JP5615987B2 - 偏光膜を有する光学積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、偏光膜を有する光学積層体に関する。特に、本発明は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜が、該偏光膜の第1の面において光学的に透明な接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体に関する。
ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール(以下、「PVA」ともいう。)系樹脂からなる偏光膜は、現在、テレビ、携帯電話機、携帯情報端末その他多くの光学的表示装置に使用されている。そして、近年、その偏光膜の薄型化のニーズがますます高まっている(特許文献1)。
特開2012−73563号公報
本発明者らは、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜の膜厚が非常に薄くなると、従来の厚い膜厚の偏光膜に比べて、可視波長の長波長側で偏光膜の吸収軸方向の反射率が顕著に高くなり、その結果、そのような非常に薄い偏光膜がその光の入射側の面において接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体において、偏光膜からの反射光によって干渉ムラが視認されるという問題が発生することを発見した。さらに、この現象について鋭意研究を進めた結果、偏光膜の吸収軸方向の反射率の増大は、偏光膜の光の入射面近傍の、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるポリヨウ素イオンI3 -の密度(以下、単に「ヨウ素密度」ともいう。)に関係することを本発明者らは発見した。
具体的には、偏光膜の光の入射面近傍のヨウ素密度が大きくなるにつれて、偏光膜の吸収軸方向の反射率が大きくなり、したがって、偏光膜の光の入射面の近傍のヨウ素密度が所定の値を超え、偏光膜の吸収軸方向の反射率が所定の値を超えると、上記のような構成の光学積層体において、偏光膜からの反射光によって干渉ムラが視認されるようになるという、これまで認知されていなかった問題が発生することを本発明者らは発見した。
そのため、偏光膜がその光の入射側の面において接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体において、偏光膜からの反射光によって生じる干渉ムラに対処した事例は従来技術を記載した文献に見出すことはできない。
本発明は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなり、光の入射面の近傍のヨウ素密度が大きい偏光膜がその光の入射側の面において接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体において、偏光膜からの反射光によって発生する干渉ムラを低減することを目的とする。
本発明の1つの態様は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜が、該偏光膜の第1の面において光学的に透明な接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体であって、前記偏光膜は、Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値としたとき、式Aa×(Is/Ia)で表される値が0.53以上を示すものであり、前記接着剤層は、該接着剤層の屈折率と前記偏光膜の第1の面における前記偏光膜の吸収軸方向の屈折率との差が0.08以下となるものであることを特徴とする光学積層体を提供するものである。
好ましい実施形態においては、偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.06以下である。
好ましい実施形態においては、前記光学フィルムの屈折率と前記接着剤層の屈折率との差が0.10以下である。
本発明の1つの態様は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜と、部分積層体とからなる光学積層体であって、前記部分積層体は、少なくとも光学的に透明な接着剤層と光学フィルムを含み、前記偏光膜の第1の面において前記光学的に透明な接着剤層を介して前記光学フィルムが接合され、前記偏光膜は、Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値としたとき、式Aa×(Is/Ia)で表される値が0.53以上を示すものであり、前記部分積層体の厚さが60μm以上となるものであることを特徴とする光学積層体を提供するものである。
好ましい実施形態においては、部分積層体の厚さが80μm以上である。
本発明の1つの態様は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜と、部分積層体とからなる光学積層体であって、前記部分積層体は、少なくとも光学的に透明な接着剤層と光学フィルムを含み、前記偏光膜の第1の面において前記光学的に透明な接着剤層を介して前記光学フィルムが接合され、前記偏光膜は、Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値としたとき、式Aa×(Is/Ia)で表される値が0.53以上を示すものであり、前記部分積層体のヘイズ値が0.5%以上を示すものであることを特徴とする光学積層体を提供するものである。
好ましい実施形態においては、部分積層体のヘイズ値は1.5%以上である。
好ましい実施形態においては、部分積層体のヘイズ値は10%以上である。
好ましい実施形態においては、接着剤層は、ポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤及び金属化合物コロイドを含有する溶液を用いて形成されている。
好ましい実施形態においては、光学フィルムが透明樹脂材料の保護層である。
好ましい実施形態においては、透明樹脂材料の保護層を更に含む。
好ましい実施形態においては、透明樹脂材料の保護層にハードコート層が形成されている。
好ましい実施形態においては、位相差膜を含む。
好ましい実施形態においては、前記Aa×(Is/Ia)の値が0.55以上である。
好ましい実施形態においては、偏光膜の厚みが10μm以下である。
好ましい実施形態においては、偏光膜の厚みが7μm以下である。
好ましい実施形態においては、偏光膜の厚みが5μm以下である。
本発明の1つの態様は、上記の光学積層体を含む表示装置を提供するものである。
本発明によれば、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜が、該偏光膜の第1の面において光学的に透明な接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体であって、前記偏光膜は、Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値としたとき、式Aa×(Is/Ia)で表される値が0.53以上を示すものである光学積層体において、偏光膜からの反射光によって発生する干渉ムラを低減することができる。
以下、本発明による光学積層体の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
偏光膜の吸収軸と平行な偏光を入射した場合の吸光度と波長の関係を示す図である。 偏光膜のラマンスペクトルの一例である。 ラマン分光法による偏光膜の、各測定点でのラマンスペクトルの波数90cm-1〜120cm-1の区間の積分強度の分布の例である。 ラマン分光法による偏光膜の、各測定点でのラマンスペクトルの波数90cm-1〜120cm-1の区間の積分強度の分布の例である。 Isの近似におけるI3 -のスムージング処理後の積分強度分布とレーザ光スポットの位置の関係を示す図である。 偏光膜表面近傍のヨウ素密度が小さい偏光膜と偏光膜表面近傍のヨウ素密度が大きい偏光膜の透過軸方向及び吸収軸方向の反射スペクトルを示す図である。 本発明による光学積層体の1つの実施形態の断面図である。 ラマン分光測定用試料の作製方法を示す図である。 ラマン分光測定方法を示す図である。 各実施例、比較例、参考例及び従来例についての、偏光膜のAa×(Is/Ia)の値と可視光波長の長波長側である610nmにおける吸収軸方向の反射率の関係を示す図である。
[光学積層体]
本発明の光学積層体は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜が、該偏光膜の一方の面(第1の面)において光学的に透明な接着剤層を介して光学フィルムに接合されたものである。
本発明の光学積層体に用いる偏光膜は、空中延伸(乾式延伸)やホウ酸水中延伸工程等の延伸工程によって延伸された、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂を用いることができる。
偏光膜の製造方法としては、代表的には、特開2004−341515号公報に記載のあるような、PVA系樹脂の単層体を染色する工程と延伸する工程を含む製法(単層延伸法)がある。また、特開昭51−069644号公報、特開2000−338329号公報、特開2001−343521号公報、国際公開第2010/100917号、特開2012−073563号公報、特開2011−2816号公報に記載のあるような、PVA系樹脂層と延伸用樹脂基材を積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法が挙げられる。この製法であれば、PVA系樹脂層が薄くても、延伸用樹脂基材に支持されていることにより延伸による破断などの不具合なく延伸することが可能となる。
積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法には、上述の特開昭51−069644号公報、特開2000−338329号公報、特開2001−343521号公報に記載のあるような空中延伸(乾式延伸)法がある。そして、高倍率に延伸できて偏光性能を向上させることのできる点で、国際公開第2010/100917号、特開2012−073563号公報に記載のあるような、ホウ酸水溶液中で延伸する工程を含む製法が好ましく、特に特開2012−073563号公報のようなホウ酸水溶液中で延伸する前に空中補助延伸を行う工程を含む製法(2段延伸法)が好ましい。また、特開2011−2816号公報に記載のあるような、PVA系樹脂層と延伸用樹脂基材を積層体の状態で延伸した後に、PVA系樹脂層を過剰に染色し、その後脱色する製法(過剰染色脱色法)も好ましい。本発明の光学積層体に用いる偏光膜は、上述のようなヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなり、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる2段延伸工程で延伸された偏光膜とすることができる。また、本発明の光学積層体に用いる偏光膜は、上述のようなヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなり、延伸されたPVA系樹脂層と延伸用樹脂基材の積層体を過剰に染色し、その後脱色することにより作製された偏光膜とすることができる。
本発明の光学積層体に用いる偏光膜は、Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値としたとき、Aa×(Is/Ia)の値が0.53以上である。Aa×(Is/Ia)の値はさらに、0.55以上とすることができる。
ここで、まず、波長480nmにおける偏光膜の吸収軸方向の吸光度Aaの意義について説明する。
図1に、偏光膜の吸収軸と平行な偏光を入射した場合の吸光度と波長の関係を示すグラフを示す。
ヨウ素が吸着されたPVA系樹脂からなる偏光膜においては、吸着したヨウ素は、I3 -やI5-などのポリヨウ素イオンがPVAと錯体状態にあるといわれている。図1において、480nm付近の吸収がPVAと錯体状態にあるI3 -に対応し、600nm付近の吸収がPVAと錯体状態にあるI5 -に対応することが分かっている。
ランベルト・ベールの法則により、一般に、ある媒質の吸光度Aは、媒質のモル吸光係数をε、媒質のモル濃度をc、セル(光路)長をLとしたとき、A=εcLと表すことができる。よって、cL=A/εとなるから、吸光度は、偏光膜の膜厚全体に対する単位面積当たりの媒質の量(媒質の面密度)を表す指標となる。
したがって、PVAと錯体状態にあるI3 -、I5 -のそれぞれのモル吸光係数を求めることは困難であるが、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の、偏光膜の膜厚全体に対する単位面積当たりの量は、480nmにおける偏光膜の吸収軸方向の吸光度Aaを指標として表すことができる。
次に、偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Ia、偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Isについて説明する。
上述の480nmにおける偏光膜の吸収軸方向の吸光度Aaは、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の、偏光膜の膜厚全体に対する単位面積当たりの量を表す指標であるため、偏光膜表面近傍部分の、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の量を表す指標は、その厚さ方向全体に対する割合が分かれば求めることができる。本発明では、偏光膜表面近傍部分の、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の量を、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の量として考える。
偏光膜中のI3 -やI5の量を評価する手段として、ラマン分光法が知られている。これは紫外から近赤外領域の単一波長レーザ光を入射し、分子骨格の振動に起因して起こるラマン散乱光を検知する方法である。図2に、偏光面が偏光膜の吸収軸方向と平行な波長514.5nmのレーザ光を用いたラマン分光法により得られた偏光膜のラマンスペクトルの例を示す。このラマンスペクトルにおいて、108cm-1付近のピークが偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -に、158cm-1付近のピークが偏光膜の吸収軸方向に配向したI5に起因するものであることが分かっている。よって、ラマンスペクトルにおいて波数108cm-1付近のピーク近傍の所定の波数の区間で積分した積分強度を、測定点での偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量を表す指標とすることができる。
