JP5009690B2 - 偏光板、画像表示装置および偏光板の製造方法 - Google Patents
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Description
偏光子と、接着剤層と、硬化樹脂層とを含む偏光板であって、
前記接着剤層が、前記偏光子の少なくとも一方の面に積層され、
前記硬化樹脂層が、前記接着剤層の前記偏光子とは反対側の面に積層され、
前記接着剤層の厚みが、0.1μm〜10μmの範囲であり、
前記硬化樹脂層が、下記(A)成分および(B)成分を含む無溶剤型光硬化性組成物から形成された硬化樹脂層であることを特徴とする。
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー
(D)反応性希釈剤
(C)光重合開始剤
[1]基材の一方の表面に、下記(A)成分および(B)成分を含む無溶剤型光硬化性組成物を塗工して塗工膜を形成する工程
[2]前記塗工膜に、紫外線および電子線の少なくとも一方を照射することにより、前記塗工膜を硬化させて、硬化樹脂層を形成し、第1の積層体(R1)を得る工程
[3]前記第1の積層体(R1)の硬化樹脂層の表面に、接着性組成物を塗工して、厚み0.1μm〜10μmの範囲の接着剤層を形成し、第2の積層体(R2)を得る工程
[4]偏光子を準備する工程
[5]前記偏光子と前記第2の積層体(R2)とを、前記第2の積層体(R2)の接着剤層が前記偏光子側となるように積層し、第3の積層体(R3)を得る工程
[6]前記第3の積層体(R3)から、前記基材を剥離する工程
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー
前述のように、本発明の偏光板は、偏光子と、接着剤層と、硬化樹脂層とを含む。前記接着剤層は、前記偏光子の少なくとも一方の面に積層されている。前記硬化樹脂層は、前記接着剤層の前記偏光子とは反対側の面に積層されている。すなわち、本発明において、偏光子の少なくとも一方の面に接着剤層を介して硬化樹脂層が積層されている。本発明において、前記接着剤層および前記硬化樹脂層は、前記偏光子の片面に積層してもよいし、前記偏光子の両面に積層してもよい。本発明において、前記偏光板の平面形状は、例えば、矩形であり、正方形であってもよいし、長方形であってもよいが、好ましくは、長方形である。したがって、本発明において、前記偏光子、前記接着剤層および前記硬化樹脂層などの各構成部材の平面形状は、矩形であることが好ましく、正方形であってもよいし、長方形であってもよいし、好ましくは、偏光板の平面形状に合わせた長方形である。前述のように、前記硬化樹脂層は、ハードコート層および保護層の両方を兼ねることが好ましく、この態様であれば、偏光板の薄型化が可能である。
本発明に用いられる偏光子は、本発明の目的を達成し得るものであれば、任意の適切なものが選択され得る。前記偏光子としては、例えば、親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。前記親水性高分子フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等が挙げられる。本発明において、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させた偏光子が好ましい。
本発明の前記接着剤層は、その厚みが、0.1μm〜10μmの範囲である。前記範囲の厚みの接着剤層とすることで、偏光子と硬化樹脂層の接着力に優れ、且つ、表面硬度の高い偏光板を得ることができる。前記範囲の厚みであれば、前述のとおり、前記接着剤層は、単層構造であってもよいし、二層以上の複層構造であってもよい。前記接着剤層の厚みは、好ましくは、0.1μm〜8μmの範囲であり、より好ましくは、0.5μm〜6μmの範囲であり、さらに好ましくは、1μm〜5μmの範囲である。
本発明に用いられる前記硬化樹脂層は、前記(A)成分とおよび(B)成分を含む光硬化性組成物から形成されるものである。本発明において、前記(A)成分の多官能アクリルモノマーまたは多官能メタクリルモノマーとは、分子構造中にアクリロイル基またはメタクロイル基を2個以上有するアクリルモノマーまたはメタクリルモノマーをいう。また、本発明において、前記(B)成分の光硬化性プレポリマーとは、分子構造中に光反応性の官能基を有し、構造単位の繰り返し数が2以上の重合体をいう。前記構造単位の繰り返し数は、例えば、2〜20の範囲である。
(b)2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートと、2個以上の水酸基を有するヒドロキシアクリレートおよび2個以上の水酸基を有するヒドロキシメタクリレートの少なくとも一方とを反応させる。
[1]基材の一方の表面に、下記(A)成分および(B)成分を含む無溶剤型光硬化性組成物を塗工して塗工膜を形成する工程
[2]前記塗工膜に、紫外線および電子線の少なくとも一方を照射することにより、前記塗工膜を硬化させて、硬化樹脂層を形成し、第1の積層体(R1)を得る工程
[3]前記第1の積層体(R1)の硬化樹脂層の表面に、接着性組成物を塗工して、厚み0.1〜10μmの範囲の接着剤層を形成し、第2の積層体(R2)を得る工程
