JP5091304B2 - 粘着型光学フィルムの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、光学フィルムの少なくとも片面にアンカー層を介して粘着剤層が積層されている粘着型光学フィルムの製造方法に関する。前記光学フィルムとしては、偏光板、位相差板、光学補償フィルム、輝度向上フィルムや、反射防止フィルムなどの表面処理フィルム、さらにはこれらが積層されているものなどが挙げられる。
液晶表示装置および有機EL表示装置などは、その画像形成方式から、例えば、液晶表示装置では、液晶セルの両側に偏光素子を配置することが必要不可欠であり、一般的には偏光板が貼着されている。また液晶パネルおよび有機ELパネルなどの表示パネルには偏光板の他に、ディスプレイの表示品位を向上させるために様々な光学素子が用いられるようになってきている。また液晶表示装置や有機EL表示装置、CRT、PDPなどの画像表示装置を保護したり、高級感を付与したり、デザインを差別化するために前面板が使用されている。これら液晶表示装置および有機EL表示装置などの画像表示装置や前面板などの画像表示装置と共に使用される部材には、例えば、着色防止としての位相差板、液晶ディスプレイの視野角を改善するための視野角拡大フィルム、さらにはディスプレイのコントラストを高めるための輝度向上フィルム、表面の耐擦傷性を付与するために用いられるハードコートフィルム、画像表示装置に対する写り込みを防止するためのアンチグレア処理フィルム、アンチリフレクティブフィルム、ローリフレクティブフィルムなどの反射防止フィルムなどの表面処理フィルムが用いられている。これらのフィルムは総称して光学フィルムと呼ばれる。
前記光学フィルムを液晶セルおよび有機ELパネルなどの表示パネル、または前面板に貼着する際には、通常、粘着剤が使用される。また、光学フィルムと液晶セルおよび有機ELパネルなどの表示パネル、または前面板、または光学フィルム間の接着は、通常、光の損失を低減するため、それぞれの材料は粘着剤を用いて密着されている。このような場合に、光学フィルムを固着させるのに乾燥工程を必要としないことなどのメリットを有することから、光学フィルムの片側に予め粘着剤層として設けられた粘着型光学フィルムが一般的に用いられる。
光学フィルムは、加熱や加湿条件下で収縮・膨張しやすく、光学フィルムと粘着剤との密着性が低いと、光学フィルムと粘着剤層との間で浮きや剥がれが生じることがある。特に、液晶パネルがより高耐久性を要求されるカーナビを始めとする車載用途になると、光学フィルムにかかる収縮応力も大きくなり、浮きや剥がれを一層生じやすくなる。具体的には、例えばTV用などで実施される80℃程度の信頼性試験では問題が無くても、カーナビなどの車載用で実施される95℃程度の信頼性試験では、浮きや剥がれなどの不具合が発生し易くなる。また、粘着型光学フィルムを液晶ディスプレイに貼着した後、必要により一旦剥離して、再貼着(リワーク)する際、光学フィルムと粘着剤との密着力が低いと、液晶ディスプレイの表面に粘着剤が残ってしまい、リワークが効率良く行えないという不具合や、粘着型光学フィルムの切断や搬送時などの使用工程におけるハンドリングの際、粘着型光学フィルムの端部が人やまわりの物に接触すると、その部分の粘着剤が欠けることで液晶パネルの表示不良などが起こる不具合も発生しやすくなる。これらを解消するために、光学フィルムにアンカー層を塗布してから粘着剤を塗布して、光学フィルムと粘着剤層との密着性を上げる手法が実施されている。
ところで、前記粘着剤層に対しては、環境促進試験として通常行われる加熱および加湿などによる耐久試験の際、粘着剤に起因する不具合が発生しないことが要求される。しかしながら、光学フィルムと粘着剤層との間にアンカー層を配置する場合、耐久性試験時に光学フィルムのアンカー層形成面側にて、ソルベントクラックが発生するという問題があった。特に、例えばTV用などで実施される80℃程度の信頼性試験ではソルベントクラックが発生しなくても、カーナビなどの車載用で実施される95℃程度の信頼性試験では、ソルベントクラックが顕著に発生する場合があった。
下記特許文献1では、光学フィルムと粘着剤層との間に、水およびアルコールの混合溶媒とポリアミン化合物とを含有するアンカー層塗布液を塗布・乾燥させて得られたアンカー層を配置した粘着型光学フィルムが記載されている。しかしながら、かかる粘着型光学フィルムでは、耐久性試験時に光学フィルムのアンカー層形成面側にて、ソルベントクラックが発生するという問題を解決するための、アンカー層塗布液の組成・乾燥条件の検討が具体的にされていない。
また、下記特許文献2では、光学フィルムと粘着剤層との間に、水およびアルコールの混合溶媒とオキサゾリン基含有ポリマーとを含有するアンカー層塗布液を塗布・乾燥させて得られたアンカー層を配置した粘着型光学フィルムが記載され、かかるアンカー層塗布液の乾燥条件として、乾燥温度40度、乾燥時間120秒に設定した例が具体的に開示されている。さらに、下記特許文献3では、光学フィルムと粘着剤層との間に、ポリウレタン樹脂と水溶性ポリチオフェン系導電性ポリマーとを含有する水溶液からなるアンカー層塗布液を塗布・乾燥させて得られたアンカー層を配置した粘着型光学フィルムが記載され、かかるアンカー層塗布液の乾燥条件として、乾燥温度80度、乾燥時間120秒に設定した例が具体的に開示されている。しかしながら、これらの乾燥条件では、上述したソルベントクラックの発生を防止する観点から、さらなる改良の余地があることが判明した。
さらに、下記特許文献4では、光学フィルムと粘着剤層との間に、アンモニアを含有し、かつ水分散型ポリマーを含有するアンカー層塗布液を塗布・乾燥させて得られたアンカー層を配置した粘着型光学フィルムが記載され、かかるアンカー層塗布液の乾燥条件として、乾燥温度50度、乾燥時間60秒に設定した例が具体的に開示されている。しかしながら、アンカー層に存在するアンモニアの割合が多くなると、高熱、高湿度環境下において、例えば、光学フィルムとして偏光板を用いる場合には、偏光板の偏光特性が変化する。これにより、光学特性に影響を及ぼし、高熱、高湿度環境下における高耐久性を満足できなくなる場合があった。
上述のとおり、従来の技術では、光学フィルムのアンカー層形成面側にて、ソルベントクラックが発生するという問題に着目した例がなく、かかる問題を改良するためには、さらなる検討が必要であった。
特開2004−078143号公報 特開2007−171892公報 特開2009−242786号公報 特開2007−248485号公報
本発明は前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学フィルムの少なくとも片面にアンカー層を介して粘着剤層が積層されている粘着型光学フィルムの製造方法であって、密着性がよく、高温でのクラック耐久性に優れる粘着型光学フィルムの製造方法を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の溶媒組成からなる混合溶媒を使用し、かかる混合溶媒を除去するための乾燥条件を最適化することで、粘着型光学フィルムのアンカー層形成面側にて、ソルベントクラックの発生を効果的に防止できることを見出した。本発明は、前記の検討の結果なされたものであり、下記の如き構成により上述の目的を達成するものである。
すなわち、本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法は、光学フィルムの少なくとも片面にアンカー層を介して粘着剤層が積層されている粘着型光学フィルムの製造方法であって、水およびアルコールを主成分とする混合溶媒とバインダー樹脂とを含有するアンカー層塗布液を、前記光学フィルム上に乾燥前の塗布厚が20μm以下になるように塗布し、次いで下記(1)〜(2):
(1)乾燥温度T=40〜70℃、
(2)前記乾燥温度T(℃)と前記乾燥時間H(秒)とを乗じた値(T×H)が、
400≦(T×H)≦4000
の両方を満たす乾燥条件で乾燥することにより、前記混合溶媒を除去してアンカー層を形成する工程を有することを特徴とする。
前記粘着型光学フィルムの製造方法において、前記アルコールが、イソプロピルアルコールおよび/またはエタノールであることが好ましい。
前記粘着型光学フィルムの製造方法において、前記光学フィルムに前記アンカー層塗布液を塗布してから乾燥を開始するまでの時間が、30秒以下であることが好ましい。
前記粘着型光学フィルムの製造方法において、前記光学フィルムの前記アンカー層形成面側が、ノルボルネン系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂であることが好ましい。
前記粘着型光学フィルムの製造方法において、アンカー層を形成する工程の前に、前記光学フィルムの前記アンカー層形成面側にコロナ処理またはプラズマ処理を施す工程を有することが好ましい。