本発明では、該所定の波数の区間を波数90cm-1〜120cm-1の区間とする。そして、ラマン強度についてはベースライン補正を行う。ここで、図2を参照して、ベースライン補正とは、波数90cm-1〜120cm-1の区間において、波数90cm-1におけるラマン強度と波数120cm-1におけるラマン強度の各点a、bを結ぶ直線で、ラマンスペクトルのベースラインを直線近似し、その近似直線からの距離をラマン強度として、測定時のベースラインの傾きを補正する操作である。
偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量の、偏光膜の厚さ方向全体の量に対する割合を求めるために、まず、偏光膜の断面について、厚さ方向に測定点を移動させながらラマンスペクトルを測定し、各測定点の波数90cm-1〜120cm-1の区間の積分強度の分布を求める。得られた積分強度分布の例を図3(a)、(b)に示す。図3(a)、(b)はそれぞれ、後述の実施例1−3(比較例1−3)、実施例1−17(比較例1−12)の偏光膜についての積分強度分布である。なお、図中の厚さ方向の原点は後述の変曲点の位置に対応するものであり、負の座標側から光が入射するものとする。
図3の偏光膜の厚さ方向の積分強度分布図において、積分強度分布を偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Iaは、偏光膜の厚さ方向全体に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱に対応するから、偏光膜の厚さ方向全体の、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量を表すものと考えられる。
本発明ではIaは、積分強度に重み付き移動平均によるスムージング処理を行ったものに対する積分として求める。スムージング処理は、スムージング処理前の厚さ方向の位置xの積分強度をI(x)として、スムージング処理後の積分強度IWMA(x) を下記の式より求める。
WMA(x) =[I(x−0.5)×1+I(x−0.4)×2+I(x−0.3)×4+I(x−0.2)×6+I(x−0.1)×8+I(x)×10+I(x+0.1)×8+I(x+0.2)×6+I(x+0.3)×4+I(x+0.4)×2+I(x+0.5)×1]/(1+2+4+6+8+10+8+6+4+2+1)
得られたスムージング処理後の積分強度分布の例を図3(a)、(b)に示す。
また、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量は、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱に対応する。したがって、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を該偏光膜の厚さ方向に積分した値Isは、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量を表すものと考えられる。
したがって、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の量の、偏光膜の厚さ方向全体の、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の量に対する割合は、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量の、偏光膜の厚さ方向全体の、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量に対する割合で近似できると考えられるから、Aa×(Is/Ia)が、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向した、PVAと錯体状態にあるI3 -の量を表す指標となる。
ここで、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向に1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -の量は、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱に対応する積分強度の分布曲線(部分分布曲線)を偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Isに対応するが、これを正確に決定することができない。そこで、本発明では、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Isを近似的に求める。
図4を参照して、まず、Iaの算出において上述のようにして得られたスムージング処理後の積分強度分布において、光が入射する側の立ち上がり部分における変曲点を求める。ラマン分析で用いられるレーザのスポット断面を円形であると仮定すると、スポット断面の中心が偏光膜表面の位置にあるときに、レーザが偏光膜の断面を照射する面積の変化率が極大となり、I3 -のラマン散乱の積分強度の変化率は極大になると考えられるから、上記変曲点の位置がほぼ偏光膜表面の位置であると推定できる。
次に、レーザのスポット断面が、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向1μmの部分の中央、つまり偏光膜表面から0.5μmの位置にあるときは、他の位置にあるときに比べて、測定値に対する、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向1μmの部分以外に存在するI3 -や空気からのラマン散乱の割合が最も小さい。よって、レーザのスポット断面が偏光膜表面から+0.5μmの位置の積分強度が、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向1μmの部分に存在するI3 -のラマン散乱に対応する積分強度の値を最もよく表していると考えられる。そこで、本発明では、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の偏光膜の厚さ方向の積分強度分布が、偏光膜表面から1μmの区間において、上記変曲点から+0.5μmの位置のスムージング処理後の積分強度の値IWMA(0.5)で一定であり、それ以外の区間においてゼロであると近似して、Isを求める。すなわち、Is=IWMA(0.5)×1=IWMA(0.5)で近似する。
光学フィルムとしては、例えば、透明樹脂材料の保護層や位相差膜を挙げることができる。透明樹脂材料の保護層としては、一般的に、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等のセルロース樹脂、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あげられる。
位相差膜としては、偏光膜から視認側に配置される1/4波長位相差膜(特開2012−133303号公報〔0213〕参照)、パネル側に配置される反射防止用位相差膜(特開2012−133303号公報〔0221〕、〔0222〕〔0228〕参照)、パネル側に配置される視野角補償用相差膜(特開2012−133303号公報〔0225〕、〔0226〕参照)、パネル側に配置される視野角補償用の傾斜配向位相差膜(特開2012−133303号公報〔0227〕参照)等が挙げられる。
偏光膜から視認側に配置される1/4波長位相差膜は、偏光膜から射出される直線偏光を円偏光に変換する。この構成は、例えば視聴者が偏光サングラスを着用している場合にも、視認に支障がなくなる、という利点をもたらす。パネル側に配置された1/4波長位相差膜は偏光膜の視認側から内部に入射した光が内部反射して視認側に射出されることを防止するために用いられる。パネル側に配置される視野角補償用位相差膜は、斜め方向から見たときの偏光膜交差角の補正に加えて、液晶のもつ厚み方向の位相差補償に効果がある。傾斜配向位相差膜は、TN液晶オン状態での視野角補償の機能を果たす。傾斜補償膜の視野角補償に関しては、森裕行他、「富士フィルムWVfilmワイドビューSAの開発」、FUJIFILM RESEARCH & DEVELOPMENT (No. 46-2001)、pp51〜55に記載がある。
ここでいう位相差膜としては、実質的に上記の機能を有するものであれば、例えば、位相差値、配置角度、3次元複屈折率、単層か多層かなどは特に限定されず公知の位相差膜を使用することができる。
透明樹脂材料の保護層は、偏光膜の一方の面において光学的に透明な接着剤層を介して接合されてもよいし、保護層と偏光膜との間に一又はそれ以上の光学フィルムが積層されていてもよい。
本発明の光学積層体において、透明樹脂材料の保護層に更にハードコート層が形成されていてもよい。ハードコート層としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、有機シリケート化合物、シリコーン系樹脂または金属酸化物などで構成することができる。特に、硬度と耐久性などの点で、シリコーン系樹脂とアクリル系樹脂が好ましい。さらに、硬化性、可撓性および生産性の点で、アクリル系樹脂、特に、活性線硬化型のアクリル系樹脂、または熱硬化型のアクリル系樹脂からなるものが好ましい。
上述のように、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜の膜厚が非常に薄くなると、従来の厚い膜厚の偏光膜に比べて、可視波長の長波長側で偏光膜の吸収軸方向の反射率が顕著に高くなり、その結果、そのような非常に薄い偏光膜を有する光学積層体において、偏光膜からの反射光によって干渉ムラが発生することを本発明者らは発見した。さらに、この現象について鋭意研究した結果、偏光膜の吸収軸方向の反射率の増大は、偏光膜の光の入射面近傍のヨウ素密度に関係することを本発明者らは発見した。以下、この点について詳述する。
図5は、偏光膜の透過軸方向及び吸収軸方向の反射スペクトルについての光の入射面近傍のヨウ素密度が小さい偏光膜とヨウ素密度が大きい偏光膜との対比を示す。ここで、ここに例示したヨウ素密度が小さい偏光膜、ヨウ素密度が大きい偏光膜は、後述の各々、従来例3、実施例1−3(比較例1−3)に相当する偏光膜である。図5から分かるように、透過軸方向の反射率は、4.5%付近でヨウ素密度が小さい偏光子とヨウ素密度が大きい偏光子でほとんど変化は見られないが、吸収軸方向の反射率はヨウ素密度が小さい偏光子に比べてヨウ素密度が大きい偏光子では可視波長の長波長側で顕著に大きくなっている。
したがって、ヨウ素密度が小さい偏光膜を用いた従来の光学積層体では視認されなかった干渉ムラが、ヨウ素密度が大きい偏光膜を用いた光学積層体では視認されるようになる。これを、本発明による光学積層体の1つの実施形態で考えてみる。
図6は、本発明による光学積層体の1つの実施形態を示す断面図である。この光学積層体100は、偏光膜101を備え、偏光膜101が、その一方の面において光学的に透明な接着剤層102を介して透明樹脂材料の保護層103に接合され、接着剤層102と反対側の保護層103の面には更にハードコート層104が形成されている。
ハードコート層104の外側から入射する光は、その一部がハードコート層104の表面において反射され、残りがハードコート層104を透過する。ハードコート層104を透過した光は、ハードコート層104と保護層103の屈折率の違いによって、ハードコート層104と保護層103の界面で、その一部が反射され、残りが保護層103を透過する。保護層103を透過した光は、保護層103と接着剤層102の屈折率の違いによって、保護層103と接着剤層102の界面で、その一部が反射され、残りが接着剤層102を透過する。接着剤層102を透過した光は、接着剤層102と偏光膜101の屈折率の違いによって、接着剤層102と偏光膜101の界面で、その一部が反射され、残りが偏光膜101を透過する。
これらの反射光が強く干渉すると、干渉ムラが視認されることとなる。したがって、ヨウ素密度が小さい偏光膜を用いた従来の光学積層体では、偏光膜で反射された光によって強い干渉が生じないため、干渉ムラが視認されないが、ヨウ素密度が大きい偏光膜を用光学積層体では、偏光膜での反射率が顕著に大きくなるため、偏光膜で反射された光によって強い干渉が生じ、干渉ムラが視認されるようになる。
このような現象は、ハードコート層に更に反射防止層が形成されている場合に顕著になる。すなわち、ハードコート層に形成された反射防止層は、本発明者らが発見した偏光膜の光の入射面近傍のヨウ素密度が大きいことにより偏光膜で強い反射を生じることは考慮されずに反射を最小とするように最適化されている。したがって、光の入射面近傍のヨウ素密度が大きくなることにより偏光膜で強い反射を生じると、反射防止層によってはその反射を抑えることができず、結果として干渉ムラが目立つようになる。
そこで、本発明による光学積層体の1つの実施形態は、偏光膜の光が入射する側の面(第1の面)における(偏光膜の光が入射する側の面の近傍の部分の)偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差を小さくする構成とすることにより、接着剤層と、偏光膜の光が入射する側の面における(偏光膜の光が入射する側の面の近傍の部分の)偏光膜の吸収軸方向の屈折率の違いによる接着剤層と偏光膜の界面での光の反射を抑えるものである。これにより、偏光膜自体に起因する反射率の顕著な増加による接着剤層と偏光膜での光の反射が弱められ、干渉ムラが抑制される。
ここで、本発明の光学積層体に用いる偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率naは、測定された偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の反射率Raの値から、空気の屈折率を1として、式:Ra=((1−na)/(1+na))2を用いて導出された換算屈折率である。したがって、このnaの値は、偏光膜の第1の面近傍である、偏光膜の厚さ方向に第1の面から1μmの部分の屈折率に近い値であると考えられる。
