JP7223122B2 - 偏光板、粘着層付き偏光板、粘着層付き偏光板の製造方法、積層体および画像表示装置 - Google Patents
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Description
例えば、画像表示装置(例えば、液晶表示装置)では、表示における旋光性または複屈折性を制御するために直線偏光子または円偏光子が用いられている。また、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)においても、外光の反射防止のために円偏光子が使用されている。
例えば、特許文献1には、所定の構造を有する2色性色素化合物と、液晶性化合物と、を含有する、着色組成物を用いて形成される光吸収異方性膜(偏光子)が記載されており([請求項1][請求項5])、また、光吸収異方性膜とともに、基材や酸素遮断層を有する積層体が記載されている([請求項6][請求項8])。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
偏光子層が、二色性物質を含有し、
酸素遮断層の屈折率が、1.70以上1.95未満であり、
酸素遮断層の厚みが、40nm以下である、偏光板。
[2] 酸素遮断層が、ケイ素原子、窒素原子および水素原子を含有する、[1]に記載の偏光板。
[3] 酸素遮断層が光の入射側に配置される、[1]または[2]に記載の偏光板。
偏光子層が、二色性物質を含有し、
酸素遮断層の屈折率が、1.70以上1.95未満であり、
酸素遮断層の厚みが、40nm以下である、粘着層付き偏光板。
[5] 酸素遮断層が、ケイ素原子、窒素原子および水素原子を含有する、[4]に記載の粘着層付き偏光板。
[6] 酸素遮断層が光の入射側に配置される、[4]または[5]に記載の粘着層付き偏光板。
仮支持体上に、配向層を形成する配向層形成工程と、
配向層上に、偏光子層を形成する偏光子層形成工程と、
偏光子層上に、酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程と、
酸素遮断層形成工程の後に、仮支持体を剥離する剥離工程と、
剥離工程の後に、配向層の偏光子層と反対側に粘着層を形成する粘着層形成工程とを有する、粘着層付き偏光板の製造方法。
[9] [1]~[3]のいずれかに記載の偏光板または[4]~[6]のいずれかに記載の粘着層付き偏光板、あるいは、[8]に記載の積層体を有する画像表示装置。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、各成分は、各成分に該当する物質を1種単独でも用いても、2種以上を併用してもよい。ここで、各成分について2種以上の物質を併用する場合、その成分についての含有量とは、特段の断りが無い限り、併用した物質の合計の含有量を指す。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を表す表記であり、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を表す表記であり、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を表す表記である。
本発明の偏光板は、配向層、偏光子層および酸素遮断層をこの順に有する偏光板である。
また、本発明の偏光板は、偏光子層が二色性物質を含有するものである。
また、本発明の偏光板は、酸素遮断層の屈折率が1.70以上1.95未満であり、酸素遮断層の厚みが40nm以下である。
この理由の詳細は未だ明らかになっていないが、本発明者らは以下の理由によるものと推測している。
すなわち、酸素遮断層の厚みを40nm以下とすることで、偏光板の厚みが薄くなり、柔軟となるため、仮支持体を配向層に隣接して設けた場合においても、仮支持体を剥離する際に各界面に生じる剥離応力が低下した結果、配向層との界面で仮支持体を容易に剥離できたと考えられる。
また、酸素遮断層の屈折率が1.70以上1.95未満とすることで、二色性物質を含有する偏光子層との屈折率差に伴う界面反射が抑制されたため、内部反射率を低くすることができたと考えられる。
以下に、本発明の偏光板が有する配向層、偏光子層および酸素遮断層などについて詳述する。
本発明の偏光板が有する配向層は、後述する偏光子層を形成する偏光子層形成用組成物に含まれる液晶成分を配向させる機能を有する層であれば、特に限定されない。
有機化合物(好ましくはポリマー)の膜表面へのラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュアブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω-トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。
さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向層も知られている。
なかでも、本発明では、配向層のプレチルト角の制御し易さの点からはラビング処理により形成する配向層が好ましく、配向の均一性の点からは光照射により形成する光配向層も好ましい。