本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法では、アンカー層塗布液が水およびアルコールを主成分とする混合溶媒とバインダー樹脂とを含有する。特に、水およびアルコールを主成分とする混合溶媒を使用することにより、光学フィルムと粘着剤層との密着性を向上し、かつアンカー層の塗布外観性を向上することができる。さらに、水およびアルコールを主成分とする混合溶媒を含有するアンカー層塗布液を、下記(1)〜(2):
(1)乾燥温度T=40〜70℃、
(2)前記乾燥温度T(℃)と前記乾燥時間H(秒)とを乗じた値(T×H)が、
400≦(T×H)≦4000
の両方を満たす乾燥条件で乾燥することにより、光学フィルムのアンカー層形成面側にて、ソルベントクラックが発生するのを防止することができる。特に、本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法によれば、カーナビなどの車載用で実施される95℃程度の信頼性試験においても、ソルベントクラックの発生を防止可能な粘着型光学フィルムを製造することができる。
本発明は、光学フィルムの少なくとも片面にアンカー層を介して粘着剤層が積層されている粘着型光学フィルムの製造方法に関する。粘着型光学フィルムにおいて、粘着剤層は光学フィルムの片面を設けていてもよく、光学フィルムの両面に有していてもよい。
粘着剤層の形成には、適宜な粘着剤を用いることができ、その種類について特に制限はない。粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤などが挙げられる。
これら粘着剤のなかでも、光学的透明性に優れ、適宜な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく使用される。このような特徴を示すものとしてアクリル系粘着剤が好ましく使用される。
アクリル系粘着剤は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのモノマーユニットを主骨格とするアクリル系ポリマーをベースポリマーとする。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルはアクリル酸アルキルエステルおよび/またはメタクリル酸アルキルエステルをいい、本発明の(メタ)とは同様の意味である。アクリル系ポリマーの主骨格を構成する、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の炭素数1〜20のものを例示できる。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)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸イソミリスチル、(メタ)アクリル酸ラウリルなどを例示できる。これらは単独であるいは組み合わせて使用することができる。これらアルキル基の平均炭素数は3〜9であるのが好ましい。
前記アクリル系ポリマー中には、接着性や耐熱性の改善を目的に、1種類以上の共重合モノマーを共重合により導入することができる。そのような共重合モノマーの具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリルや(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)−メチルアクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー;(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有モノマー;アクリル酸のカプロラクトン付加物;スチレンスルホン酸やアリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどの燐酸基含有モノマーなどが挙げられる。
また、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミドやN−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミドなどの(N−置換)アミド系モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどの(メタ)アクリル酸アルキルアミノアルキル系モノマー;(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチルなどの(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミドやN−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミド、N−アクリロイルモルホリンなどのスクシンイミド系モノマー;N−シクロヘキシルマレイミドやN−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミドやN−フェニルマレイミドなどのマレイミド系モノマー;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマー、なども改質目的のモノマー例として挙げられる。
さらに改質モノマーとして、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、N−ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N−ビニルカルボン酸アミド類、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニルカプロラクタムなどのビニル系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノアクリレート系モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有アクリル系モノマー;(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコールなどのグリコール系アクリルエステルモノマー;(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートや2−メトキシエチルアクリレートなどのアクリル酸エステル系モノマーなども使用することができる。
アクリル系ポリマーは、全構成モノマーの重量比率において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、アクリル系ポリマー中の前記共重合モノマーの割合は、特に制限されないが、前記共重合モノマーの割合は、全構成モノマーの重量比率において、0〜20%程度、0.1〜15%程度、さらには0.1〜10%程度であるのが好ましい。
これら共重合モノマーの中でも、接着性、耐久性の点から、ヒドロキシル基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーが好ましく用いられる。これらモノマーは、架橋剤との反応点になる。ヒドロキシル基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーなどは分子間架橋剤との反応性に富むため、得られる粘着剤層の凝集性や耐熱性の向上のために好ましく用いられる。
共重合モノマーとして、ヒドロキシル基含有モノマーおよびカルボキシル基含有モノマーを含有する場合、これら共重合モノマーは、前記共重合モノマーの割合で用いられるが、カルボキシル基含有モノマー0.1〜10重量%およびヒドロキシル基含有モノマー0.01〜2重量%を含有することが好ましい。カルボキシル基含有モノマーは、0.2〜8重量%がより好ましく、さらには0.6〜6重量%が好ましい。ヒドロキシル基含有モノマーは、0.03〜1.5重量%がより好ましく、さらには0.05〜1重量%が好ましい。
アクリル系ポリマーの平均分子量は特に制限されないが、重量平均分子量は、30万〜250万程度であるのが好ましい。前記アクリル系ポリマーの製造は、各種公知の手法により製造でき、例えば、バルク重合法、溶液重合法、懸濁重合法などのラジカル重合法を適宜選択できる。ラジカル重合開始剤としては、アゾ系、過酸化物系の各種公知のものを使用できる。反応温度は通常50〜80℃程度、反応時間は1〜8時間とされる。また、前記製造法の中でも溶液重合法が好ましく、アクリル系ポリマーの溶媒としては一般に酢酸エチル、トルエンなどが用いられる。溶液濃度は通常20〜80重量%程度とされる。