本発明による光学積層体の1つの実施形態である、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜を用いた光学積層体においては、偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率の差が0.08以下である場合、干渉ムラを抑制することができる。更に、偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.07以下であると、干渉ムラをより抑制することができるので、好ましい。偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.06以下であると、干渉ムラを更に抑制することができるので、より好ましい。偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.03以下であると、更に干渉ムラを抑制することができるので、より好ましい。
また、偏光膜と接着剤層の関係だけを考えれば、偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率の差をゼロとすれば、接着剤層と偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率の違いによる、接着剤層と偏光膜の界面での光の反射はなくなり、干渉ムラが最も抑制される。
しかしながら、偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差をゼロとするには、接着剤層の屈折率を大きくする必要があり、そのような接着剤層を作製するのは必ずしも容易ではない。また、接着剤層の屈折率を大きくすると逆に、例えば、接着剤層の屈折率と保護層の屈折率との差が大きくなり、保護層と接着剤層の界面での光の反射が大きくなり干渉ムラが視認されるようになってしまう。
よって、光学積層体を構成する各層間での屈折率差が偏らないようにするために、偏光膜の第1の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との間に0.07以下である程度の屈折率差を設けることができるようにすることが望ましい。この点、接着剤層の屈折率と保護層等の光学フィルムの屈折率との差が0.10以下とすることが更に望ましい。
接着剤層の接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤および金属化合物コロイドを含有してなる樹脂溶液を用いることができる。
金属化合物コロイドは、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、200重量部以下の割合で配合することができる。
金属化合物コロイドは、アルミナコロイド、シリカコロイド、ジルコニアコロイド、チタニアコロイド、酸化スズコロイド、及びこれらの混合物からなる群から選ばれることが好ましい。
接着剤に用いるポリビニルアルコール系樹脂としては、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂を用いることが特に好適である。アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂を用いた接着剤は、耐水性に優れる接着剤層を形成することができる。
接着剤に用いる架橋剤としては、メチロール基を有する化合物を含有することが好適である。ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、4〜60重量部であることが好適である。
接着剤層の厚みは、10〜300nmであり、且つ接着剤に含有されている金属化合物コロイドの平均粒子径よりも大きいことが好ましい。接着剤層の厚みを、金属化合物コロイドの平均粒子径よりも大きくすることで、接着剤層の厚み凹凸を抑えて、良好な接着性の接着剤層を形成することができる。
本発明の光学積層体は、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜と、部分積層体とからなる。
部分積層体は、少なくとも光学的に透明な接着剤層と光学フィルムを含む。
本発明による光学積層体の他の実施形態は、偏光膜により反射された光が外部に射出するまでの光路長を大きくすることにより干渉ムラを抑制するものである。一般に、干渉する2つの反射光の光路長差が大きいほど、強め合う波長と弱め合う波長の波長差が小さくなり、混色平均化して、干渉光の着色が視認されにくくなる。したがって、偏光膜表面からの反射光と光学積層体の視認側の最表面からの反射光の干渉を考えると、部分積層体の厚さを大きくすることにより、偏光膜により反射された光が外部に射出するまでの光路長を大きくなり、偏光膜により反射された光と光学積層体の視認側の最表面から反射された光との光路差長が大きくなるので、干渉光の着色が視認されにくくなる。すなわち、光学積層体の厚さが大きいほど干渉ムラがより抑制できることになる。
本発明による光学積層体の他の実施形態である、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜を用いた光学積層体においては、部分積層体の厚さが60μm以上である場合、干渉ムラを抑制することができる。更に、部分積層体の厚さが80μm以上であると、干渉ムラをより抑制することができるので、好ましい。
本発明による光学積層体の他の実施形態は、偏光膜により反射された光を散乱させることにより干渉ムラを抑制するものである。光の散乱度はヘイズ値によって表すことができ、散乱度が大きいほど干渉ムラはより抑制できるから、偏光膜の視認側に設けられた部分積層体のヘイズ値が大きいほど干渉ムラがより抑制できることになる。
本発明による光学積層体の他の実施形態である、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜を用いた光学積層体においては、部分積層体のヘイズ値が0.5%以上である場合、干渉ムラを抑制することができる。更に、部分積層体のヘイズ値が1.5%以上であると、干渉ムラをより抑制することができるので、好ましい。部分積層体のヘイズ値が10%以上であると、更に干渉ムラを抑制することができるので、より好ましい。
部分積層体のヘイズ値を0.5%以上とするための構成として、部分積層体に防眩機能を有する層を設けることができる。例えば、有機物および/または無機物の、鱗片状および不規則薄片粒子状および/または球状微粒子を含有する層を設けることができる。また、エンボス加工、サイドブラスト加工やエッチング加工等の適宜な方式で表面に微細凹凸構造を形成することができる。
[表示装置]
本発明の表示装置は、上記の光学積層体を含むものであり、例えば、液晶表示装置や有機EL表示装置とすることができる。
本発明の光学積層体について、以下の実施例を用いて更に説明する。なお、本発明の光学積層体は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
〔実施例1−1〕
本実施例の偏光膜は、上述の二段延伸法により製造された。
熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸ユニットを7モル%有するアモルファスのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう。)(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業(株)製 商品名:ゴーセファイマー Z200(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)を1wt%添加したPVA(重合度4200、ケン化度99.2%)を用意して、PVA系樹脂が5.5wt%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が9μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
次いで、この積層体をまず空気中130℃で1.8倍に自由端延伸して(空中補助延伸)、延伸積層体を生成した。次に、延伸積層体を液温30℃のホウ酸不溶化水溶液に30秒間浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA分子が配向されたPVA層を不溶化する工程を行った。本工程のホウ酸不溶化水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とした。この延伸積層体を染色することによって着色積層体を生成した。着色積層体は、延伸積層体を液温30℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するPVA層の単体透過率が40〜44%になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA層をヨウ素により染色させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を0.1〜0.4重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.7〜2.8重量%の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1対7である。次に、着色積層体を30℃のホウ酸架橋水溶液に60秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士に架橋処理を施す工程を行った。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して3重量部とした。
さらに、得られた着色積層体をホウ酸水溶液中で延伸温度70℃として、先の空気中での延伸と同様の方向に3.05倍に延伸して(ホウ酸水中延伸)、最終的な延伸倍率は5.50倍である光学フィルム積層体を得た。光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、PVA層の表面に付着したホウ酸を、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して4重量部とした水溶液で洗浄した。洗浄された光学フィルム積層体を60℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。得られた光学フィルム積層体に含まれる偏光膜の厚みは3.7μmであった。
得られた、アモルファスポリエチレンテレフタレート基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.59の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように製造した厚さ約300nmで屈折率が1.50の易接着層を有した40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを貼り合せた後、55℃で6分間乾燥を行った。その後、アモルファスPET基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムに転写し、光学積層体を作製した。
得られた偏光膜及び光学積層体について、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−2〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度と浸漬時間が異なる点を除き、実施例1−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−3〕
以下の相違点を除き、実施例1−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点はPET基材に製膜されたPVA層の厚みにある。実施例1−1は、9μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が3.7μm厚であった。これに対して、本実施例は、11μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が4.7μm厚であった。得られた光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−4〕
以下の相違点を除き、実施例1−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点はPET基材に製膜されたPVA層の厚みにある。実施例1−1は、9μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が3.7μm厚であった。これに対して、本実施例は、17μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が6.9μm厚であった。得られた光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−5〕
接着剤として屈折率が1.56の接着剤を用いる以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−5を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−6〕
接着剤として屈折率が1.56の接着剤を用いる以外は、実施例1−2と同様にして、実施例1−6を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−7〕
接着剤として屈折率が1.55の接着剤を用いる以外は、実施例1−2と同様にして、実施例1−7を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−8〕
接着剤として屈折率が1.56の接着剤を用いる以外は、実施例1−3と同様にして、実施例1−8を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−9〕
接着剤として屈折率が1.56の接着剤を用いる以外は、実施例1−4と同様にして、実施例1−9を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−10〕
