる。また、これらのオリゴマーも使用することができる。
【００４０】
あるいは、第六例のエネルギー線重合性化合物として、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリブタジエン（メタ）アクリレート、イソプレンアクリレート、エポキシアクリレート等も使用することができる。
また、本発明の偏光板には、第二のエネルギー線重合性化合物に、第一、第三〜第六のエネルギー線重合性化合物のうち１種類以上の化合物を添加したエネルギー線硬化性組成物を用いることもできる。
【００４１】
第三のエネルギー線重合性化合物に、第一、第二、第四〜第六のエネルギー線重合性化合物のうち１種類以上の化合物を添加したエネルギー線硬化性組成物も用いことができる。
更に、第一のエネルギー線重合性化合物と、第五のエネルギー線重合性化合物との混合物に、第二〜第四、第六のエネルギー線重合性化合物のうち１種類以上の化合物を添加したエネルギー線硬化性組成物も用いることができる。
【００４２】
エネルギー線硬化性組成物が重合して硬化するためには、エネルギー線硬化性組成物に含有されるエネルギー線重合性化合物のうち、いずれかが多官能であること、例えば、一分子中に２以上の（メタ）アクロイル残基を有することが好ましい。また、必要に応じて、公知の架橋剤、例えばポリイソシアネート系架橋剤を併用することができる。
【００４３】
また、エネルギー線硬化性組成物には、エネルギー線重合開始剤を配合することができる。このようなエネルギー線重合開始剤としては、例えば、オクテン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクテン酸マンガン、ナフテン酸マンガン、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔーブチルパーベンゾエート、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、アントラキノン、ナフトキノン、ヒバロインエチルエーテル、ベンジルケタール、１，１−ジクロロアセトフェノン、ｐ−ｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、２−クロロチオキサントン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ミヒラーケトン、２，２−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−メチルチオキサントン、フェニルグリオキシレート、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ジベンゾスパロン、ベンゾフェノン−アミン系（Ｎ−メチルジエタノール、トリエチルアミン等）、ベンジルジフェニルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノサルファイト、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−メチル−[４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォニノ−１−プロパノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンメチルベンゾイルフォルメート等の中から、エネルギー線の種類に応じて適宜選択することができる。
【００４４】
エネルギー線重合開始剤の配合量は特に限定されないが、エネルギー線重合性化合物の合計重量である樹脂固形分１００重量部に対し、好ましくは０．１〜１５重量部、より好ましくは０．５〜１０重量部である。
【００４５】
本発明においてエネルギー線硬化性組成物には、必要に応じて有機溶剤を配合してもよい。有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸メトキシエチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート等のエステル系溶剤、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族系溶剤、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。
【００４６】
エネルギー線硬化性組成物には、更に、必要に応じて、添加剤として顔料、充填剤、レべリング剤、消泡剤、熱可塑性樹脂等を添加してもよい。
本発明において、保護膜は、以上説明したエネルギー線硬化性組成物を、公知の塗工方法、例えば、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピングコーティング法等により、後述する偏光子の少なくとも片面に塗布し、必要に応じて４０〜１００℃の温度で有機溶剤を蒸発除去した後に、エネルギー線、例えば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波、電子線、プロトン線、中性子線等を照射して硬化させることにより形成できる。
【００４７】
中でも、皮膜形成速度（組成物の硬化速度）、エネルギー線照射装置の入手のし易さ、価格等から、エネルギー線として紫外線を採用することが有利である。
ここで、紫外線とは１５０〜４５０ｎｍ波長域の光を主体としたもので、ケミカルランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から発生させることができる。
【００４８】
保護膜の厚さとしては、特に制限はないが、薄膜化という観点からは好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。
【００４９】
本発明の偏光板の偏光子としては、特に限定されず、従来より公知の偏光子を使用することができるが、特に、ポリビニルアルコール系樹脂の一軸延伸フィルムをヨウ素で染色したものを好ましく使用することができる。
【００５０】
ここで、ポリビニルアルコール系樹脂は通常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをけん化して製造されるが、本発明では必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有していてもよい。ポリビニルアルコール系樹脂における平均ケン化度は好ましくは８５〜１００モル％、より好ましくは９８〜１００モル％が実用的である。また、ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度としては任意のものが使用可能である。
【００５１】