また前記粘着剤は、架橋剤を含有する粘着剤組成物とするのが好ましい。粘着剤に配合できる多官能化合物としては、有機系架橋剤や多官能性金属キレートが挙げられる。有機系架橋剤としては、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、イミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、などが挙げられる。これら架橋剤は1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。有機系架橋剤としてはイソシアネート系架橋剤が好ましい。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合または配位結合しているものである。多価金属原子としては、Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Tiなどが挙げられる。共有結合または配位結合する有機化合物中の原子としては酸素原子などがあげられ、有機化合物としてはアルキルエステル、アルコール化合物、カルボン酸化合物、エーテル化合物、ケトン化合物などが挙げられる。
アクリル系ポリマーなどのベースポリマーと架橋剤の配合割合は特に限定されないが、通常、ベースポリマー(固形分)100重量部に対して、架橋剤(固形分)0.001〜20重量部程度が好ましく、さらには0.01〜15重量部程度が好ましい。前記架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤が好ましい。イソシアネート系架橋剤は、ベースポリマー(固形分)100重量部に対して、0.001〜2重量部程度が好ましく、さらには0.01〜1.5重量部程度が好ましい。
さらには、前記粘着剤には、必要に応じて、粘着付与剤、可塑剤、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末などからなる充填剤、顔料、着色剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤などを、また本発明の目的を逸脱しない範囲で各種の添加剤を適宜に使用することもできる。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層などとしても良い。
シランカップリング剤としては、従来から知られているものを特に制限なく使用できる。例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミンなどのアミノ基含有シランカップリング剤、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基含有シランカップリング剤を例示できる。ただし、粘着剤層中にシランカップリング剤を含有する場合、光学フィルムのアンカー層形成面側でのソルベントクラック発生を助長する場合があるので、ベースポリマー(固形分)100重量部に対して、シランカップリング剤(固形分)の含有量はできるだけ少ないことが好ましい。具体的には、0〜3重量部程度が好ましく、0〜2重量部程度を配合するのがより好ましく、0〜1重量部程度を配合するのがさらに好ましい。
本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法では、粘着剤層と光学フィルムとの間にアンカー層を設ける。かかるアンカー層は、水およびアルコールを主成分とする混合溶媒とバインダー樹脂とを含有するアンカー層塗布液を、光学フィルム上に乾燥前の塗布厚が20μm以下になるように塗布し、次いで下記(1)〜(2):
(1)乾燥温度T=40〜70℃、
(2)乾燥温度T(℃)と乾燥時間H(秒)とを乗じた値(T×H)が、
400≦(T×H)≦4000
の両方を満たす乾燥条件で乾燥することにより、混合溶媒を除去して形成される。
アンカー層塗布液中の混合溶媒は、水およびアルコールを主成分とする混合溶媒を含有する。ソルベントクラック防止の観点からは、アルコールよりも水の使用が好ましいが、アンカー層塗布液の相溶性、光学フィルムへの濡れ性、さらには光学フィルムとの密着性やアンカー層の塗布外観性を考慮すると、水およびアルコールを混合して使用する必要がある。なお、アンカー層塗布液の相溶性(バインダー樹脂と混合溶媒との相溶性)が悪い(凝集物の発生や、濁りなど)場合、多少の凝集物などの発生に対しては、フィルターを通したろ過塗布により対処できるが、それでも塗布外観トラブルになりやすい。より好ましくは、水とイソプロピルアルコールおよび/またはエタノールとの混合溶媒であり、さらに好ましくは水とイソプロピルアルコールとの混合溶媒である。また、水とアルコールとの混合比率は、水の割合で10〜90重量%であることが好ましく、20〜80重量%であることがより好ましく、30〜70重量%であることが特に好ましい。
また、アンカー層塗布液中に、水およびアルコール以外の成分、例えば、アンモニアの割合が多くなると、高熱、高湿度環境下において、例えば、光学フィルムとして偏光板を用いる場合、偏光板の偏光特性が変化し、これにより、光学特性に影響を及ぼし、高熱、高湿度環境下における高耐久性を満足できなくなる場合がある。したがって、アンカー層塗布液中の混合溶媒(バインダー樹脂の希釈溶媒)は、水およびアルコールを主成分とすること、具体的には混合溶媒中の水およびアルコールの合計量が90重量%以上である必要がある。より好ましくは、混合溶媒中の水およびアルコールの合計量が95重量%以上であり、さらに好ましくは、混合溶媒中の水およびアルコールの合計量が99重量%以上であり、最も好ましくは、混合溶媒中の水およびアルコールが実質的に100重量%である。
なお、アンカー層塗布液中にアンモニアを含有する場合、アンカー層の塗布外観性や光学信頼性に優れる場合はあるが、耐久性やソルベントクラック防止の観点からはアンモニアを含有量ができるだけ少ないことが好ましい。具体的には、アンカー層塗布液中のアンモニアの含有量は、バインダー樹脂(固形分)100重量部に対して、0.05重量部未満が好ましく、0.03重量部未満であることがより好ましい。
バインダー樹脂としては、粘着剤の投錨力を向上できる層であれば特に制限はない。具体的には、例えば、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、分子中にアミノ基を含むポリマー類、エステルウレタン系樹脂、オキサゾリン基などを含有する各種アクリル系樹脂などの有機反応性基を有する樹脂(ポリマー)を用いることができる。アンカー層塗布液中のバインダー樹脂の含有量は、0.01〜3.0重量%であることが好ましく、0.03〜2.0重量%であることがより好ましく、0.05〜0.9重量%であることがさらに好ましい。
アンカー層塗布液には、必要に応じて、添加剤を配合することができる。添加剤としては、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、酸化防止剤などが挙げられる。これら添加剤のなかでも、レベリング剤(例えば、アセチレン骨格を有するものなど)が好ましい。これら添加剤の割合は、通常、バインダー樹脂(固形分)100重量部に対して、0.01〜500重量部程度が好ましく、0.1〜300重量部がより好ましく、1〜100重量部がさらに好ましい。
本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法では、アンカー層塗布液を、光学フィルム上に乾燥前の塗布厚が20μm以下になるように塗布する。かかる乾燥前の塗布厚は、厚すぎる(アンカー層塗布液の塗布量が多い)と、溶剤の影響を受け易くなり、クラック発生を助長するため、クラックの原因となる。一方、薄すぎると光学フィルムと粘着剤との密着性が不十分となり、耐久性悪化の原因となる。このため、2〜17μmであることが好ましく、4〜13μmであることがより好ましい。なお、かかる乾燥前の塗布厚は、乾燥後のアンカー層厚とアンカー層塗布液中のバインダー樹脂量の割合とから算出することができる。なお、アンカー層塗布液の塗布方法は特に限定なく、例えばコーティング法、ディッピング法、スプレー法などの塗工法を用いることができる。
本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法では、下記(1)〜(2):
(1)乾燥温度T=40〜70℃、
(2)乾燥温度T(℃)と乾燥時間H(秒)とを乗じた値(T×H)が、
400≦(T×H)≦4000
の両方を満たす乾燥条件で乾燥することにより、混合溶媒を除去してアンカー層を形成する。
(1)の乾燥温度Tは、素早く乾燥させるほど、光学フィルムのアンカー層形成面側でのソルベントクラックの防止の観点から効果的であるが、乾燥温度Tが高すぎると、光学フィルムの劣化が促進する。一方、乾燥温度Tが低すぎると、乾燥不良に起因したアンカー層の塗布外観性の悪化やソルベントクラックの発生が懸念される。このため、乾燥温度T=40〜70℃であることが肝要であり、T=45〜60℃であることが好ましい。
(2)の乾燥温度T(℃)と乾燥時間H(秒)とを乗じた値(T×H)は、大きすぎると光学フィルムの劣化が促進するため好ましくなく、小さすぎると、乾燥不良に起因したアンカー層の塗布外観性の悪化やソルベントクラックの発生が懸念される。このため、400≦(T×H)≦4000であることが肝要であり、500≦(T×H)≦2900であることが好ましく、500≦(T×H)≦2000であることがより好ましく、600≦(T×H)≦1250であることが特に好ましい。