以下の相違点を除き、実施例1−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点はホウ酸水中での延伸倍率、PET基材に製膜されたPVA層の厚み、及び接着剤層の屈折率にある。ホウ酸水中での延伸倍率が、実施例1−1では3.05倍なのに対し、本実施例では2.20倍であった。そして、実施例1−1は、9μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が3.7μm厚であった。これに対して、本実施例は、17μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が9.1μm厚であった。またまた、実施例1−1の光学積層体の接着剤層の屈折率は1.59であったが、本実施例の光学積層体の接着剤層の屈折率は1.60であった。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−11〕
接着剤として屈折率が1.59の接着剤を用いる以外は、実施例1−10と同様にして、実施例1−11を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−12〕
以下の相違点を除き、実施例1−5と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの材料にある。実施例の光学フィルムの材料は(メタ)アクリル系樹脂フィルムであった。これに対して、本実施例の光学フィルムの材料は厚み40μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」)を用いた。なお、貼合するTACフィルムは、公知の方法でケン化処理されたものである。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−13〕
以下の相違点を除き、実施例1−8と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は空中延伸倍率と水中延伸倍率、PET基材に製膜されたPVA層の厚み、および染色液のヨウ素濃度およびカリウム濃度と浸漬時間にある。実施例1−8は、空中延伸倍率を1.8倍、水中延伸倍率を3.05倍であったのに対し、実施例1−13は、空中延伸倍率が2.0倍、水中延伸倍率が2.75倍であった。最終延伸倍率は5.50倍で同じであった。そして、実施例1−8は、11μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が4.7μm厚であった。これに対して、本実施例は、11μm厚のPVA層で最終的に光学フィルム積層体に含まれるPVA層が4.8μm厚であった。また、本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度と浸漬時間が実施例1−8と異なる。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−14〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度と浸漬時間が異なる点を除き、実施例1−5と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−15〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度と浸漬時間が異なる点を除き、実施例1−5と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−16〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度と浸漬時間が異なり、かつ、接着剤として屈折率が1.60の接着剤を用いる以外は、実施例1−13と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−17〕
本実施例の偏光膜は、上述の空中延伸(乾式)延伸法により製造された。
熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸ユニットを7モル%有するアモルファスのポリエチレンテレフタレート(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業(株)製 商品名:ゴーセファイマー Z200(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)を1wt%添加したPVA(重合度4200、ケン化度99.2%)を用意して、PVA系樹脂が5.5wt%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が9μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
次いで、この積層体をまず空気中で130℃で4.0倍に自由端延伸して、延伸積層体を生成した。次に、延伸積層体を染色することによって着色積層体を生成した。着色積層体は、延伸積層体を液温30℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するPVA層の単体透過率が38〜44%になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA層をヨウ素により染色させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を0.3〜0.8重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を2.1〜5.6重量%の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1対7である。次に、着色積層体を60℃のホウ酸架橋水溶液に60秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士に架橋処理を施す工程を行った。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して5重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5重量部とした。架橋処理によって得られた光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、PVA層の表面に付着したホウ酸を、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して5重量部とした30℃の水溶液で洗浄した。洗浄された光学フィルム積層体を60℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。得られた光学フィルム積層体に含まれる偏光膜の厚みは5.6μmであった。
得られた、アモルファスPET基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.59の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように製造した厚さ約300nmで屈折率が1.50の易接着層を有した40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを貼り合せた後、55℃で6分間乾燥を行った。その後、アモルファスPET基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムに転写し、光学積層体を作製した。
得られた偏光膜及び光学積層体について、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−18〕
本実施例の偏光膜は、上述の過剰染色脱色法であって、脱色浴と架橋浴を同一浴で行う方法により製造された。
熱可塑性樹脂基材として、JSR社製アートンフィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、PVA(日本合成化学工業(株)製 ゴーセノール:NH18(平均重合度:2000,ケン化度:98.5モル%))を用意して、PVA系樹脂が8wt%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が7μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
次いで、この積層体をまず空気中で175℃で5.2倍に自由端延伸して、延伸積層体を作製した。
次に、延伸積層体を染色することによって着色積層体を生成した。具体的には、延伸積層体を液温25℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液 (水を溶媒として、ヨウ素濃度を1.0重量%の、ヨウ化カリウム濃度を7.0重量%) に120秒以上の任意の時間浸漬させて作製した。
次に、着色積層体を75℃のホウ酸水溶液に任意の時間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士に架橋し、同時に着色積層体中の過剰なヨウ素を脱色する処理を施す工程を行った。本工程のホウ酸水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して10重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5重量部とした。最終の偏光膜の透過率の調整は、上記の浸漬時間により行った。
得られた着色積層体をホウ酸水溶液から取り出し、PVA層の表面に付着したホウ酸を、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して5重量部とした30℃の水溶液で洗浄した。洗浄された着色積層体を60℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。得られた着色積層体に含まれる偏光膜の厚みは3.8μmであった。
得られた、アートン基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.60の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように製造した厚さ約300nmで屈折率が1.50の易接着層を有した40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを貼り合せた後、55℃で6分間乾燥を行った。その後、アートン基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムに転写し、光学積層体を作製した。
得られた偏光膜及び光学積層体について、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−19〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色浴の浸漬時間と架橋・脱色浴の浸漬時間が異なる点を除き、実施例1−18と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−20〕
本実施例の偏光膜は、上述の過剰染色脱色法であって、脱色浴と架橋浴を別々に行う方法により製造された。
熱可塑性樹脂基材として、JSR社製アートンフィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、PVA(日本合成化学工業(株)製 ゴーセノール:NH18(平均重合度:2000,ケン化度:98.5モル%))を用意して、PVA系樹脂が8wt%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が7μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
次いで、この積層体をまず空気中で175℃で5.2倍に自由端延伸して、延伸積層体を作製した。
次に、延伸積層体を染色することによって着色積層体を生成した。具体的には、延伸積層体を液温25℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液 (水を溶媒として、ヨウ素濃度を1.0重量%の、ヨウ化カリウム濃度を7.0重量%) に1時間染色することにより作製した。
次に、着色積層体を45℃のヨウ化カリウム水溶液に任意の時間浸漬することによって、着色積層体中の過剰なヨウ素を脱色する処理を施す工程を行った。本工程のヨウ化カリウム水溶液は、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5重量部とした。最終の偏光膜の透過率を調整は、上記の浸漬時間により行った。
次に、得られた着色積層体を60℃のホウ酸水溶液に60秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士に架橋する処理を施す工程を行った。本工程のホウ酸水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して10重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して5重量部とした。
得られた着色積層体をホウ酸水溶液から取り出し、PVA層の表面に付着したホウ酸を、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して5重量部とした30℃の水溶液で洗浄した。洗浄された着色積層体を60℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。得られた着色積層体に含まれる偏光膜の厚みは3.8μmであった。
得られた、アートン基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.59の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように製造した厚さ約300nmで屈折率が1.5の易接着層を有した40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムを貼り合せた後、55℃で6分間乾燥を行った。その後、アートン基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムに転写し、光学積層体を作製した。
得られた偏光膜及び光学積層体について、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−21〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色後の脱色浴の浸漬時間が異なる点、および、接着剤として屈折率が1.60の接着剤を用いる以外は、実施例1−20と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例1−22〕