また、偏光子の具体的製法としては、公知の方法を採用することができ、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂を、水、有機溶媒（ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、グリセリンなどの多価アルコール類、エチレンジアミンなどのアミン類等）又はそれらと有機溶媒との混合溶媒（水分約５〜３０重量％）に約５〜２０重量％で溶解した原液を製膜してフィルム化し、
【００５２】
（ａ）そのフィルムを延伸した後にヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬して染色し、その後でホウ素化合物処理する方法、
（ｂ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬しながら延伸を行うことにより延伸と染色を同時に行い、その後でホウ素化合物処理する方法、
（ｃ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬して染色した後に延伸し、その後でホウ素化合物処理する方法、また、
（ｄ）そのフィルムをヨウ素溶液又は二色性染料溶液に浸漬し染色した後、ホウ素化合物溶液中で延伸する方法等が挙げられる。
【００５３】
ポリビニルアルコール系樹脂の製膜方法としては、キャスト法、押出法、ゲル製膜法等の公知の方法で製膜することができる。
また、製膜したポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸は、好ましくは４０〜１７０℃の温度で一軸方向に、一回でもしくは複数回で３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、前記と直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度あるいはそれ以上の延伸）を行ってもよい。
【００５４】
製膜したポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対する染色は、そのフィルムにヨウ素溶液あるいは二色性染料を含有する液体を接触させることによって行われる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／１、ヨウ化カリの濃度は１０〜５０ｇ／１、ヨウ素／ヨウ化カリの重量比は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜５００秒程度が実用的である。染色浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量含有させてもよい。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任意の手段が適用できる。
【００５５】
染色処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対するホウ素化合物処理は、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物の水溶液又は含水有機溶媒溶液（０．５〜２モル／１程度）を、少量のヨウ化カリの共存下、５０〜７０℃の温度で、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに浸漬、塗布、噴霧などの手段により接触させればよい。必要に応じてホウ素化合物処理中にフィルムの延伸操作を行ってもよい。
【００５６】
本発明の偏光板は、偏光子の少なくとも片面に、前述しように保護膜を形成することにより製造できる。
本発明の偏光板の片面又は両面には、本発明の効果が損なわれない範囲で、従来のＴＡＣフィルムを接着剤により貼り合わせてもよいし、必要に応じて公知の透明な感圧性接着剤層を常法により設けてもよい。
【００５７】
感圧性接着剤層としては、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステルと、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸等のα−モノオレフィンカルボン酸との共重合物（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールの如きビニル単量体を添加したものも含む）を主体とするものが、偏光子の偏光特性を阻害することがないので特に好ましい。
その他、透明性を有する粘着剤、例えば、ポリビニルエーテル系、ゴム系等の接着剤を使用することができる。
【００５８】
本発明の偏光板には、必要に応じて、アンチグレア層、ハードコート層、アンチリフレクション層、ハーフリフレクション層、反射層、蓄光層、光拡散層、エレクトロルミネッセンス層等の機能層を１層以上、粘着剤や接着剤で積層してもよい。
【００５９】
本発明の偏光板は、従来公知の構造の液晶パネルや、有機ＥＬパネル等の表示パネルの少なくとも片面に粘着されるべき偏光板として、あるいはサングラス、視力矯正用メガネ等の眼鏡用レンズの少なくとも片面に粘着されるべき偏光板として好ましく適用される。
【００６０】
例えば、図１に示すように、液晶パネル１の片面に、偏光子２と保護膜３とからなる偏光板４を、保護膜３の反対面側にλ／２位相差膜５と４／λ位相差膜６とを粘着剤層７を介して積層し、その積層体全体を粘着剤層８で貼り付け、一方、液晶パネル１の他面には、偏光子１０の両面に保護膜１１が設けられた偏光板１２の片面に、λ／２位相差膜１３と４／λ位相差膜１４と視野角向上膜１５を粘着剤層１６を介して積層し、その積層体全体を粘着剤層１７で貼り付けることにより、薄膜化した偏光板を備えた液晶表示素子９が得られる。
【００６１】
【実施例】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００６２】
＜実施例１ａ〜１ｄ、比較例１ａ、１ｂ＞
けん化度９９．５モル％のポリビニルアルコールフィルム（７５μｍ厚）を、純水に浸漬して十分に膨潤させた後に、ヨウ素染色液（ヨウ素／ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝０．２ｇ／３０ｇ／３０／１１）に３５℃で４分間浸漬して染色した。
【００６３】
染色したポリビニルアルコールフィルムを延伸用溶液（ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝３０ｇ／３０ｇ／１１ｇ）中で、その長さが５倍以上になるまで一軸延伸を行った。