なお、乾燥時間Hは、長すぎると光学フィルムの劣化が促進するため好ましくなく、短すぎると、乾燥不良に起因したアンカー層の塗布外観性の悪化やソルベントクラックの発生が懸念される。このため、乾燥時間H=5〜100秒であることが好ましく、H=5〜70秒であることが好ましく、10〜35秒であることがより好ましい。
本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法では、光学フィルムにアンカー層塗布液を塗布してから、上述した乾燥条件にて乾燥を開始するまでの時間を長く設定すると、アンカー層の塗布外観性が悪化する場合があり、かつ光学フィルムのアンカー層形成面側でのソルベントクラックの発生が助長される場合がある。アンカー層塗布液を塗布してから、乾燥を開始するまでの時間を長く設定した場合に、ソルベントクラックの発生が助長される原因は明らかではないが、光学フィルムを構成するポリマー中に、アンカー層塗布液の混合溶媒が浸透・拡散していくことが原因であると推定される。したがって、アンカー層塗布液を塗布してから、乾燥を開始するまでの時間は、短い方が好ましく、具体的には、30秒以下であることが好ましく、20秒以下であることがより好ましく、10秒以下であることが特に好ましい。下限については特に限定はないが、作業性などを考慮すると、1秒程度が例示される。
乾燥後のアンカー層厚み(乾燥厚)は、3〜300nmであることが好ましく、5〜180nmがより好ましく、11〜90nmがさらに好ましい。3nm未満では、光学フィルムと粘着剤層の投錨性の確保の点で十分でない場合がある。一方、300nmを超えると、アンカー層の厚みが厚すぎて強度不足からアンカー層内で凝集破壊が起こりやすく、十分な投錨性が得られない場合がある。
一般に、光学フィルムのアンカー層形成面側が、ノルボルネン系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂、特にノルボルネン系樹脂である場合、アンカー層塗布液を塗布すると、高温(95℃以上)での信頼性試験にて、ソルベントクラックが発生し易くなる。この原因としては、(1)光学フィルムのガラス転移温度(Tg)が試験温度と近くなり、光学フィルムが脆くなること、(2)さらに、偏光板の収縮応力が大きくなること、が挙げられる。このように、高温(95℃以上)での信頼性試験を要する車載用途などでは、特にアンカー層形成工程でのアンカー層塗布液の乾燥条件について、細かな条件設定が必要となる。しかしながら、本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法を適用すると、光学フィルムのアンカー層形成面側にノルボルネン系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂が配置されている場合であっても、クラック耐久性に優れる粘着型光学フィルムを効果的に製造することができる。
なお、本発明に係る粘着型光学フィルムの製造方法では、アンカー層を形成する工程の前に、光学フィルムのアンカー層形成面側にコロナ処理またはプラズマ処理を施す工程を有してもよい。コロナ処理またはプラズマ処理を施すことにより、光学フィルムと粘着剤層との密着性をより高めることができる。
光学フィルム上にアンカー層を形成後、アンカー層上に粘着剤層を形成することにより、粘着型光学フィルムを製造することができる。粘着剤層の積層方法は、特に制限されず、前記アンカー層上に粘着剤溶液を塗布し乾燥する方法、粘着剤層を設けた離型シートにより転写する方法などが挙げられる。塗布法は、リバースコーティング、グラビアコーティングなどのロールコーティング法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法などを採用できる。粘着剤層の厚さは2〜150μmであることが好ましく、2〜100μmであることがより好ましく、5〜50μmであることが特に好ましい。粘着剤層の厚さが薄すぎると、アンカー層との密着性不足やガラス界面との剥がれなどの不具合が発生し易く、厚すぎると、粘着剤の発泡などの不具合が発生し易い場合がある。
離型シートの構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂フィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体などの適宜な薄葉体などが挙げられる。離型シートの表面には、粘着剤層からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理などの低接着性の剥離処理が施されていても良い。
なお、本発明の粘着型光学フィルムの光学フィルムや粘着剤層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物や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の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
本発明の粘着型光学フィルムに使用される光学フィルムとしては、例えば、偏光板が挙げられる。偏光板は偏光子の片面または両面には透明保護フィルムを有するものが通常用いられる。
偏光子は、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、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などの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料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などポリエン系配向フィルムなどが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これらの偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に3〜80μm程度である。
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作成することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛などを含んでいても良いヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良いし、また延伸してからヨウ素で染色しても良い。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液や水浴中でも延伸することができる。
透明保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロースなどのセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。なお、偏光子の片側には、透明保護フィルムが接着剤層により貼り合わされるが、他の片側には、透明保護フィルムとして、(メタ)アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることができる。透明保護フィルム中には任意の適切な添加剤が1種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤などが挙げられる。透明保護フィルム中の前記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは60〜98重量%、特に好ましくは70〜97重量%である。透明保護フィルム中の前記熱可塑性樹脂の含有量が50重量%以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性などが十分に発現できないおそれがある。
また、透明保護フィルムとしては、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルム、例えば、(A)側鎖に置換および/または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、(B)側鎖に置換および/または非置換フェニル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挙げられる。具体例としてはイソブチレンと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含有する樹脂組成物のフィルムが挙げられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さいため偏光板の歪みによるムラなどの不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。