本実施例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色後の脱色浴の浸漬時間が異なる点、および、接着剤として屈折率が1.60の接着剤を用いる以外は、実施例1−20と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−1〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−1を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−2〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−2と同様にして、比較例1−2を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−3〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−3と同様にして、比較例1−3を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−4〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−4と同様にして、比較例4を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−5〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−10と同様にして、比較例1−5を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−6〕
接着剤として屈折率が1.62の接着剤を用いる以外は、実施例1−11と同様にして、比較例1−6を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−7〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−12と同様にして、比較例1−7を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−8〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−13と同様にして、比較例1−8を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−9〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−14と同様にして、比較例1−9を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−10〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−15と同様にして、比較例1−10を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−11〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−16と同様にして、比較例1−11を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−12〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−17と同様にして、比較例1−12を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−13〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−18と同様にして、比較例1−13を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−14〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−19と同様にして、比較例1−14を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−15〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−20と同様にして、比較例1−15を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−16〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−21と同様にして、比較例1−16を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔比較例1−17〕
接着剤として屈折率が1.53の従来の接着剤を用いる以外は、実施例1−22と同様にして、比較例1−17を作製し、各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔従来例1〕
本従来例の偏光膜は、上述の単層延伸法により製造された。
厚さ40μmのポリビニルアルコールフィルムを下記[1]〜[5]の5浴に周速の異なる複数セットのロール間を通して順次フィルム長手方向に張力を付与しながら浸漬し、最終的な延伸倍率がフィルム元長に対し、6.0倍になるように延伸した。このフィルムを50℃オーブンで4分間乾燥させ、厚み17μmの偏光膜を得た。
[1]膨潤浴:30℃の純水
[2]染色浴:水100重量部に対し、ヨウ素濃度を0.02〜0.2重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.14〜1.4重量%の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1対7である。これらを含む30℃の水溶液へ、最終的な偏光膜の単体透過率が40〜44%となるように任意の時間浸漬した。
[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]洗浄浴:3重量%のヨウ化カリウムを含む、25℃の水溶液
得られた偏光膜の一方の面に屈折率が1.53の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように製造した厚さ約300nmで屈折率が1.50の易接着層を有した40μm厚の(メタ)アクリル系樹脂フィルムとロール機で貼り合せた後、55℃で6分間乾燥して、光学積層体を作製した。
得られた偏光膜及び光学積層体について、以下のように各種評価を行った。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表1に示す。
〔従来例2〕
本従来例では、単体透過率および偏光度が異なる偏光膜を得るために、染色液のヨウ素濃度およびヨウ化カリウム濃度と浸漬時間が異なる点を除き、従来例1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた光学積層体の特性を表1に示す。
〔従来例3〕
以下の相違点を除き、従来例1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は、ポリビニルアルコールフィルムの厚みにある。従来例1は、厚さ40μmのポリビニルアルコールフィルムを用い、最終的に偏光膜の厚みが17μm厚であった。これに対して、本従来例は、厚さ60μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ製 商品名「VF−PE#6000」)を用い、最終的に偏光膜の厚みが25μm厚であった。得られた光学積層体の特性を表1に示す。
〔実施例2−1〕
実施例1−1で得られた、アモルファスPET基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調整した屈折率1.53の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、けん化処理した60μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)を貼り合わせた後、50℃で5分間乾燥を行った。その後、アモルファスPET基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる60μm厚のTACフィルムに転写し、光学積層体を作製した。
本実施例においては、部分積層体は、80nm厚の接着剤層、60μm厚のTACフィルムからなり、部分積層体の厚さは60μmである。
得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−2〕
偏光膜として、実施例1−3で得られた厚みが4.7μmの偏光膜を用いた以外は、実施例2−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−3〕
偏光膜として、実施例1−4で得られた厚みが6.9μmの偏光膜を用いた以外は、実施例2−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−4〕
偏光膜として、実施例1−10で得られた厚みが9.1μmの偏光膜を用いた以外は、実施例2−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−5〕
以下の相違点を除き、実施例2−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−1の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した80μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製 商品名「フジタック TD80UL」、屈折率1.49)を用いた。
本実施例においては、部分積層体は、80nm厚の接着剤層、80μm厚のTACフィルムからなり、部分積層体の厚さは80μmである。
得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−6〕
以下の相違点を除き、実施例2−2と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−2の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した80μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製 商品名「フジタック TD80UL」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−7〕
以下の相違点を除き、実施例2−3と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−3の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した80μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製 商品名「フジタック TD80UL」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−8〕
以下の相違点を除き、実施例2−4と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−4の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した80μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製 商品名「フジタック TD80UL」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−9〕
以下の相違点を除き、実施例2−2と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は光学積層体の構成にある。本実施例の光学積層体は、実施例2−2で得られた光学積層体の、TACフィルムの偏光膜が貼り合わされた面とは反対の面を、乾燥後の厚みが20μmのアクリル系粘着剤により、32μm厚のλ/4位相差フィルム(ゼオン株式会社製 商品名「ゼオノアフィルム ZD12」)を偏光膜の吸収軸とλ/4位相差フィルムの遅相軸のなす角が45°となるように貼り合せることによって得られた。
本実施例においては、部分積層体は、80nm厚の接着剤層、60μm厚のTACフィルム、20μm厚の粘着剤層、及び32μm厚のλ/4位相差フィルムからなり、部分積層体の厚さは112μmである。
得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−10〕
実施例1−1で得られた、アモルファスPET基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.53の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を貼り合わせた後、50℃で5分間乾燥を行った。その後、アモルファスPET基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる40μm厚のTACフィルムに転写した。更に、TACフィルムの偏光膜が貼り合わされた面とは反対の面を、乾燥後の厚みが100μmのアクリル系粘着剤により、1.00mm厚のゴリラガラス(コーニング社製 商品名「 Gorilla」)に貼り合せることによって光学積層体を作製した。
本実施例においては、部分積層体は、80nm厚の接着剤層、40μm厚のTACフィルム、100μm厚の粘着剤層、及び1.00mm厚のゴリラガラスからなり、部分積層体の厚さは1140μmである。
得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−11〕
TACフィルムをゴリラガラスと貼り合せる接着剤として、乾燥後の厚みが100μmのウレタンアクリレート系の紫外線硬化型接着剤を用いた以外は、実施例2−10と同様の方法で光学積層体を作製した。
本実施例においては、部分積層体は、80nm厚の接着剤層、40μm厚のTACフィルム、100μm厚の接着剤層、及び1.00mm厚のゴリラガラスからなり、部分積層体の厚さは1140μmである。