ラビング処理により形成される配向層に用いられるポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。本発明においては、ポリビニルアルコール(PVA)またはポリイミド、およびその誘導体が好ましく用いられる。配向層については国際公開第2001/88574A1号公報の43頁24行~49頁8行の記載を参照することができる。配向層の厚さは、0.01~10μmであることが好ましく、0.01~1μmであることがさらに好ましい。また、ポリマー材料としてPVAを用いる場合において、後述する任意の支持体を用いる場合は、表面にけん化処理を施していない支持体を用いることが好ましい。
光照射により形成される配向層に用いられる光配向材料としては、多数の文献などに記載がある。本発明においては、例えば、特開2006-285197号公報、特開2007-76839号公報、特開2007-138138号公報、特開2007-94071号公報、特開2007-121721号公報、特開2007-140465号公報、特開2007-156439号公報、特開2007-133184号公報、特開2009-109831号公報、特許第3883848号、特許第4151746号に記載のアゾ化合物、特開2002-229039号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開2002-265541号公報、特開2002-317013号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび/またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第4205195号、特許第4205198号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表2003-520878号公報、特表2004-529220号公報、または、特許第4162850号に記載の光架橋性ポリイミド、ポリアミドもしくはエステルが好ましい例として挙げられる。より好ましくは、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、ポリアミド、または、エステルである。
本明細書において、「直線偏光照射」「非偏光照射」とは、光配向材料に光反応を生じせしめるための操作である。用いる光の波長は、用いる光配向材料により異なり、その光反応に必要な波長であれば特に限定されるものではない。光照射に用いる光のピーク波長は、200nm~700nmが好ましく、光のピーク波長が400nm以下の紫外光がより好ましい。
非偏光の場合には、配向層に対して、斜めから非偏光を照射する。その入射角度は、10~80°が好ましく、20~60°がより好ましく、30~50°がさらに好ましい。
照射時間は、1分~60分が好ましく、1分~10分がより好ましい。
本発明の偏光板が有する偏光子層は、二色性物質を含有する層であり、二色性物質および液晶性化合物を含有する偏光子層形成用組成物を用いて形成される層であることが好ましい。
偏光子層および偏光子層形成用組成物が含有する二色性物質は、特に限定されず、可視光吸収物質(二色性色素)、発光物質(蛍光物質、燐光物質)、紫外線吸収物質、赤外線吸収物質、非線形光学物質、カーボンナノチューブ、無機物質(例えば量子ロッド)、などが挙げられ、従来公知の二色性物質(二色性色素)を使用することができる。
具体的には、例えば、特開2013-228706号公報の[0067]~[0071]段落、特開2013-227532号公報の[0008]~[0026]段落、特開2013-209367号公報の[0008]~[0015]段落、特開2013-14883号公報の[0045]~[0058]段落、特開2013-109090号公報の[0012]~[0029]段落、特開2013-101328号公報の[0009]~[0017]段落、特開2013-37353号公報の[0051]~[0065]段落、特開2012-63387号公報の[0049]~[0073]段落、特開平11-305036号公報の[0016]~[0018]段落、特開2001-133630号公報の[0009]~[0011]段落、特開2011-215337号公報の[0030]~[0169]、特開2010-106242号公報の[0021]~[0075]段落、特開2010-215846号公報の[0011]~[0025]段落、特開2011-048311号公報の[0017]~[0069]段落、特開2011-213610号公報の[0013]~[0133]段落、特開2011-237513号公報の[0074]~[0246]段落、特開2016-006502号公報の[0005]~[0051]段落、WO2016/060173号公報の[0005]~[0041]段落、WO2016/136561号公報の[0008]~[0062]段落、国際公開第2017/154835号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/154695号の[0014]~[0033]段落、国際公開第2017/195833号の[0013]~[0037]段落、国際公開第2018/164252号の[0014]~[0034]段落などに記載されたものが挙げられる。
架橋性基としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、オキセタニル基、スチリル基などが挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