[4]偏光子を準備する工程
[5]前記偏光子と前記第2の積層体(R2)とを、前記第2の積層体(R2)の接着剤層が前記偏光子側となるように積層して、第3の積層体(R3)を得る工程
[6]前記第3の積層体(R3)から、上記基材を剥離する工程
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー
本発明において、「保護層」とは、前記硬化樹脂層とは別に形成されるものであり、例えば、図1(b)に示すように、前記偏光子の前記硬化樹脂層が形成された側と反対側の面に任意の接着層を介して形成されるものであり、任意の構成要素である。前記保護層の形成材料としては、例えば、偏光特性や耐久性等の観点から、好ましくは、TAC等のセルロース系樹脂またはノルボルネン系樹脂が用いられる。これらの樹脂のフィルムの市販品としては、例えば、富士写真フイルム(株)製の商品名「フジタック」、日本ゼオン(株)製の商品名「ゼオノア」、JSR(株)製の商品名「アートン」等が挙げられる。
前述のように、本発明の偏光板を、液晶セルに積層して用いる場合には、例えば、前記偏光板の表面に、粘着剤層を設けておくことが好ましい。これにより、前記液晶セルへの本発明の偏光板の積層が容易になる。
本発明の偏光板は、液晶表示装置(LCD)やELディスプレイ(ELD)等の各種の画像表示装置に好ましく用いることができる。本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光板を用いること以外は、従来の液晶表示装置と同様の構成である。本発明の液晶表示装置は、例えば、液晶セル、本発明の偏光板等の光学部材、および必要に応じて照明システム(バックライト等)等の各構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むこと等により製造できる。
厚みが10μm未満の場合、FE−SEM[日立製作所(株)製、製品名「S−4000」(加速電圧3kV)]を用いて、断面の厚みを測定して求めた。厚みが10μm以上の場合、アンリツ製デジタルマイクロメーター「KC−351C型」を使用して測定した。なお、断面の厚み測定に用いたサンプルは、偏光板の小片をウルトラミクロトームで切断することで作製した。
直径10mmの円形サンプルを蛍光X線分析で下記条件により測定したX線強度から、あらかじめ標準試料を用いて作成した検量線により各元素含有量を求めた。
・分析装置:理学電機工業(株)製の蛍光X線分析装置(XRF)、製品名「ZSX100e」
・対陰極:ロジウム
・分光結晶:フッ化リチウム
・励起光エネルギー:40kV−90mA
・定量法:FP法
分光光度計[村上色彩技術研究所(株)製、製品名「DOT−3」]を用いて測定した。
切り出した偏光板の小片を樹脂に含埋した後、クライオウルトラミクロトームにて凍結して、超精密切削してサンプルを作製した。Hysitron社製、製品名「Tribo Indenter」を用いて、このサンプルの断面の単一押し込み測定(押し込み圧子:Berkovich(三角錐形)、押し込み深さ:230nm〜280nm)を行った。測定は、各サンプルにつき3回ずつ行い、平均値を求めた。
異なる硬度の鉛筆を用い、JIS K 5400(1990年版)に準じた試験法により、偏光板の硬化樹脂層表面の鉛筆引っ掻き値を求めた。
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み75μm、東レ(株)製、商品名「ルミラーS27−E」]の一方の面に、バーコーター(16番)を用いて、下記組成の無溶剤型光硬化性組成物を塗工し、塗工膜を形成した。その後、前記塗工膜に、高圧水銀ランプを用いて、波長365nmの紫外線を、積算光量が300mJ/cm2となるように照射して、厚み22μmの硬化樹脂層を形成し、第1の積層体(R1)を作製した。
(A)成分:前記構造式(II)で表されるアクリルモノマー(日本化薬(株)製、商品名「KAYARAD DPHA」、Mw=578)74重量部
(B)成分:ポリウレタンアクリレート(日本合成化学工業(株)製、商品名「紫光 UV−7600B」)5重量部
(C)成分:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア184」)5重量部
(D)成分:テトラヒドロフルフリルアクリレート(和光純薬工業(株)製)21重量部
1液型湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物(分子構造中にビュレット基を含むウレタン樹脂を含有、三井化学ポリウレタン(株)製、商品名「MT−オレスター NM89−50G」)を酢酸エチルで2倍に希釈した希釈溶液
(1)膨潤浴:30℃の純水。
(2)染色浴:水100重量部に対し、0.03重量部のヨウ素と、水100重量部に対し、0.2重量部のヨウ化カリウムとを含む、30℃の水溶液。
(3)第1の架橋浴:3重量%のヨウ化カリウムと、3重量%のホウ酸とを含む、40℃の水溶液。
(4)第2の架橋浴:5重量%のヨウ化カリウムと、4重量%のホウ酸とを含む、60℃の水溶液。