得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−12〕
偏光膜として、実施例1−18で得られた、アートン基材に製膜された厚みが3.8μmの偏光膜を用いた以外は、実施例2−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例2−13〕
偏光膜として、実施例1−20で得られた、アートン基材に製膜された厚みが3.8μmの偏光膜を用いた以外は、実施例2−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔比較例2−1〕
以下の相違点を除き、実施例2−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−2の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔比較例2−2〕
以下の相違点を除き、実施例2−2と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−2の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔比較例2−3〕
以下の相違点を除き、実施例2−3と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−3の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔比較例2−4〕
以下の相違点を除き、実施例2−4と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−4の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔比較例2−5〕
以下の相違点を除き、実施例2−12と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−12の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔比較例2−6〕
以下の相違点を除き、実施例2−13と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される光学フィルムの厚みにある。実施例2−13の光学フィルムは、けん化処理した60μm厚のTACフィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC6UY」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例の光学フィルムは、けん化処理した40μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタオプト製 商品名「TACフィルム KC4UY」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表2に示す。
〔実施例3−1〕
実施例1−1で得られた、アモルファスPET基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.53の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように作製した40μm厚のTACフィルムとその一方の面に形成されたヘイズ値が0.5%の防眩層とからなる防眩層付保護層を、偏光膜の表面とTACフィルムの他方の面が対向するように貼り合わせた後、50℃で5分間乾燥を行った。その後、アモルファスPET基材を剥離し、偏光膜を、防眩層付保護層に転写し、光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−2〕
偏光膜として、実施例1−3で得られた厚みが4.7μmの偏光膜を用いた以外は、実施例3−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−3〕
偏光膜として、実施例1−4で得られた厚みが6.9μmの偏光膜を用いた以外は、実施例3−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−4〕
偏光膜として、実施例1−10で得られた厚みが9.1μmの偏光膜を用いた以外は、実施例3−1と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−5〕
以下の相違点を除き、実施例3−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は防眩層のヘイズ値にある。実施例3−1の防眩層のヘイズ値は0.5%であった。これに対して、本実施例では、以下のように作製したヘイズ値が1.5%の防眩層付保護層を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−6〕
偏光膜として、実施例1−3で得られた厚みが4.7μmの偏光膜を用いた以外は、実施例3−5と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−7〕
偏光膜として、実施例1−4で得られた厚みが6.9μmの偏光膜を用いた以外は、実施例3−5と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−8〕
偏光膜として、実施例1−10で得られた厚みが9.1μmの偏光膜を用いた以外は、実施例3−5と同様の方法で光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−9〕
以下の相違点を除き、実施例3−2と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は防眩層のヘイズ値にある。実施例3−2の防眩層のヘイズ値は0.5%であった。これに対して、本実施例では、以下のように作製したヘイズ値が12%の防眩層付保護層を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−10〕
以下の相違点を除き、実施例3−2と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は防眩層のヘイズ値にある。実施例3−2の防眩層のヘイズ値は0.5%であった。これに対して、本実施例では、以下のように作製したヘイズ値が25%の防眩層付保護層を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−11〕
実施例1−18で得られた、アートン基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.53の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように作製した40μm厚のTACフィルムとその一方の面に形成されたヘイズ値が1.5%の防眩層とからなる防眩層付保護層を、偏光膜の表面とTACフィルムの他方の面が対向するように貼り合わせた後、50℃で5分間乾燥を行った。その後、アートン基材を剥離し、偏光膜を、防眩層付保護層に転写し、光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔実施例3−12〕
実施例1−20で得られた、アートン基材に製膜された偏光膜を構成するPVA層の表面に以下のように調製した屈折率1.53の接着剤を乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、以下のように作製した40μm厚のTACフィルムとその一方の面に形成されたヘイズ値が0.5%の防眩層とからなる防眩層付保護層を、偏光膜の表面とTACフィルムの他方の面が対向するように貼り合わせた後、50℃で5分間乾燥を行った。その後、アートン基材を剥離し、偏光膜を、防眩層付保護層に転写し、光学積層体を作製した。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔比較例3−1〕
以下の相違点を除き、実施例3−1と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される保護層の防眩層の有無にある。実施例3−1の保護層は、一方の面にヘイズ値が0.5%の防眩層が形成された40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例では、保護層として、防眩層が形成されていない40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔比較例3−2〕
以下の相違点を除き、実施例3−2と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される保護層の防眩層の有無にある。実施例3−2の保護層は、一方の面にヘイズ値が0.5%の防眩層が形成された40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例では、保護層として、防眩層が形成されていない40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔比較例3−3〕
以下の相違点を除き、実施例3−3と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される保護層の防眩層の有無にある。実施例3−3の保護層は、一方の面にヘイズ値が0.5%の防眩層が形成された40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例では、保護層として、防眩層が形成されていない40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔比較例3−4〕
以下の相違点を除き、実施例3−4と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される保護層の防眩層の有無にある。実施例3−4の保護層は、一方の面にヘイズ値が0.5%の防眩層が形成された40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例では、保護層として、防眩層が形成されていない40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔比較例3−5〕
以下の相違点を除き、実施例3−11と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される保護層の防眩層の有無にある。実施例3−11の保護層は、一方の面にヘイズ値が1.5%の防眩層が形成された40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例では、保護層として、防眩層が形成されていない40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
〔比較例3−6〕
以下の相違点を除き、実施例3−12と同様の条件で偏光膜及び光学積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。相違点は偏光膜と接着剤層を介して接合される保護層の防眩層の有無にある。実施例3−12の保護層は、一方の面にヘイズ値が1.5%の防眩層が形成された40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)であった。これに対して、本実施例では、保護層として、防眩層が形成されていない40μm厚のTACフィルム(富士フイルム(株)製 商品名「フジタック T40UZ」、屈折率1.49)を用いた。得られた偏光膜及び光学積層体の特性を表3に示す。
(接着剤の調製)
まず、従来の接着剤の調製について説明する。アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製し、屈折率1.53の接着剤を得た。
次に、本実施例の接着剤の調製について説明する。アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。更に、この水溶液100部に対し、アルミナコロイド水溶液(平均粒子径15nm,固形分濃度10%)12部を加えて接着剤水溶液を調製し、屈折率1.55の接着剤を得た。
また、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。更に、この水溶液100部に対し、アルミナコロイド水溶液(平均粒子径15nm,固形分濃度10%)18部を加えて接着剤水溶液を調製し、屈折率1.56の接着剤を得た。
また、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。更に、この水溶液100部に対し、ジルコニアコロイド水溶液(平均粒子径10nm,固形分濃度6%)13部を加えて接着剤水溶液を調製し、屈折率1.59の接着剤を得た。
また、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。更に、この水溶液100部に対し、ジルコニアコロイド水溶液(平均粒子径10nm,固形分濃度6%)15.3部を加えて接着剤水溶液を調製し、屈折率1.60の接着剤を得た。
また、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂(平均重合度:1200,ケン化度:98.5モル%,アセトアセチル化度:5モル%)100部に対し、メチロールメラミン50部を、30℃の温度条件下に、純水に溶解し、固形分濃度3.7%に調整した水溶液を調製した。更に、この水溶液100部に対し、ジルコニアコロイド水溶液(平均粒子径10nm,固形分濃度6%)20部を加えて接着剤水溶液を調製し、屈折率1.62の接着剤を得た。
(易接着層を有した(メタ)アクリル系樹脂フィルムの製造方法)
(メタ)アクリル系樹脂を溶融押し出しにより製膜し、続いて易接着層を塗工し、易接着層が塗工された(メタ)アクリル系樹脂を乾燥させ、膜厚300nmの易接着層を有した膜厚40μmの(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得た。(メタ)アクリル樹脂フィルム及び易接着層の屈折率はともに1.50であった。
(防眩層付保護層の作製)
<ヘイズ値が0.5%の防眩層付保護層の作成>