延伸したポリビニルアルコールフィルムを、固定用溶液（ヨウ化カリウム／ホウ酸／純水＝４０ｇ／４０ｇ／１１ｇ）に、４０℃で３分間浸漬してポリビニルアルコールフィルム中にヨウ素を固定した後に、固定用溶液から取り出し、乾燥炉（６５℃、５分）中で乾燥することにより偏光子を作製した。
【００６４】
次に得られた偏光子の両面に、下記表１の配合のエネルギー線硬化性組成物を２０μｍ厚となるように塗布し、メタルハライドランプにより４００ｍＪ／ｃｍ2の積算光量で紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射して硬化させて保護膜を形成することにより偏光板を作製した。
【００６５】
得られた偏光板を６０℃で９０％ＲＨの湿度環境下に１００時間放置というエージング試験を行った。エージング試験の前後の光透過率を分光光度計にて４００〜７００ｎｍの波長域における平均透過率を測定した。そして、エージング前に対するエージング後の光透過率の増大割合が１０％未満である場合を良好と判定し、１０％以上である場合を不良と判定した。得られた結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
尚、上記表１中のヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートは日本化薬（株）社製の商品名「ＭＡＮＤＡ」であり、第一のエネルギー線重合性化合物の１種である。ポリエステルアクリレートは、東亜合成（株）社製の商品名「Ｍ−６２００」であり、第四のエネルギー線重合性化合物の１種である。開始剤はメルク（株）社製の商品名「Ｄ１１７３」であり、シランカップリング剤はγ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン製の商品名「ＫＢＭ−５１０３」）である。
【００６８】
表１の結果から、第一のエネルギー線重合性化合物が、樹脂固形分（ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレトとポリエステルアクリレート）中に４０重量％以上含有された実施例１ａ〜１ｄの偏光板は、保護膜が２０μｍと非常に薄膜化しているにもかかわらず、ポリヨウ素の消色を抑制しており、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
これに対し、樹脂固形分中に第一のエネルギー線重合性化合物が４０重量％以下添加された比較例１ａ、１ｂの偏光板は、エージング後にポリヨウ素が消色して透過率が増大しており、実用できない偏光板であることがわかった。
【００６９】
＜実施例２ａ〜２ｃ、比較例２ａ〜２ｃ＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表２に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例２ａ〜２ｃ、比較例２ａ〜２ｃの偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表２に記載する。
【００７０】
【表２】
尚、上記表２中のEO変性TMPTA（トリメチロールプロパントリアクリレート）は、サトーマー（株）社製の商品名「SR-454」であり、第二のエネルギー線重合性化合物の１種である。ポリエステルアクリレートと、重合開始剤と、シランカップリング剤は上記実施例１a〜１ｄで用いたものと同じである。
【００７２】
上記表２から明らかなように、第二のエネルギー線重合性化合物が、樹脂固形分（EO変性TMPTAとポリエステルアクリレート）中に６０重量％以上含有された実施例２ａ〜２ｃの偏光板は、比較例２a〜２ｃに比べて変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄膜化しているにもかかわらず、ポリヨウ素の消色を抑制しており、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
これに対し、第二のエネルギー線重合性化合物が樹脂固形分中に４０重量％以下しか含まれなかった比較例２ａ〜２ｃはエージング後にポリヨウ素が消色して透過率が増大しており、実用できない偏光板であることがわかった。
【００７３】
＜実施例３a、比較例３ａ〜３ｅ＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表３に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例３a、比較例３ａ〜３ｅの偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表３に記載する。
【００７４】
【表３】
尚、上記表３中のジペンタエリストールトリアクリレートはサートマー（株）社製の商品名「ＳＲ−４５４」であり、第三のエネルギー線重合性化合物の１種である。また、ポリエステルアクリレートと、重合開始剤と、シランカップリング剤はそれぞれ実施例１ａ〜１ｄで用いたものと同じである。
【００７６】
上記表３から明らかなように、樹脂固形分が第三のエネルギー線重合性化合物で構成された実施例３aは比較例３ａ〜３ｅに比べて変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄くても、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
これに対し、樹脂固形分に第四のエネルギー線重合性化合物であるポリエステルアクリレートが２０重量％以上添加された比較例３ａ〜３ｅは、実施例３に比べて変化率が非常に大きく、実用できない偏光板であることがわかる。
【００７７】
＜実施例４＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表４に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例４の偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表４に記載する。
【００７８】
【表４】
尚、上記表４中のＥＯ変性Ｂｉｓ−Ａアクリレートはサートマー（株）社製の商品名「ＳＲ−３４９」であり、ビスフェノールＡ型基を有する第五のエネルギー線重合性化合物の１種である。
ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートは日本化薬（株）社製の商品名「ＭＡＮＤＡ」であり、第一のエネルギー線重合性化合物の１種である。また、重合開始剤とシランカップリング剤はそれぞれ実施例１ａ〜１ｄで用いたものと同じである。
【００８０】