透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性などの作業性、薄層性などの点より1〜500μm程度である。特に1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましい。透明保護フィルムは、5〜150μmの場合に特に好適である。
なお、偏光子の両側に透明保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料などからなる保護フィルムを用いてもよい。
本発明の透明保護フィルムとしては、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂および(メタ)アクリル樹脂から選ばれるいずれか少なくとも1つを用いるのが好ましい。
セルロース樹脂は、セルロースと脂肪酸のエステルである。このようセルロースエステル系樹脂の具体例としでは、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリプロピオニルセルロース、ジプロピオニルセルロースなどが挙げられる。これらのなかでも、トリアセチルセルロースが特に好ましい。トリアセチルセルロースは多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。トリアセチルセルロースの市販品の例としては、富士フイルム社製の商品名「UV−50」、「UV−80」、「SH−80」、「TD−80U」、「TD−TAC」、「UZ−TAC」や、コニカ社製の「KCシリーズ」などが挙げられる。一般的にこれらトリアセチルセルロースは、面内位相差(Re)はほぼゼロであるが、厚み方向位相差(Rth)は、〜60nm程度を有している。
なお、厚み方向位相差が小さいセルロース樹脂フィルムは、例えば、前記セルロース樹脂を処理することにより得られる。例えばシクロペンタノン、メチルエチルケトンなどの溶剤を塗工したポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ステンレスなどの基材フィルムを、一般的なセルロース系フィルムに貼り合わせ、加熱乾燥(例えば80〜150℃で3〜10分間程度)した後、基材フィルムを剥離する方法;ノルボルネン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂などをシクロペンタノン、メチルエチルケトンなどの溶剤に溶解した溶液を一般的なセルロース樹脂フィルムに塗工し加熱乾燥(例えば80〜150℃で3〜10分間程度)した後、塗工フィルムを剥離する方法などが挙げられる。
また、厚み方向位相差が小さいセルロース樹脂フィルムとしては、脂肪置換度を制御した脂肪酸セルロース系樹脂フィルムを用いることができる。一般的に用いられるトリアセチルセルロースでは酢酸置換度が2.8程度であるが、好ましくは酢酸置換度を1.8〜2.7に制御することによってRthを小さくすることができる。前記脂肪酸置換セルロース系樹脂に、ジブチルフタレート、p−トルエンスルホンアニリド、クエン酸アセチルトリエチルなどの可塑剤を添加することにより、Rthを小さく制御することができる。可塑剤の添加量は、脂肪酸セルロース系樹脂100重量部に対して、好ましくは40重量部以下、より好ましくは1〜20重量部、さらに好ましくは1〜15重量部である。
環状ポリオレフィン樹脂の具体的としては、好ましくはノルボルネン系樹脂である。環状オレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称であり、例えば、特開平1−240517号公報、特開平3−14882号公報、特開平3−122137号公報などに記載されている樹脂が挙げられる。具体例としては、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレンなどのα−オレフィンとその共重合体(代表的にはランダム共重合体)、および、これらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、ならびに、それらの水素化物などが挙げられる。環状オレフィンの具体例としては、ノルボルネン系モノマーが挙げられる。
環状ポリオレフィン樹脂としては、種々の製品が市販されている。具体例としては、日本ゼオン株式会社製の商品名「ゼオネックス」、「ゼオノア」、JSR株式会社製の商品名「アートン」、TICONA社製の商品名「トーパス」、三井化学株式会社製の商品名「APEL」が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、Tg(ガラス転移温度)が好ましくは115℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは125℃以上、特に好ましくは130℃以上である。Tgが115℃以上であることにより、偏光板の耐久性に優れたものとなりうる。前記(メタ)アクリル系樹脂のTgの上限値は特に限定きれないが、成形性当の観点から、好ましくは170℃以下である。(メタ)アクリル系樹脂からは、面内位相差(Re)、厚み方向位相差(Rth)がほぼゼロものフィルムを得ることができる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意の適切な(メタ)アクリル系樹脂を採用し得る。例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂など)、脂環族炭化水素基を有する重合体(例えば、メタクリル酸メチル−メタクリル酸シクロヘキシル共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ノルボルニル共重合体など)が挙げられる。好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸C1−6アルキルが挙げられる。より好ましくはメタクリル酸メチルを主成分(50〜100重量%、好ましくは70〜100重量%)とするメタクリル酸メチル系樹脂が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂の具体例として、例えば、三菱レイヨン株式会社製のアクリペットVHやアクリペットVRL20A、特開2004−70296号公報に記載の分子内に環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、分子内架橋や分子内環化反応により得られる高Tg(メタ)アクリル樹脂系が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂として、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用いることもできる。高い耐熱性、高い透明性、二軸延伸することにより高い機械的強度を有するからである。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、特開2000−230016号公報、特開2001−151814号公報、特開2002−120326号公報、特開2002−254544号公報、特開2005−146084号公報などに記載の、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂が挙げられる。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは下記一般式(化1)で表される環擬構造を有する。

式中、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20の有機残基を示す。なお、有機残基は酸素原子を含んでいてもよい。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式(化1)で表されるラクトン環構造の含有割合は、好ましくは5〜90重量%、より好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは10〜60重量%、特に好ましくは10〜50重量%である。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式(化1)で表されるラクトン環構造の含有割合が5重量%よりも少ないと、耐熱性、耐溶剤性、表面硬度が不十分になるおそれがある。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式(化1)で表されるラクトン環構造の含有割合が90重量%より多いと、成形加工性に乏しくなるおそれがある。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、質量平均分子量(重量平均分子量と称することも有る)が、好ましくは1000〜2000000、より好ましくは5000〜1000000、さらに好ましくは10000〜500000、特に好ましくは50000〜500000である。質量平均分子量が前記範囲から外れると、成型加工性の点から好ましくない。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、Tgが好ましくは115℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは125℃以上、特に好ましくは130℃以上である。Tgが115℃以上であることから、例えば、透明保護フィルムとして偏光板に組み入れた場合に、耐久性に優れたものとなる。前記ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂のTgの上限値は特に限定されないが、成形性などの観点から、好ましくは170℃以下である。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、射出成形により得られる成形品の、ASTM−D−1003に準じた方法で測定される全光線透過率が、高ければ高いほど好ましく、好ましくは85%以上、より好ましくは88%以上、さらに好ましくは90%以上である。全光線透過率は透明性の目安であり、全光線透過率が85%未満であると、透明性が低下するおそれがある。