まず、防眩層形成材料に含まれる樹脂として、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(日本合成化学工業(株)製、商品名「UV1700B」、固形分100%)80重量部、および、ペンタエリストールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名「ビスコート#300」、固形分100%)20重量部を準備した。前記樹脂の樹脂固形分100重量部あたり、前記粒子としてアクリルとスチレンの共重合粒子(積水化成品工業(株)製、商品名「テクポリマー」、重量平均粒径:5.0μm、屈折率:1.520)を1重量部、前記チキソトロピー付与剤として有機粘土である合成スメクタイト(コープケミカル(株)製、商品名「ルーセンタイトSAN」)を1.5重量部、光重合開始剤(BASF社製、商品名「イルガキュア907」)を3重量部、レベリング剤(DIC(株)製、商品名「PC4100」、固形分10%)を0.5部混合した。なお、前記有機粘土は、トルエンで固形分が6.0%になるよう希釈して用いた。この混合物を、固形分濃度が40重量%となるように、トルエン/シクロペンタノン(CPN)混合溶媒(重量比80/20)で希釈して、防眩層形成材料(塗工液)を調製した。
次いで、透光性基材として、透明プラスチックフィルム基材(トリアセチルセルロースフィルム、富士フイルム(株)製、商品名「フジタック T40UZ」、厚さ:40μm、屈折率:1.49)を準備した。前記透明プラスチックフィルム基材の片面に、前記防眩層形成材料(塗工液)を、コンマコータを用いて塗布して塗膜を形成した。そして、この塗膜が形成された透明プラスチックフィルム基材を、約30°の角度で傾斜させながら乾燥工程へと搬送した。乾燥工程において、90℃で2分間加熱することにより前記塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射し、前記塗膜を硬化処理して厚み7.5μmの防眩層を形成し、ヘイズ値が0.5%の防眩層付保護層を得た。
<ヘイズ値が1.5%の防眩層付保護層の作成>
まず、防眩層形成材料に含まれる樹脂として、紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂(日本合成化学工業(株)製、商品名「UV1700B」、固形分100%)80重量部、および、ペンタエリストールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業(株)製、商品名「ビスコート#300」、固形分100%)20重量部を準備した。前記樹脂の樹脂固形分100重量部あたり、前記粒子としてアクリルとスチレンの共重合粒子(積水化成品工業(株)製、商品名「テクポリマー」、重量平均粒径:5.0μm、屈折率:1.520)を3重量部、前記チキソトロピー付与剤として有機粘土である合成スメクタイト(コープケミカル(株)製、商品名「ルーセンタイトSAN」)を1.5重量部、光重合開始剤(BASF社製、商品名「イルガキュア907」)を3重量部、レベリング剤(DIC(株)製、商品名「PC4100」、固形分10%)を0.5部混合した。なお、前記有機粘土は、トルエンで固形分が6.0%になるよう希釈して用いた。この混合物を、固形分濃度が40重量%となるように、トルエン/シクロペンタノン(CPN)混合溶媒(重量比80/20)で希釈して、防眩層形成材料(塗工液)を調製した。
次いで、透光性基材として、透明プラスチックフィルム基材(トリアセチルセルロースフィルム、富士フイルム(株)製、商品名「フジタック T40UZ」、厚さ:40μm、屈折率:1.49)を準備した。前記透明プラスチックフィルム基材の片面に、前記防眩層形成材料(塗工液)を、コンマコータを用いて塗布して塗膜を形成した。そして、この塗膜が形成された透明プラスチックフィルム基材を、約30°の角度で傾斜させながら乾燥工程へと搬送した。乾燥工程において、90℃で2分間加熱することにより前記塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射し、前記塗膜を硬化処理して厚み7.5μmの防眩層を形成し、ヘイズ値が1.5%の防眩層付保護層を得た。
<ヘイズ値が12%の防眩層付保護層の作成>
まず、無機酸化物粒子と重合性不飽和基を含む有機化合物とを結合させてなるナノシリカ粒子(前記(B)成分)を分散させた、前記(A)成分を含むハードコート層形成材料(JSR(株)製、商品名「オプスターZ7540」、固形分:56重量%、溶媒:酢酸ブチル/メチルエチルケトン(MEK)=76/24(重量比))を準備した。前記ハードコート層形成材料は、(A)成分:ジペンタエリスリトールおよびイソホロンジイソシアネート系ポリウレタン、(B)成分:表面を有機分子により修飾したシリカ微粒子(重量平均粒径100nm以下)を、(A)成分合計:(B)成分=2:3の重量比で含有する。前記ハードコート層形成材料の硬化皮膜の屈折率は、1.485であった。前記ハードコート層形成材料の樹脂固形分100重量部あたり、前記微粒子としてアクリルとスチレンの架橋粒子(積水化成品工業(株)製、商品名「テクポリマーXX80AA」、重量平均粒径:5.5μm、屈折率:1.515)を5重量部、レベリング剤(大日本インキ化学工業(株)製、商品名「GRANDIC PC−4100」)を0.1重量部、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア127」)を0.5重量部混合した。この混合物を、固形分濃度が45重量%、酢酸ブチル/MEK比率が2/1(重量比)となるように希釈して、防眩性ハードコート層形成材料を調製した。
次いで、透光性基材として、透明プラスチックフィルム基材(トリアセチルセルロースフィルム、富士フイルム(株)製、商品名「フジタック T40UZ」、厚さ:40μm、屈折率:1.49)を準備した。前記透明プラスチックフィルム基材の片面に、前記防眩層形成材料(塗工液)を、コンマコータを用いて塗布して塗膜を形成した。そして、この塗膜が形成された透明プラスチックフィルム基材を、約30°の角度で傾斜させながら乾燥工程へと搬送した。乾燥工程において、90℃で2分間加熱することにより前記塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射し、前記塗膜を硬化処理して厚み9μmの防眩層を形成し、ヘイズ値が12%の防眩層付保護層を得た。
<ヘイズ値が25%の防眩層付保護層の作成>
まず、無機酸化物粒子と重合性不飽和基を含む有機化合物とを結合させてなるナノシリカ粒子(前記(B)成分)を分散させた、前記(A)成分を含むハードコート層形成材料(JSR(株)製、商品名「オプスターZ7540」、固形分:56重量%、溶媒:酢酸ブチル/メチルエチルケトン(MEK)=76/24(重量比))を準備した。前記ハードコート層形成材料は、(A)成分:ジペンタエリスリトールおよびイソホロンジイソシアネート系ポリウレタン、(B)成分:表面を有機分子により修飾したシリカ微粒子(重量平均粒径100nm以下)を、(A)成分合計:(B)成分=2:3の重量比で含有する。前記ハードコート層形成材料の硬化皮膜の屈折率は、1.485であった。前記ハードコート層形成材料の樹脂固形分100重量部あたり、前記微粒子としてアクリルとスチレンの架橋粒子(積水化成品工業(株)製、商品名「テクポリマーXX80AA」、重量平均粒径:5.5μm、屈折率:1.515)を13重量部、レベリング剤(大日本インキ化学工業(株)製、商品名「GRANDIC PC−4100」)を0.1重量部、光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア127」)を0.5重量部混合した。この混合物を、固形分濃度が45重量%、酢酸ブチル/MEK比率が2/1(重量比)となるように希釈して、防眩性ハードコート層形成材料を調製した。
次いで、透光性基材として、透明プラスチックフィルム基材(トリアセチルセルロースフィルム、富士フイルム(株)製、商品名「フジタック T40UZ」、厚さ:40μm、屈折率:1.49)を準備した。前記透明プラスチックフィルム基材の片面に、前記防眩層形成材料(塗工液)を、コンマコータを用いて塗布して塗膜を形成した。そして、この塗膜が形成された透明プラスチックフィルム基材を、約30°の角度で傾斜させながら乾燥工程へと搬送した。乾燥工程において、90℃で2分間加熱することにより前記塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cm2の紫外線を照射し、前記塗膜を硬化処理して厚み9μmの防眩層を形成し、ヘイズ値が25%の防眩層付保護層を得た。
Figure 0005615987
Figure 0005615987
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[評価]
(厚みの測定)
偏光膜の厚みは、各実施例及び各比較例については、後述の顕微レーザーラマンによるラマン分光測定と同時に、光学積層体の断面の光学顕微鏡観察により測定した。従来例1〜3については、デジタルゲージ (尾崎製作所製 PEACOCK DG205)を用いて測定した。
(偏光膜反射率の測定)
上述の各実施例1及び各比較例の製造方法の途中で得られた光学フィルム積層体(延伸された基材と偏光膜の積層体)の、偏光膜面とは反対側の表面(すなわちPET面)をサンドペーパーで均一に粗面化した後、可視光線透過率が5%以下となるように黒色塗料を塗布して着色した。
また、上述の従来例1〜3の製造方法により得られた偏光膜については、偏光膜の一方の面に、上述の各実施例の製造方法の途中で得られた光学フィルム積層体から剥離したアモルファスPET基材を貼り合わせ、そのアモルファスPET基材の偏光膜とは反対側の表面をサンドペーパーで均一に粗面化した後、可視光線透過率が5%以下となるように黒色塗料を塗布して着色した。
そして、分光光度計(日立ハイテク社製 商品名「U−4100」)を用いて、測定面、つまり、偏光膜に10度入射角で偏光を入射し、波長610nmについて、偏光膜の透過軸方向及び吸収軸方向の反射率を測定した。
(偏光膜屈折率の導出)
上記で測定した透過軸方向の反射率Rt、吸収軸方向の反射率Raの値から、空気の屈折率を1、偏光膜の透過軸方向の屈折率をnt、吸収軸方向の屈折率をnaとして、関係式:Rt=((1−nt)/(1+nt))2、Ra=((1−na)/(1+na))2を用いて偏光膜の屈折率を導出した(換算屈折率)。
(透過率及び偏光度の測定)
上述の各実施例及び各比較例の製造方法の途中で得られた光学フィルム積層体(延伸された基材と偏光膜の積層体)を、上述のように調製した屈折率1.53の接着剤を、乾燥後の接着剤層の厚みが80nmとなるように塗布しながら、けん化処理した80μm厚のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム製 商品名「フジタック TD80UL」)を貼り合せた後、55℃で6分間乾燥を行った。その後、アモルファスPET基材を剥離し、偏光膜を、保護層となる上記80μm厚のTACフィルムに転写し、積層体を得た。この積層体を、紫外可視分光光度計(日本分光社製V7100)を用いて、偏光膜の単体透過率T、平行透過率Tp、直交透過率Tcを測定した。これらのT、Tp、Tcは、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により測定して視感度補正を行なったY値である。
偏光度Pを上記の透過率を用い、次式により求めた。
偏光度P(%)={(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
(吸光度の算出)
上述の透過率及び偏光度の測定で測定された平行透過率Tp,直交透過率Tcを用い下記式より、偏光膜の吸収軸と平行な偏光を入射した場合の透過率kaを算出し、続いて偏光膜の吸収軸方向の吸光度(偏光膜の吸収軸と平行な偏光を入射した場合の吸光度)Aaをkaから算出した。ここで、Tp、Tcは視感度補正したY値ではなく、測定波長380〜780nmの数値をそのまま用いた。
ka=(1/2)1/2(Tp+Tc)1/2/(Tp−Tc)1/2
Aa=−log10(ka)
(ラマン分光測定)
上述の透過率及び偏光度測定で用いた積層体(光学フィルム積層体にTACフィルムを貼合しPET基材を剥離した積層体) の中央部を、図7に示すように、ウルトラマイクロトーム(LEICA製 商品名「LEICA ULTRACUT UCT」又は「LEICA EM UC7」)を用いて、偏光膜の吸収軸方向(延伸方向)かつ偏光膜の厚み方向に切断し、偏光膜の吸収軸方向と偏光膜の厚み方向に直交する方向の長さが約100nmの超薄切片試料を作製した。
ラマン分光測定に用いた装置と条件は以下のとおりである。
・装置:顕微レーザーラマン Jobin Yvon S. A. S社製 LabRAM HR800
(堀場ジョバンイボン製 HR800)
・励起波長 :514.5nm
・Grating :1800 gr/mm
・対物レンズ :100倍 (開口数0.9)
・測定ピッチ :0.1μm
図8に示すように、上記の超薄切片試料の偏光膜断面について、偏光膜の厚さ方向に0.1μm間隔の測定点でラマンスペクトルの測定を行った。
レーザ光は、その偏光面を、偏光膜の吸収軸方向(延伸方向)と平行かつ超薄切片試料の偏光膜断面に垂直に入射させた。また、超薄切片試料の後ろに検光子を設置した。検光子の偏光面は、レーザ光の偏光面と平行とした。
上記測定条件から、分解能、すなわちレーザ光の試料上のスポット径(半値幅)は0.7μmとなり、レーザ光のスポット断面が、その中心が偏光膜表面から0.5μmの位置にあるときに、ほぼちょうど偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向1μmの中心部分に対応し、偏光膜表面から偏光膜の厚さ方向1μmの部分以外に存在するI3 -や空気からのラマン散乱による誤差が少なく、Isの良好な近似が可能であった。
各実施例、比較例、従来例について、いずれのラマンスペクトルにおいても、図2に示されるように、108cm-1付近にI3 -に対応するピークが観測され、また、158cm-1付近にI5に対応するピークが観測された。
(I3 -の積分強度分布の算出)
各測定点で得られたラマンスペクトルについて、波数90cm-1〜120cm-1の区間の積分強度をベースライン補正を行って求めた。
ベースライン補正は、波数90cm-1〜120cm-1の区間において、波数90cm-1におけるラマン強度と波数120cm-1におけるラマン強度の各点を結ぶ直線で、ラマンスペクトルのベースラインを直線近似し、その近似直線からの距離をラマン強度として、測定時のベースラインの傾きを補正することによって行った(図2参照)。得られた各測定点の積分強度から偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を求めた(図3(a)、(b))。なお、図中の厚さ方向の原点は後述の変曲点の位置に対応するものであり、負の座標側から光が入射するものとする。