偏光子層の形成に用いられる偏光子層形成用組成物は、液晶性化合物を含有する。液晶性化合物を含むことで、二色性物質の析出を抑止しながら、二色性物質を高い配向度で配向させることができる。
本発明における液晶性化合物とは、二色性を示さない液晶性化合物である。
液晶性化合物としては、低分子液晶性化合物および高分子液晶性化合物のいずれも用いることができる。ここで、「低分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶性化合物のことをいう。また、「高分子液晶性化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶性化合物のことをいう。
低分子液晶性化合物としては、例えば、特開2013-228706号公報に記載されている液晶性化合物が挙げられる。
高分子液晶性化合物としては、例えば、特開2011-237513号公報に記載されているサーモトロピック液晶性高分子が挙げられる。また、高分子液晶性化合物は、末端に架橋性基(例えば、アクリロイル基およびメタクリロイル基)を有していてもよい。
液晶性化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
液晶性化合物を含有する場合において、液晶性化合物の含有量は、固形分比率として、75~95質量部が好ましく、75~90質量部がより好ましく、80~90質量部がさらに好ましい。液晶性化合物の含有量が上記範囲内にあることで、偏光子層の配向度がより向上する。
偏光子層形成用組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。
重合開始剤としては特に制限はないが、感光性を有する化合物、すなわち光重合開始剤であることが好ましい。
光重合開始剤としては、各種の化合物を特に制限なく使用できる。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号および同2951758号の各明細書)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報および米国特許第4239850号明細書)、オキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書)、および、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報および特開平10-29997号公報)などが挙げられる。
このような光重合開始剤としては、市販品も用いることができ、BASF社製のイルガキュア-184、イルガキュア-907、イルガキュア-369、イルガキュア-651、イルガキュア-819、イルガキュア-OXE-01およびイルガキュア-OXE-02等が挙げられる。
重合開始剤は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。重合開始剤を2種以上含む場合、その合計量が上記範囲内であるのが好ましい。
偏光子層形成用組成物は、作業性等の観点から、溶媒を含むことが好ましい。
溶媒としては、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、および、シクロヘキサノン等)、エーテル類(例えば、ジオキサン、および、テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、および、トリメチルベンゼン等)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、および、クロロトルエン等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、および、酢酸ブチル等)、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、および、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、および、1,2-ジメトキシエタン等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、および、ジメチルアセトアミド等)、および、ヘテロ環化合物(例えば、ピリジン等)等の有機溶媒、ならびに、水が挙げられる。これの溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの溶媒のうち、有機溶媒を用いることが好ましく、ハロゲン化炭素類またはケトン類を用いることがより好ましい。
溶媒は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。溶媒を2種以上含む場合、その合計量が上記範囲内であるのが好ましい。
偏光子層の形成方法は特に限定されず、上述した偏光子層形成用組成物を上述した配向層上に塗布して塗布膜を形成する工程(以下、「塗布膜形成工程」ともいう。)と、塗布膜に含まれる液晶性成分を配向させる工程(以下、「配向工程」ともいう。)と、をこの順に含む方法が挙げられる。
なお、液晶性成分とは、上述した液晶性化合物だけでなく、上述した二色性物質が液晶性を有している場合は、液晶性を有する二色性物質も含む成分である。