上記表４から明らかなように、第一のエネルギー線重合性化合物と、第五のエネルギー線重合性化合物の両方を含有する実施例４の偏光板は、実用上十分な程度に変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄くても、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
【００８１】
＜実施例５＞
上記実施例１ａ〜１ｄで用いたエネルギー線硬化性組成物に変え、下記表５に示す配合のエネルギー線硬化性組成物を用い、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で実施例５の偏光板を作成し、実施例１ａ〜１ｄと同じ条件で透過率を測定した。その測定結果と、評価結果とを下記表５に記載する。
【００８２】
【表５】
尚、上記表５中のＥＯ変性Ｂｉｓ−Ｆジアクリレートは、日本化薬（株）社製の商品名「Ｒ−７１２」であり、ビスフェノールＦ型基を有する第五のエネルギー線重合性化合物の１種である。
ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートは日本化薬（株）社製の商品名「ＭＡＮＤＡ」であり、第一のエネルギー線重合性化合物の１種である。また、重合開始剤とシランカップリング剤はそれぞれ実施例１ａ〜１ｄで用いたものと同じである。
【００８４】
上記表５から明らかなように、ビスフェノールＦ型基を有する第五のエネルギー線重合性化合物と、第一のエネルギー線重合性化合物の両方を含有する実施例５の偏光板は、実用上十分な程度に変化率が小さく、保護膜が２０μｍと非常に薄くても、偏光子に対する湿気等の外界の影響を排除できることがわかる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の偏光板によれば、保護膜が薄膜化されているにもかかわらず、外部の湿気等の影響から偏光子が保護されており、高温、高湿の環境下でも偏光能を良好な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光板を適用した液晶表示素子の概略断面図
【符号の説明】
１……液晶パネル ２、１０……偏光子 ３、１１……保護膜 ４、１２……偏光板 ５、１３……λ／２位相差膜 ６、１４……４／λ位相差膜、７、８、１６、１７……粘着剤層 １５……視野角向上膜 ９……液晶表示素子
Claims (11)
- 偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、
前記エネルギー線硬化性組成物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のエネルギー線重合性化合物を含有し、
前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、
前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、
前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板。 - 前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第一のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準で４０重量％以上含有する請求項１記載の偏光板。
- 偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、
前記エネルギー線硬化性組成物は、トリメチロールプロパン基を有する第二のエネルギー線重合性化合物を含有し、
前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、
前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、
前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板。 - 前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第二のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準で６０重量％以上含有する請求項３記載の偏光板。
- 偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、
前記エネルギー線硬化性組成物は、ペンタエリスリトール基を有する第三のエネルギー線重合性化合物を含有し、
前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、
前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、
前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板。 - 前記エネルギー線硬化性組成物は、ポリエステル（メタ）アクリレートからなる第４のエネルギー線重合性化合物を含有する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の偏光板。
- 偏光子の少なくとも片面に、保護膜が形成され、前記保護膜はエネルギー線硬化性組成物の硬化物で構成された偏光板において、
前記エネルギー線硬化性組成物は、ネオペンチルグリコール基を有する第一のエネルギー線重合性化合物と、ビスフェノール基を有する第五のエネルギー線重合性化合物とを含有し、
前記偏光子はフィルムが延伸された延伸フィルムであり、
前記延伸フィルムはヨウ素で染色され、
前記保護膜は、前記延伸フィルムの少なくとも片面に塗布された前記エネルギー線硬化性組成物が、エネルギー線の照射による硬化で形成された偏光板。 - 前記エネルギー線硬化性組成物は、前記第一のエネルギー線重合性化合物と、前記第五のエネルギー線重合性化合物を、樹脂固形分基準でそれぞれ５０重量％含有する請求項７記載の偏光板。
- 前記第五のエネルギー線重合性化合物はビスフェノール基としてビスフェノールＡ型基を有する請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の偏光板。
- 前記第五のエネルギー線重合性化合物はビスフェノール基としてビスフェノールＦ型基を有する請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の偏光板。
- 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の偏光板が、液晶パネルの少なくとも片面に設けられた液晶表示素子。
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