前記透明保護フィルムは、正面位相差が40nm未満、かつ、厚み方向位相差が80nm未満であるものが、通常、用いられる。正面位相差Reは、Re=(nx−ny)×d、で表わされる。厚み方向位相差Rthは、Rth=(nx−nz)×d、で表される。また、Nz係数は、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)、で表される。[ただし、フィルムの遅相軸方向、進相軸方向および厚さ方向の屈折率をそれぞれnx、ny、nzとし、d(nm)はフィルムの厚みとする。遅相軸方向は、フィルム面内の屈折率の最大となる方向とする。]。なお、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。厚み方向の位相差値が−90nm〜+75nmである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値(Rth)が−90nm〜+75nmのものを使用することにより、透明保護フィルムに起因する偏光板の着色(光学的な着色)をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値(Rth)は、さらに好ましくは−80nm〜+60nm、特に−70nm〜+45nmが好ましい。
一方、前記透明保護フィルムとして、正面位相差が40nm以上および/または、厚み方向位相差が80nm以上の位相差を有する位相差板を用いることができる。正面位相差は、通常、40〜200nmの範囲に、厚み方向位相差は、通常、80〜300nmの範囲に制御される。透明保護フィルムとして位相差板を用いる場合には、当該位相差板が透明保護フィルムとしても機能するため、薄型化を図ることができる。
位相差板としては、高分子素材を一軸または二軸延伸処理してなる複屈折性フィルム、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。位相差板の厚さも特に制限されないが、20〜150μm程度が一般的である。
高分子素材としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルビニルエーテル、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアリルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、セルロース樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、またはこれらの二元系、三元系各種共重合体、グラフト共重合体、ブレンド物などが挙げられる。これらの高分子素材は延伸などにより配向物(延伸フィルム)となる。
液晶ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団(メソゲン)がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のものなどを挙げられる。主鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサー部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマチック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティックポリマーやコレステリックポリマーなどが挙げられる。側鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートまたはポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサー部を介してネマチック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するものなどが挙げられる。これらの液晶ポリマーは、例えば、ガラス板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコールなどの薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化ケイ素を斜方蒸着したものなどの配向処理面上に液晶性ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより行われる。
位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角などの補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであって良く、2種以上の位相差板を積層して位相差などの光学特性を制御したものなどであっても良い。
位相差板は、nx=ny>nz、nx>ny>nz、nx>ny=nz、nx>nz>ny、nz=nx>ny、nz>nx>ny、nz>nx=ny、の関係を満足するものが、各種用途に応じて選択して用いられる。なお、ny=nzとは、nyとnzが完全に同一である場合だけでなく、実質的にnyとnzが同じ場合も含む。
例えば、nx>ny>nz、を満足する位相差板では、正面位相差は40〜100nm、厚み方向位相差は100〜320nm、Nz係数は1.8〜4.5を満足するものを用いるのが好ましい。例えば、nx>ny=nz、を満足する位相差板(ポジティブAプレート)では、正面位相差は100〜200nmを満足するものを用いるのが好ましい。例えば、nz=nx>ny、を満足する位相差板(ネガティブAプレート)では、正面位相差は100〜200nmを満足するものを用いるのが好ましい。例えば、nx>nz>ny、を満足する位相差板では、正面位相差は150〜300nm、Nz係数は0を超え〜0.7を満足するものを用いるのが好ましい。また、前記の通り、例えば、nx=ny>nz、nz>nx>ny、またはnz>nx=ny、を満足するものを用いることができる。
透明保護フィルムは、適用される液晶表示装置に応じて適宜に選択できる。例えば、VA(VerticalAlignment,MVA,PVA含む)の場合は、偏光板の少なくとも片方(セル側)の透明保護フィルムが位相差を有している方が望ましい。具体的な位相差として、Re=0〜240nm、Rth=0〜500nmの範囲である事が望ましい。三次元屈折率で言うと、nx>ny=nz、nx>ny>nz、nx>nz>ny、nx=ny>nz(ポジティブAプレート,二軸,ネガティブCプレート)の場合が望ましい。VA型では、ポジティブAプレートとネガティブCプレートの組み合わせ、または二軸フィルム1枚で用いるのが好ましい。液晶セルの上下に偏光板を使用する際、液晶セルの上下共に、位相差を有している、または上下いずれかの透明保護フィルムが位相差を有していてもよい。
例えば、IPS(In−Plane Switching,FFS含む)の場合、偏光板の片方の透明保護フィルムが位相差を有している場合、有していない場合のいずれも使用できる。例えば、位相差を有していない場合は、液晶セルの上下(セル側)ともに位相差を有していない場合が望ましい。位相差を有している場合は、液晶セルの上下ともに位相差を有している場合、上下のいずれかが位相差を有している場合が望ましい(例えば、上側にnx>nz>nyの関係を満足する二軸フィルム、下側に位相差なしの場合や、上側にポジティブAプレート、下側にポジティブCプレートの場合)。位相差を有している場合、Re=−500〜500nm、Rth=−500〜500nmの範囲が望ましい。三次元屈折率で言うと、nx>ny=nz、nx>nz>ny、nz>nx=ny、nz>nx>ny(ポジティブAプレート,二軸,ポジティブCプレート)が望ましい。
なお、前記位相差を有するフィルムは、位相差を有しない透明保護フィルムに、別途、貼り合せて前記機能を付与することができる。