塗布膜形成工程は、偏光子層形成用組成物を配向層上に塗布して塗布膜を形成する工程である。
上述した溶媒を含有する偏光子層形成用組成物を用いたり、偏光子層形成用組成物を加熱などによって溶融液などの液状物としたものを用いたりすることにより、配向層上に偏光子層形成用組成物を塗布することが容易になる。
偏光子層形成用組成物の塗布方法としては、具体的には、例えば、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スプレー法、および、インクジェット法などの公知の方法が挙げられる。
配向工程は、塗布膜に含まれる液晶性成分を配向させる工程である。これにより、偏光層が得られる。
配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒などの成分を塗布膜から除去することができる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法(例えば、自然乾燥)によって行われてもよいし、加熱および/または送風する方法によって行われてもよい。
ここで、偏光子層形成用組成物に含まれる液晶性成分は、上述した塗布膜形成工程または乾燥処理によって、配向する場合がある。例えば、偏光子層形成用組成物が溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗布膜を乾燥して、塗布膜から溶媒を除去することで、光吸収異方性を持つ塗布膜(すなわち、偏光子層)が得られる。
乾燥処理が塗布膜に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度以上の温度により行われる場合には、後述する加熱処理は実施しなくてもよい。
加熱処理は、製造適性等の面から10~250℃が好ましく、25~190℃がより好ましい。また、加熱時間は、1~300秒が好ましく、1~60秒がより好ましい。
以上の工程によって、偏光子層を得ることができる。
なお、本態様では、塗布膜に含まれる液晶性成分を配向する方法として、乾燥処理および加熱処理などを挙げているが、これに限定されず、公知の配向処理によって実施できる。
偏光子層の形成方法は、上記配向工程後に、偏光子層を硬化させる工程(以下、「硬化工程」ともいう。)を有していてもよい。
硬化工程は、例えば、偏光子層が架橋性基(重合性基)を有している場合には、加熱および/または光照射(露光)によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
硬化に用いる光源は、赤外線、可視光または紫外線など、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
露光が加熱しながら行われる場合、露光時の加熱温度は、偏光子層に含まれる液晶性成分の液晶相への転移温度にもよるが、25~140℃であることが好ましい。
また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。ラジカル重合によって偏光子層の硬化が進行する場合において、酸素による重合の阻害が低減されるため、窒素雰囲気下で露光することが好ましい。
本発明の偏光板は、酸素遮断層を有する。
ここで、酸素遮断層は、酸素の透過を抑制する機能を有する層をいい、具体的には、酸素透過率が3.0cm3/(m2・day・atm)以下となる層であることが好ましい。
本明細書において、酸素透過率は、測定温度25℃、相対湿度50%RH、酸素分圧1atom、および、測定面積50cm2の条件下における測定値であり、測定装置としては、OX-TRAN 2/21(MOCON社製)を用いることができる。
また、酸素透過率が3.0cm3/(m2・day・atm)以下であるとは、SI単位では3.42×10-1fm/(s・Pa)以下であることを意味する。
ここで、光の入射側とは、本発明の偏光板を画像表示装置に用いた場合における、視認側(外光側)のこという。
本明細書において、酸素遮断層の屈折率は、分光エリプソメトリー法によって測定された値である。以下、屈折率は別段の表示の無い限り、波長550nmの光に対する温度23℃における屈折率を意味するものとする。
本明細書において、酸素遮断層の厚みは、ミクロトームを用いて切削し、断面を電子顕微鏡で観察した際に測定された任意の5点の厚みの平均値をいう。
酸素遮断層の形成方法は、40nm以下の薄層を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、および、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法などが適しており、具体的には特許第3400324号、特開2002-322561号、特開2002-361774号各公報記載の形成方法を採用することができる。
本発明の偏光板は、配向層を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
支持体としては、例えば、ガラス基板およびポリマーフィルムが挙げられる。