(5)水洗浴:3重量%のヨウ化カリウムを含む、25℃の水溶液。
前記接着性組成物を、バーコーター(10番)で塗工し、厚み2μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
下記組成の無溶剤型光硬化性組成物および接着性組成物を用いたこと、硬化樹脂層の厚みを20μmとしたこと、および接着剤層の厚みを2μmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
(A)成分:前記構造式(II)で表されるアクリルモノマー(ダイセル・サイテック(株)製、商品名「DPHA」)12重量部
(B)成分:脂肪族系ウレタンアクリレート(ダイセル・サイテック(株)製、商品名「PETIA」)16重量部
(C)成分:ウレタンアクリレート(日本合成化学工業(株)製、商品名「紫光UV−7640B」)24重量部
(D)成分:メタクリレート系ポリマー(東亞合成(株)製、商品名「アロニックスM9050」、Mw=3000)14重量部
水性ポリウレタンディスパージョン(第一工業製薬社製、商品名「スーパーフレックス460」)
前記接着性組成物を、バーコーター(6番)で塗工し、厚み4μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記接着性組成物を、バーコーター(10番)で塗工し、厚み8μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(30番)で塗工し、厚み27μmの硬化樹脂層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(30番)で塗工し、厚み27μmの硬化樹脂層を形成したことと、前記接着性組成物を、バーコーター(6番)で塗工し、厚み4μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(30番)で塗工し、厚み27μmの硬化樹脂層を形成したことと、前記接着性組成物を、バーコーター(10番)で塗工し、厚み8μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(40番)で塗工し、厚み35μmの硬化樹脂層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(40番)で塗工し、厚み35μmの硬化樹脂層を形成したことと、前記接着性組成物を、バーコーター(6番)で塗工し、厚み4μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(40番)で塗工し、厚み35μmの硬化樹脂層を形成したことと、前記接着性組成物を、バーコーター(10番)で塗工し、厚み8μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記接着性組成物として、前記1液型湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物を希釈せずに用いたことと、それをバーコーター(18番)で塗工し、厚み14μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で、本比較例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記接着性組成物として、前記1液型湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物を希釈せずに用いたことと、それをバーコーター(20番)で塗工し、厚み17μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で、本比較例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記接着性組成物として、前記1液型湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物に代えて、アクリル系粘着性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、本比較例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記接着性組成物を、バーコーター(20番)で塗工し、厚み15μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(30番)で塗工し、厚み27μmの硬化樹脂層を形成したことと、前記接着性組成物を、バーコーター(20番)で塗工し、厚み15μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
前記無溶剤型光硬化性組成物を、バーコーター(40番)で塗工し、厚み35μmの硬化樹脂層を形成したことと、前記接着性組成物を、バーコーター(20番)で塗工し、厚み15μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例3と同様の方法で、本実施例の偏光板を作製した。この偏光板の特性を、前記表1に示す。