前記透明保護フィルムは、接着剤を塗工する前に、偏光子との接着性を向上させるために、表面改質処理を行ってもよい。具体的な処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン処理、プライマー処理、グロー処理、ケン化処理、カップリング剤による処理などが挙げられる。また適宜に帯電防止層を形成することができる。
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性などに優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層(例えば、バックライト側の拡散板)との密着防止を目的に施される。
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止などを目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が0.5〜20μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモンなどからなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋または未架橋のポリマーなどからなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂100重量部に対して一般的に2〜70重量部程度であり、5〜50重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層(視角拡大機能など)を兼ねるものであってもよい。
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層などは、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
前記偏光子と透明保護フィルムとの接着処理には、接着剤が用いられる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステルなどを例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられ、通常、0.5〜60重量%の固形分を含有してなる。前記の他、偏光子と透明保護フィルムとの接着剤としては、紫外硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤などが挙げられる。電子線硬化型偏光板用接着剤は、前記各種の透明保護フィルムに対して、好適な接着性を示す。また本発明で用いる接着剤には、金属化合物フィラーを含有させることができる。
また光学フィルムとしては、例えば反射板や反透過板、位相差板(1/2や1/4などの波長板を含む)、視覚補償フィルム、輝度向上フィルム、表面処理フィルムなどの液晶表示装置などの形成に用いられることのある光学層となるものが挙げられる。これらは単独で光学フィルムとして用いることができる他、前記偏光板に、実用に際して積層して、1層または2層以上用いることができる。
表面処理フィルムは、前面板に貼り合せても設けられる。表面処理フィルムとしては、表面の耐擦傷性を付与するために用いられるハードコートフィルム、画像表示装置に対する写り込みを防止するためのアンチグレア処理フィルム、アンチリフレクティブフィルム、ローリフレクティブフィルムなどの反射防止フィルムなどが挙げられる。前面板は、液晶表示装置や有機EL表示装置、CRT、PDPなどの画像表示装置を保護したり、高級感を付与したり、デザインにより差別化したりするために、前記画像表示装置の表面に貼り合せて設けられる。また前面板は、3D−TVにおけるλ/4板の支持体として用いられる。例えば、液晶表示装置では、視認側の偏光板の上側に設けられる。本発明の粘着剤層を用いた場合には、前面板として、ガラス基材の他に、ポリカーボネート基材、ポリメチルメタクリレート基材などのプラスチック基材においてもガラス基材と同様の効果を発揮する。
偏光板に前記光学層を積層した光学フィルムは、液晶表示装置などの製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、予め積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業などに優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層などの適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板と他の光学層の接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
本発明の粘着型光学フィルムは液晶表示装置などの各種画像表示装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルなどの表示パネルと粘着型光学フィルム、および必要に応じての照明システムなどの構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による粘着型光学フィルムを用いる点を除いて特に限定は無く、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばTN型やSTN型、π型、VA型、IPS型などの任意なタイプのものを用いうる。
液晶セルなどの表示パネルの片側または両側に粘着型光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学フィルムは液晶セルなどの表示パネルの片側または両側に設置することができる。両側に光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであっても良いし、異なるものであっても良い。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に1層または2層以上配置することができる。
次いで有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL表示装置:OLED)について説明する。一般に、有機EL表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体(有機エレクトロルミネセンス発光体)を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体などからなる正孔注入層と、アントラセンなどの蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体などからなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体など、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
有機EL表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
有機EL表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Mg−Ag、Al−Liなどの金属電極を用いている。
このような構成の有機EL表示装置において、有機発光層は、厚さ10nm程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機EL表示装置の表示面が鏡面のように見える。
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機EL表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1/4波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ/4に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
すなわち、この有機EL表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1/4波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ/4のときには円偏光となる。
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
以下に、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。なお、各例中の部および%はいずれも重量基準である。
実施例1
(光学フィルム(偏光板)の作成)