ポリマーフィルムの材料としては、セルロース系ポリマー;アクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;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などのポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)などのスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体などのポリオレフィン系ポリマー;塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、芳香族ポリアミドなどのアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;またはこれらのポリマーを混合したポリマーが挙げられる。
本発明においては、上記支持体は、配向層を形成した後に、剥離可能な仮支持体であってもよい。
本発明の粘着層付き偏光板は、粘着層、配向層、偏光子層および酸素遮断層をこの順に有する粘着層付き偏光板である。
また、本発明の粘着層付き偏光板は、偏光子層が二色性物質を含有するものである。
また、本発明の粘着層付き偏光板は、酸素遮断層の屈折率が1.70以上1.95未満であり、酸素遮断層の厚みが40nm以下である。
本発明の粘着層付き偏光板が有する粘着層は特に限定されず、従来公知の粘着層を採用することができる。
このような粘着層に含まれる粘着剤としては、例えば、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。
これらのうち、透明性、耐候性、耐熱性などの観点から、アクリル系粘着剤(感圧粘着剤)であるのが好ましい。
粘着層は、例えば、粘着剤の溶液を離型シート上に塗布し、乾燥した後に後、配向層の表面に転写する方法;粘着剤の溶液を配向層の表面に直接塗布し、乾燥させる方法;等により形成することができる。
粘着剤の溶液は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の溶剤に、粘着剤を溶解または分散させた10~40質量%程度の溶液として調製される。
塗布法は、リバースコーティング、グラビアコーティング等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。
本発明の粘着層付き偏光板の作製方法は、上述した本発明の粘着層付き偏光板を作製する製造方法であって、仮支持体上に、配向層を形成する配向層形成工程と、配向層上に、偏光子層を形成する偏光子層形成工程と、偏光子層上に、酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程と、酸素遮断層形成工程の後に、仮支持体を剥離する剥離工程と、剥離工程の後に、配向層の偏光子層と反対側に粘着層を形成する粘着層形成工程とを有する製造方法である。
ここで、配向層形成工程、偏光子層形成工程、酸素遮断層形成工程および粘着層形成工程における各層の形成方法は、上述した本発明の偏光板または粘着層付き偏光板が有する各層の形成方法で説明したものと同様である。
ここで、仮支持体を剥離する方法は特に限定されず、例えば、酸素遮断層を形成した後の積層体の仮支持体以外の部分を把持し、物理的手法により仮支持体を剥離する方法などが挙げられる。
本発明の積層体は、上述した本発明の偏光板または粘着層付き偏光板と、λ/4板とを有する積層体である。
ここで、「λ/4板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。
例えば、λ/4板が単層構造である態様としては、具体的には、延伸ポリマーフィルムや、支持体上にλ/4機能を有する光学異方性層を設けた位相差フィルムなどが挙げられ、また、λ/4板が複層構造である態様としては、具体的には、λ/4板とλ/2板とを積層してなる広帯域λ/4板が挙げられる。
このようなλ/4板は、配向層の偏光子層と反対側(粘着層を有する場合には粘着層の表面)に設けることが好ましい。
本発明の画像表示装置は、上述した本発明の偏光板、粘着層付き偏光板、および、積層体のいずれかを有する画像表示装置である。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、および、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セルまたは有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置としては、上述した本発明の偏光板または粘着層付き偏光板と、液晶セルと、を有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる積層体のうち、フロント側の偏光素子として本発明の積層体を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光素子として本発明の積層体を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、またはTN(Twisted Nematic)モードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子(棒状液晶性化合物)が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモード(Multi-domain Vertical