(Aa×(Is/Ia)の値の算出)
図3の偏光膜の厚さ方向の積分強度分布図において、積分強度分布を偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Iaを算出した。具体的には、スムージング処理前の厚さ方向の位置xの積分強度をI(x)として、スムージング処理後の積分強度IWMA(x) を下記の式より求め、IWMA(x) を全区間にわたって積分し、値Iaを算出した。
WMA(x) =[I(x−0.5)×1+I(x−0.4)×2+I(x−0.3)×4+I(x−0.2)×6+I(x−0.1)×8+I(x)×10+I(x+0.1)×8+I(x+0.2)×6+I(x+0.3)×4+I(x+0.4)×2+I(x+0.5)×1]/(1+2+4+6+8+10+8+6+4+2+1)
得られたスムージング処理後の積分強度分布の例を図3(a)、(b)に示す。
続いて、偏光膜の厚さ方向に偏光膜表面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値Isを近似的に求めた。
具体的には、まず、Iaの算出において上述のようにして得られたスムージング処理後の積分強度分布において、光が入射する側の立ち上がり部分における変曲点の位置を、積分強度分布の微分の極大値を求めることによって特定した。
次に、特定した変曲点の位置から+0.5μmの位置のスムージング処理後の積分強度の値IWMA(0.5)を求め、この値をIsとした。
得られたAa、Ia、IWMA(0.5)の値から、上述のように、Aa×(Is/Ia)の値として、Aa×(IWMA(0.5)/Ia)の値を求めた。
(接着剤層の屈折率の測定)
上述のようにして得られた接着剤の各々をPET基材に塗布し、100℃にて乾燥し、自立フィルムを得た。これをアッベ屈折計(株式会社アタゴ製 商品名「DR−M2」)及び光源としてナトリウム光源(D線 波長589nm)を用いて、各接着剤の屈折率を測定した。
((メタ)アクリル系樹脂フィルム及び易接着層の屈折率の測定)
(メタ)アクリル系樹脂フィルムの屈折率は、上述の易接着層を有した(メタ)アクリル系樹脂フィルムの製造方法において、易接着層を塗工せず製造して得られたもの、すなわち(メタ)アクリル系樹脂の溶融押し出し、乾燥のみで得られた膜厚40μmの(メタ)アクリル系樹脂フィルムについて、アッベ屈折計(株式会社アタゴ製 商品名「DR−M2」)及び光源としてナトリウム光源(D線 波長589nm)を用いて測定した。
また、(メタ)アクリル系樹脂フィルムが有した易接着層の屈折率については、上述の接着剤層の屈折率の測定と同様に、自立フィルムを得て、これをアッベ屈折計(株式会社アタゴ製 商品名「DR−M2」)及び光源としてナトリウム光源(D線 波長589nm)を用いて測定した。
(防眩層付保護層のヘイズ値の測定)
JIS K7136(2000年版)のヘイズ(曇度)に準じ、ヘイズメーターHM-150((株)村上色彩技術研究所製)を用いて、実施例3−1〜3−12及び比較例3−1〜3−6で用いた各防眩層付保護層のヘイズ値を測定した。ここで、防眩層付保護層に上述のように調製した屈折率1.53の接着剤を塗布したものと塗布しなかったものとでヘイズ値に違いは見られなかった。したがって、測定されたヘイズ値は、接着剤層と防眩層付保護層とからなる部分積層体のヘイズ値とみなすことができる。
(干渉ムラの評価方法)
各実施例、比較例、従来例で作製された光学積層体について、偏光膜面を粗面化したのち、可視光透過率が5%以下になるように、黒色塗料を塗布して着色し偏光膜の保護層とは反対側の表面を粗面化した後、黒色塗料で着色してサンプルを調製した。サンプルを、暗室にて、3波長蛍光灯(松下電器産業株式会社製 商品名「ナショナル パルック 3波長形昼白色(F.L 15EX−N 15W)」)の直下約10〜30cmに置き、視点を変えながらサンプルを目視したときに、干渉ムラがかなり視認される、視認される、わずかに視認される、かすかに視認される、視認できない、の5段階で評価した。なお、各実施例、比較例で作製された光学積層体に用いられた(メタ)アクリル系樹脂フィルムが有した易接着層は、屈折率が(メタ)アクリル系樹脂フィルムと等しいため、干渉ムラの評価においては、その影響は無視できるものと考えられる。
(偏光膜の反射率)
図9は、各実施例、比較例、従来例についての、偏光膜のAa×(Is/Ia)の値と可視波長の長波長側である610nmにおける吸収軸方向の反射率の関係を示す。図及び表1から、Aa×(Is/Ia)の値が大きくなるほど反射率が増加することが分かった。
(干渉ムラの評価)
表1から以下のことが分かった。すなわち、屈折率が1.53の従来の接着剤を用いた比較例1−1〜1−5、1−7〜1−17、2−1〜2−6、3−1〜3−6の光学積層体においては、Aa×(Is/Ia)の値が0.55以上となり、干渉ムラが視認され、屈折率が1.53の従来の接着剤を用いた従来例1〜3の光学積層体においては、Aa×(Is/Ia)の値が0.40以下となり、干渉ムラが視認されなかった。したがって、屈折率が1.53の従来の接着剤を用いた光学積層体においては、Aa×(Is/Ia)の値が0.53以上の場合、干渉ムラの発生という問題が生じることが分かった。
この問題について、屈折率が1.53の従来の接着剤を用いた比較例1−1〜5、1−7〜1−17の光学積層体においては、偏光膜の光が入射する側の面における(偏光膜の光が入射する側の面の近傍の部分の)偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.09以上となり、干渉ムラが視認された。これに対して、偏光膜の光が入射する側の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差を小さくするために、従来の接着剤よりも屈折率が大きい接着剤を用いた各実施例の光学積層体においては、偏光膜の光が入射する側の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.06以下となった場合は干渉ムラが視認されず、偏光膜の光が入射する側の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.07となった場合は、干渉ムラはかすかにしか視認されず、偏光膜の光が入射する側の面における偏光膜の吸収軸方向の屈折率と接着剤層の屈折率との差が0.08となった場合は、干渉ムラはわずかしか視認されなかった。したがって、各実施例の光学積層体において、効果的に干渉ムラを抑制することができた。
また、光学積層体を構成する接着剤層と光学フィルムの屈折率差が干渉ムラに与える影響については、比較例1−6の光学積層体においては、接着剤層と光学フィルムの屈折率差が0.12となり、干渉ムラが視認された。これに対して、実施例1−1〜1−22、従来例1〜3の光学積層体においては、接着剤層と光学フィルムの屈折率差が0.10以下となり、干渉ムラがわずかに視認されるか、かすかに視認されるか、又は視認されなかった。したがって、各実施例の光学積層体において、効果的に干渉ムラを抑制することができた。
また、表2から以下のことが分かった。すなわち、部分積層体の厚さが40μmである比較例2−1〜2−6の光学積層体においては、干渉ムラが視認された。これに対して、偏光膜により反射された光と光学積層体の視認側の最表面から反射された光との光路差長が大きくするために、部分積層体の厚さを大きくして60μmとした実施例2−1〜2−4、2−12〜2−13の光学積層体においては、干渉ムラがかすかにしか視認されず、部分積層体の厚さを80μmとした実施例2−5〜2−11の光学積層体においては、干渉ムラが視認されなかった。したがって、各実施例の光学積層体において、効果的に干渉ムラを抑制することができた。
また、表3から以下のことが分かった。すなわち、防眩層を設けなかったヘイズ値が0.3%である比較例3−1〜3−6の光学積層体においては、干渉ムラが視認された。これに対して、防眩層を設けヘイズ値が0.5%以上である実施例3−1〜3−4の光学積層体においては、干渉ムラがわずかしか視認されず、防眩層を設けヘイズ値が1.5%以上である実施例3−5〜3−8、3−11〜3−12の光学積層体においては、干渉ムラがかすかにしか視認されず、偏防眩層を設けヘイズ値が12%以上である実施例3−9〜3−10の光学積層体においては、干渉ムラが視認されなかった。したがって、各実施例の光学積層体において、効果的に干渉ムラを抑制することができた。
以上、本発明を特定の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明は、図示し説明した構成以外にも、幾多の変更が可能である。したがって、本発明は、図示し説明した構成に限定されるものではなく、その範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ定められるべきである。

Claims (18)

  1. ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜が、該偏光膜の第1の面において光学的に透明な接着剤層を介して光学フィルムに接合された光学積層体であって、
    前記偏光膜は、
    Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、
    Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、
    Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値
    としたとき、
    式Aa×(Is/Ia)
    で表される値が0.53以上を示すものであり、
    前記接着剤層は、該接着剤層の屈折率と前記偏光膜の第1の面における前記偏光膜の吸収軸方向の屈折率との差が0.08以下となるものである
    ことを特徴とする光学積層体。
  2. 前記偏光膜の第1の面における前記偏光膜の吸収軸方向の屈折率と前記接着剤層の屈折率との差が0.06以下である請求項1に記載の光学積層体。
  3. 前記光学フィルムの屈折率と前記接着剤層の屈折率との差が0.10以下である請求項1又は2に記載の光学積層体。
  4. ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜と、部分積層体とからなる光学積層体であって、
    前記部分積層体は、少なくとも光学的に透明な接着剤層と光学フィルムを含み、
    前記偏光膜の第1の面において前記光学的に透明な接着剤層を介して前記光学フィルムが接合され、
    前記偏光膜は、
    Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、
    Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、
    Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値
    としたとき、
    式Aa×(Is/Ia)
    で表される値が0.53以上を示すものであり、
    前記部分積層体の厚さが60μm以上となるものである
    ことを特徴とする光学積層体。
  5. 前記部分積層体の厚さが80μm以上となるものである請求項4に記載の光学積層体。
  6. ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光膜と、部分積層体とからなる光学積層体であって、
    前記部分積層体は、少なくとも光学的に透明な接着剤層と光学フィルムを含み、
    前記偏光膜の第1の面において前記光学的に透明な接着剤層を介して前記光学フィルムが接合され、
    前記偏光膜は、
    Aaを、波長480nmにおける前記偏光膜の吸収軸方向の吸光度、
    Iaを、前記偏光膜のラマンスペクトルを波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値、
    Isを、前記偏光膜の厚さ方向に前記第1の面から1μmの部分に存在する、前記偏光膜の吸収軸方向に配向したI3 -のラマン散乱を波数90cm-1〜120cm-1の区間で積分した積分強度の前記偏光膜の厚さ方向の積分強度分布を、該偏光膜の厚さ方向に全区間で積分した値
    としたとき、
    式Aa×(Is/Ia)
    で表される値が0.53以上を示すものであり、
    前記部分積層体のヘイズ値が0.5%以上を示すものである
    ことを特徴とする光学積層体。
  7. 前記部分積層体のヘイズ値が1.5%以上を示すものである請求項6に記載の光学積層体。
  8. 前記部分積層体のヘイズ値が10%以上を示すものである請求項6に記載の光学積層体。
  9. 前記接着剤層は、ポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤および金属化合物コロイドを含有する溶液を用いて形成されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学積層体。
  10. 前記光学フィルムが透明樹脂材料の保護層である請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学積層体。
  11. 透明樹脂材料の保護層を更に含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学積層体。
  12. 前記透明樹脂材料の保護層にハードコート層が形成されている請求項10又は11に記載の光学積層体。
  13. 位相差膜を含む請求項1〜12のいずれか1項に記載の光学積層体。
  14. 前記Aa×(Is/Ia)の値が0.55以上である請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学積層体。
  15. 前記偏光膜の厚みが10μm以下である請求項1〜14のいずれか1項に記載の光学積層体。
  16. 前記偏光膜の厚みが7μm以下である請求項1〜14のいずれか1項に記載の光学積層体。
  17. 前記偏光膜の厚みが5μm以下である請求項1〜14のいずれか1項に記載の光学積層体。
  18. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の光学積層体を含む表示装置。
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