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い偏光子を得た。当該偏光子の視認側に、厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルム(商品名「KC4UY」、コニカミノルタ社製)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合わせ、粘着剤塗布面側に、厚さ33μmのノルボルネン系樹脂フィルム(商品名「ゼオノアフィルムZD12」、日本ゼオン社製)からなる位相差板を透明保護フィルムとして貼り合わせて偏光板を作成した。
(粘着剤の調整)
冷却管、窒素導入管、温度計および撹拌装置を備えた反応容器に、アクリル酸ブチル94.9部、アクリル酸5部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル0.1部、およびジベンゾイルパーオキサイド(日本油脂株式会社製:ナイパーBMT40(SV))をモノマー(固形分)100部に対して0.3部を酢酸エチルと共に加えて窒素ガス気流下、60℃で7時間反応させた後、その反応液に酢酸エチルを加えて、重量平均分子量220万のアクリル系ポリマーを含有するポリマー溶液Aを得た(固形分濃度30重量%)。前記アクリル系ポリマー溶液の固形分100部あたり0.6部のトリメチロールプロパントリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン株式会社製:コロネートL)と、0.075部のγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:KBM−403)を配合して、アクリル系粘着剤溶液を得た。
(アンカー層塗布液の調整)
ウレタン系ポリマーとチオフェン系ポリマーとを含む溶液[ナガセケムテックス社製 商品名「デナトロンP521−AC」]を、水/イソプロピルアルコール(容量比で、65:35)混合溶液で、固形分濃度が0.6重量%となるように調製した。調製後の溶液をマイヤーバー#5を用いて、前記偏光板の位相差板(ゼオノアフィルムZD12)側に塗布し、乾燥オーブンに入れるまでの時間(乾燥を開始するまでの時間)を5秒設けた後、50℃で25秒間乾燥させ、厚み70nmのアンカーコート層を形成した。乾燥厚みから計算される乾燥前の塗布厚は約12μmであった。作業は、23℃55%RH雰囲気化で行った。なお、マイヤーバーを使用して塗布する場合、乾燥前の塗布厚は、マイヤーバーのクリアランスと略一致する。したがって、所望の乾燥前の塗布厚は、マイヤーバーの番手を変更することにより、ある程度調整可能である。表1にマイヤーバーの各番手のクリアランスを示す。
(粘着型光学フィルムの作製)
前記粘着剤溶液をシリコーン系剥離剤で処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(基材)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、基材の表面に厚さ20μmの粘着剤層を形成した。次いで、前記アンカー層付き光学フィルムに、粘着剤層を形成したセパレータを移着させ、粘着型光学フィルムを作製した。
実施例2〜21および23〜27、比較例1〜5および7〜15
光学フィルム(偏光板)において、アンカー層形成面側の位相差板(ゼオノアフィルムZD12)に代えて表2および表3に示す位相差板を使用したこと以外は、実施例1同様に粘着型光学フィルムを作製した。
実施例22および比較例7
実施例23で使用したアクリル偏光板の位相差板(アクリル系樹脂フィルム)側に前記粘着剤溶液を使用して得られた粘着剤層(20μm)を形成し、次いで位相差板として「アートン」;環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)からなる光学フィルム(基材)(JSR社製)をさらに積層し、かかる位相差板(アートン)側にアンカー層を形成したこと以外は、実施例1同様に粘着型光学フィルムを作製した。
表2および表3中、「基材」は、アンカー層形成面側の位相差板、「ドライ処理」は、基材のアンカー層形成面側に施した処理の種類を示し、かつ、
「アクリル」;ラクトン変性アクリル樹脂からなる光学フィルム、
「TAC」;けん化処理したトリアセチルセルロースからなる光学フィルム(コニカミノルタ社製)、
「IPA」;イソプロピルアルコール、
「EA」;エタノール
「MA」;メタノール
「エポクロスWS−700」;オキサゾリン基含有アクリル系ポリマー(日本触媒社製)、
「エポミンP−1000」;ポリエチレンイミン含有溶液(日本触媒社製)、
を示す。
前記実施例および比較例で得られた粘着型光学フィルムについて以下の評価を行った。評価結果を表2および表3に示す。
(アンカー層塗布液の相溶性)
実施例、比較例で得られた、アンカー層塗布液の混合溶媒とバインダー樹脂との相溶性を目視にて検査した。評価基準は次の通りである。
◎:濁りや凝集物などなく、製造上問題ない非常に良好な溶液状態
○:若干の濁りや凝集物などがあるが、製造上問題ない溶液状態
△:濁りや凝集物などがあるが、製造上問題ない溶液状態
×:濁りや凝集物の発生などがひどく、製造上問題がある溶液状態
(クラック耐久性)
実施例、比較例で得られた粘着型偏光板(縦420mm×横320mm)を、厚さ0.7mmの無アルカリガラス板の両面にクロスニコル状態になるように、ラミネーターを用いて貼着した。次いで、50℃、5atmで15分間オートクレーブ処理を施し、完全に密着させた。当該サンプルを85℃、95℃条件下でそれぞれ500時間処理した後、クラック発生の有無について以下の基準で目視観察した。評価基準は次の通りである。
◎:クラック未発生
○:微小クラックがわずかにあるが、視認性に影響を与えない
△:微小クラックが所々あるが、視認性に影響を与えない
×:大きなクラックや微小クラックが多発しており、実用上問題がある
(アンカー層の塗布外観)
各実施例および各比較例において、アンカー層塗布後、所定の乾燥条件で処理した直後の塗布外観を目視で検査した。評価基準は次の通りである。
◎:ハジキや塗工ムラ、凝集物の発生もなく良好な塗工外観
○:微小なハジキや塗工ムラが見られるが、視認性に影響を与えない良好な塗工外観
△:ハジキや塗工ムラが見られるが、視認性に影響を与えない塗工外観
×:大きなハジキや塗工ムラ、凝集物の発生などがあり、実用上問題がある。
(アンカー層の厚み測定)
各実施例および各比較例において、アンカー層のみを設けた粘着型光学フィルムを、2%ルテニウム酸水溶液により、2分間染色した後、これをエポキシ樹脂中に埋めこみ、超ミクロトーム(Ultracut S、ライカ社製)により、厚み約80nmに切削し、次いで、この光学フィルム切片の断面をTEM(Hitachi H−7650 加速電圧100kV)で観察することにより、乾燥後のアンカー層の厚み(dry厚(nm))を求めた。
(基材との粘着剤層との密着性評価(密着性))
実施例、比較例で得られた粘着型偏光板(縦420mm×横320mm)を、厚さ0.7mmの無アルカリガラス板に、ラミネーターを用いて貼りつけ、次いで50℃、5atmで15分間オートクレーブ処理して完全に密着させた(初期)。その後、人の手によって無アルカリガラス板からサンプルを剥がし、下記基準で密着性評価(リワーク性評価)した。
◎:糊残りがなく良好に剥離可能
○:わずかな糊残りがあったが良好に剥離可能
△: 所々糊残りが生じたが剥離可能
×:ガラス面に半分以上の糊残りを生じた

Claims (4)

  1. 光学フィルムの少なくとも片面にアンカー層を介して粘着剤層が積層されている粘着型光学フィルムの製造方法であって、
    水およびアルコールの合計量が90重量%以上である混合溶媒とバインダー樹脂とを含有するアンカー層塗布液を、前記光学フィルム上に乾燥前の塗布厚が20μm以下になるように塗布し、次いで下記(1)〜(2):
    (1)乾燥温度T=40〜70℃、
    (2)前記乾燥温度T(℃)と前記乾燥時間H(秒)とを乗じた値(T×H)が、
    400≦(T×H)≦4000
    の両方を満たす乾燥条件で乾燥することにより、前記混合溶媒を除去してアンカー層を形成する工程を有し、
    前記光学フィルムに前記アンカー層塗布液を塗布してから乾燥を開始するまでの時間が、30秒以下であることを特徴とする粘着型光学フィルムの製造方法。
  2. 前記アルコールが、イソプロピルアルコールおよび/またはエタノールであることを特徴とする請求項1に記載の粘着型光学フィルムの製造方法。
  3. 前記光学フィルムの前記アンカー層形成面側が、ノルボルネン系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の粘着型光学フィルムの製造方法。
  4. アンカー層を形成する工程の前に、前記光学フィルムの前記アンカー層形成面側にコロナ処理またはプラズマ処理を施す工程を有することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の粘着型光学フィルムの製造方法。
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