Alignment)の)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASM(Axially symmetric aligned microcell)モード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)および(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCD(liquid crystal display)インターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、およびPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、および特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶性分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加時で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、上述した本発明の積層体と、有機EL表示パネルと、をこの順で有する態様が好適に挙げられる。この場合には、積層体は、視認側から、酸素遮断層、偏光子層、配向層、任意の粘着層、および、λ/4板の順に配置されている。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
<光配向層PA1の形成>
仮支持体1として、TACフィルムTJ40UL(厚み40μm、富士フイルム社製)を用いた。
下記の配向層形成用組成物PA1を、ワイヤーバーで連続的に仮支持体1上に塗布した。
塗膜が形成された仮支持体1を140℃の温風で120秒間乾燥し、続いて、塗膜に対して偏光紫外線照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向層PA1を形成し、光配向層付き仮支持体1を得た。
光配向層PA1の膜厚は1.0μmであった。
配向層形成用組成物PA1
─────────────────────────────────
・下記記重合体PA-1 100.00質量部
・下記酸発生剤PAG-1 5.00質量部
・下記酸発生剤CPI-110TF 0.005質量部
・キシレン 1220.00質量部
・メチルイソブチルケトン 122.00質量部
─────────────────────────────────
得られた光配向層PA1上に、下記の偏光子層形成用組成物P1をワイヤーバーで連続的に塗布し、塗布層P1を形成した。
次いで、塗布層P1を140℃で90秒間加熱し、塗布層P1を室温(23℃)になるまで冷却した。
次いで、80℃で60秒間加熱し、再び室温になるまで冷却した。
その後、高圧水銀灯を用いて照度28mW/cm2の照射条件で60秒間照射することにより、光配向層PA1上に偏光子層P1を作製した。
偏光子層P1の膜厚は0.4μmであった。
偏光子層形成用組成物P1
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記アゾ色素Y-1 0.25質量部
・下記アゾ色素M-1 0.27質量部
・下記アゾ色素C-1 0.65質量部
・下記高分子液晶性化合物P-1 3.59質量部
・下記液晶性化合物L-1 0.12質量部
・重合開始剤
IRGACUREOXE-02(BASF社製) 0.200質量部
・下記界面改良剤F-1 0.026質量部
・シクロペンタノン 47.50質量部
・テトラヒドロフラン 47.50質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
偏光子層P1を巻回した基板ロールを図1に示す成膜装置に装填して、偏光子層P1層の表面に、容量結合プラズマ(Capacitively Coupled Plasma:CCP)-CVDによって、無機層として窒化珪素膜を成膜して、酸素遮断層を形成した。
ここで、図1中のドラム68としては、ステンレス製で、直径1000mmの物を用いた。なお、このドラム68は、温度調節手段を内蔵しており、成膜中は、ドラム68の表面の温度を70℃に制御した。
高周波電源90は、周波数13.5MHzの高周波電源を用い、シャワー電極80に供給するプラズマ励起電力は2000Wとした。また、バイアス電源94は周波数100kHzの高周波電源を用い、ドラム68に200Wのバイアス電力を供給した。
成膜ガスは、シランガス(SiH4)、アンモニアガス(NH3)および水素ガス(H2)を用いた。供給量は、下記表1に示すように設定した。
酸素遮断層を形成後、透明支持体1を剥離し、実施例1~4の偏光板を作製した。
透明支持体1上に下記の組成の塗布液をワイヤーバーで連続的に塗布した。
その後、100℃の温風で2分間乾燥することにより、厚み1.5μmのポリビニルアルコール(PVA)配向層を形成した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
酸素遮断層形成用組成物B1の組成
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の変性ポリビニルアルコール 3.80質量部
・重合開始剤
IRGACURE2959(BASF社製) 0.20質量部
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