実施例1〜11示した偏光板は、無溶剤型光硬化性組成物から形成された硬化樹脂層を、厚みが0.1μm〜10μmの範囲の接着剤層を介して、偏光子に積層したものである。これらの偏光板は、従来の偏光板に比べて、格段に高い表面硬度(鉛筆硬度:9H)を示した。一方、比較例1〜6に示した偏光板は、硬化樹脂層を、厚み10μmを超える接着剤層を介して、偏光子に積層したものである。これらの偏光板は、その表面硬度が実施例のものよりもかなり低かった(鉛筆硬度:H〜7H)。また、実施例3〜11に示した偏光板では、硬化樹脂層の表面にクラックは確認されなかった。一方、比較例4〜6に示した偏光板では、硬化樹脂層の表面にクラックが発生した。
2 第1の接着剤層
3 第2の硬化樹脂層
4 第2の接着剤層
5 第2の硬化樹脂層
6 接着層
7 保護層
301 ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルム
300 繰り出し部
310 膨潤浴
320 染色浴
311、312、321、322、331、332、341、342 ロール
330 第1の架橋浴
340 第2の架橋浴
350 水洗浴
360 乾燥手段
370 偏光子
380 巻き取り部
401 第1の繰り出し部
402 第1のコータ部
403 紫外線照射手段
404 光源
405 照射器
406 第2のコータ部
407 乾燥手段
408 第2の繰り出し部
409 第1の巻き取り部
410 第2の巻き取り部
Claims (16)
- 偏光子と、接着剤層と、硬化樹脂層とを含む偏光板であって、
前記接着剤層が、前記偏光子の少なくとも一方の面に積層され、
前記硬化樹脂層が、前記接着剤層の前記偏光子とは反対側の面に積層され、
前記接着剤層の厚みが、0.1μm〜10μmの範囲であり、
前記硬化樹脂層が、下記(A)成分および(B)成分を含む無溶剤型光硬化性組成物から形成された硬化樹脂層であることを特徴とする偏光板。
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー - 前記偏光子の複合弾性率が、6GPa以上である請求項1記載の偏光板。
- 前記接着剤層が、ポリウレタン樹脂組成物の硬化層である請求項1または2記載の偏光板。
- 前記ポリウレタン樹脂組成物が、1液型湿気硬化型ポリウレタン樹脂組成物である請求項3記載の偏光板。
- 前記ポリウレタン樹脂組成物が、水性ポリウレタンディスパージョンである請求項3記載の偏光板。
- 前記硬化樹脂層の厚みが、10μm〜30μmの範囲である請求項1から5のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記(A)成分の多官能アクリルモノマーまたは多官能メタクリルモノマーが、分子構造中にアクリロイル基またはメタクロイル基を4個以上有する請求項1から6のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記(B)成分の光硬化性プレポリマーが、ポリウレタンアクリレートおよびポリウレタンメタクリレートの少なくとも一方である請求項1から8のいずれかに記載の偏光板。
- さらに、前記無溶剤型光硬化性組成物が、下記の(D)成分を含む請求項1から9のいずれか一項に記載の偏光板。
(D)反応性希釈剤 - さらに、前記無溶剤型光硬化性組成物が、下記の(C)成分を含む請求項1から10のいずれか一項に記載の偏光板。
(C)光重合開始剤 - 前記(C)成分の光重合開始剤が、アセトフェノン系開始剤である請求項11に記載の偏光板。
- 前記偏光子が、ヨウ素とポリビニル系アルコール樹脂とを含む請求項1から12のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記硬化樹脂層が、ハードコート層および保護層の両方を兼ねる請求項1から13のいずれか一項に記載の偏光板。
- 偏光板を搭載した画像表示装置であって、前記偏光板が、請求項1から14のいずれか一項に記載の偏光板であることを特徴とする画像表示装置。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の偏光板の製造方法であって、下記[1]〜[6]の工程を含む偏光子の製造方法。
[1]基材の一方の表面に、下記(A)成分および(B)成分を含む無溶剤型光硬化性組成物を塗工して塗工膜を形成する工程
[2]前記塗工膜に、紫外線および電子線の少なくとも一方を照射することにより、前記塗工膜を硬化させて、硬化樹脂層を形成し、第1の積層体(R1)を得る工程
[3]前記第1の積層体(R1)の硬化樹脂層の表面に、接着性組成物を塗工して、厚み0.1μm〜10μmの範囲の接着剤層を形成し、第2の積層体(R2)を得る工程
[4]偏光子を準備する工程
[5]前記偏光子と前記第2の積層体(R2)とを、前記第2の積層体(R2)の接着剤層が前記偏光子側となるように積層し、第3の積層体(R3)を得る工程
[6]前記第3の積層体(R3)から、前記基材を剥離する工程
(A)多官能アクリルモノマーおよび多官能メタクリルモノマーの少なくとも一方
(B)光硬化性プレポリマー
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