次いで、配向層上に実施例1と同様の方法で、偏光子層P1を形成した。
次いで、偏光子層P1上に下記表2に示すCVD条件で酸素遮断層を形成した。なお、下記表2中、HMDSOは、ヘキサメチルジシロキサンの略語である。
次いで、透明支持体1を剥離し、比較例1の偏光板を作製した。
実施例1と同様に偏光子層P1までを形成した後、偏光子層P1上に下記表3に示すスパッタ条件(特開2009-287088号公報)で酸素遮断層を形成した。
次いで、透明支持体1を剥離し、比較例2~3の偏光板を作製した。
実施例1と同様に偏光子層P1までを形成した後、偏光子層P1上に下記液晶層L1を形成した。
<液晶層L1の形成>
偏光子層P1上に、下記の液晶層形成用組成物L1をワイヤーバーで連続的に塗布し、屈折率調整層としての液晶層L1を形成した。
次いで、液晶層L1を室温乾燥させた後、高圧水銀灯を用いて照度28mW/cm2の照射条件で10秒間照射することにより、偏光子層P1上に液晶層L1を作製した。
液晶層L1の膜厚は、30nmであった。
液晶層形成用組成物L1
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記棒状液晶性化合物の混合物L-2 2.43質量部
・下記変性トリメチロールプロパントリアクリレート 0.98質量部
・下記光重合開始剤I-1 0.20質量部
・上記界面改良剤F-1 0.14質量部
・1、4‐フェニレンジジボロン酸(東京化成工業) 0.10質量部
・メチルエチルケトン 371質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶層L1上に、下記の酸素遮断層形成用組成物B1の塗布液をワイヤーバーで連続的に塗布した。
その後、100℃の温風で2分間乾燥することにより、液晶層L1上に、ポリビニルアルコールを含有する酸素遮断層B1を形成した。酸素遮断層B1の膜厚は、1.5μmであった。
酸素遮断層B1を形成後、透明支持体1を剥離し、比較例4の偏光板を作製した。
酸素遮断層形成用組成物B1
――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記の変性ポリビニルアルコール 3.80質量部
・重合開始剤
IRGACURE2959(BASF社製) 0.20質量部
・水 70質量部
・メタノール 30質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
(1)組成
XPS(PHI製 Quantera SXM)を用いて組成を求めた。Hの有無はFTIR測定を行い、Si-H伸縮ピーク、N-H伸縮ピークの強度から推定した。
(2)屈折率
分光エリプソメトリー(VASE、ウーラム社製)を用いて、波長550nmの光に対する温度23℃における屈折率を測定した。
(3)膜厚
ミクロトームを用いて切削し、断面を走査型電子顕微鏡(Nova200、日本FEI社製)で観察し、任意の5点で測定した厚みの平均値を算出した。
各偏光板を作製する際に、透明支持体1を剥離した際の剥離界面を、以下に示す基準で評価した。
A:透明支持体1と配向層との界面で剥離
B:配向層と偏光子層との界面で剥離
作製した各偏光板について、カーボンアーク130時間前後での偏光度の変化で下記2段階の評価を行った。
A:±3%未満
B:±3%以上
内部反射率の測定は、各偏光板を作製する際に、透明支持体1を剥離せずに、透明支持体1の裏面(空気界面側)をサンドペーパーで粗面化した後に黒色インクで光吸収処理(380~780nmにおける透過率が10%未満)し、裏面反射をなくした状態のものを測定サンプルとして用いた。
次いで、測定サンプルの酸素遮断層上に、綜研化学製PSA(SK2057)を用いてTAC(フジタック40μm、富士フイルム社製)を貼り合わせた。
その後、日本分光製積分反射計を用いて反射率を測定し、下記の通り3段階の判定を行った。
A:4.3%未満
B:4.3%以上5.1%未満
C:5.1%以上
12 仮支持体上に配向層および偏光子層をこの順に設けた積層フィルム
50 成膜装置
60 真空チャンバ
62 巻出し室
64 成膜室
68 ドラム
70a,70b 隔壁
72 回転軸
74 巻取り軸
76a,76b ガイドローラ
78,92 真空排気手段
80 シャワー電極
82 排気手段
86 原料ガス供給部
90 高周波電源
94 バイアス電源
Claims (1)
- 粘着層付き偏光板を作製する製造方法であって、
前記粘着層付き偏光板が、
粘着層、配向層、偏光子層および酸素遮断層をこの順に有し、
前記粘着層と前記配向層とが互いに隣接しており、
前記偏光子層が、二色性物質を含有し、
前記酸素遮断層の屈折率が、1.70以上1.95未満であり、
前記酸素遮断層の厚みが、40nm以下である、粘着層付き偏光板であり、
仮支持体上に、配向層を形成する配向層形成工程と、
前記配向層上に、偏光子層を形成する偏光子層形成工程と、
前記偏光子層上に、酸素遮断層を形成する酸素遮断層形成工程と、
前記酸素遮断層形成工程の後に、前記仮支持体を剥離する剥離工程と、
前記剥離工程の後に、前記配向層の前記偏光子層と反対側に粘着層を形成する粘着層形成工程とを有する、粘着層付き偏光板の製造方法。
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