JP7223874B2 - 偏光板、位相差層付偏光板、および、該偏光板または該位相差層付偏光板を用いた画像表示装置 - Google Patents

偏光板、位相差層付偏光板、および、該偏光板または該位相差層付偏光板を用いた画像表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、偏光板、位相差層付偏光板、および、該偏光板または該位相差層付偏光板を用いた画像表示装置に関する。
液晶表示装置およびエレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置、無機EL表示装置)に代表される画像表示装置が急速に普及している。さらに、近年、デザイン上の要請から、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とする画像表示装置が提案されている。しかし、このような画像表示装置に偏光板または円偏光板を適用すると、特に隅部においてシワおよび/または気泡が発生する場合がある。
韓国特許公開第10-2019-0030792号
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に適用された場合にシワおよび気泡を抑制し得る偏光板および位相差層付偏光板を提供することにある。
本発明の実施形態による偏光板は、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成された偏光膜を含み、少なくとも1つの隅部に欠落部を有し、全体面積に対する該欠落部の面積比が2.0%以上である。
1つの実施形態においては、上記偏光板の全体面積に対する上記欠落部の面積比は30%以下である。
1つの実施形態においては、上記欠落部は、スリット、ドットパターンの貫通孔、網目、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つの実施形態においては、上記偏光膜の厚みは8μm以下である。
本発明の別の局面によれば、位相差層付偏光板が提供される。この位相差層付偏光板は、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成された偏光膜を含む偏光板と、液晶化合物の配向固化層である位相差層と、を有し、少なくとも1つの隅部に欠落部を有し、全体面積に対する該欠落部の面積比が2.0%以上である。
1つの実施形態においては、上記位相差層付偏光板の全体面積に対する上記欠落部の面積比は30%以下である。
1つの実施形態においては、上記欠落部は、スリット、ドットパターンの貫通孔、網目、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つの実施形態においては、上記位相差層付偏光板の総厚みは100μm以下である。
1つの実施形態においては、上記位相差層は液晶化合物の配向固化層の単一層であり、該位相差層のRe(550)は100nm~190nmであり、該位相差層の遅相軸と上記偏光膜の吸収軸とのなす角度は40°~50°である。
1つの実施形態においては、上記位相差層付偏光板は、上記位相差層の外側に別の位相差層をさらに有し、該別の位相差層の屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す。
1つの実施形態においては、上記位相差層は、第1の液晶化合物の配向固化層と第2の液晶化合物の配向固化層との積層構造を有し、該第1の液晶化合物の配向固化層のRe(550)は200nm~300nmであり、その遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とのなす角度が10°~20°であり、該第2の液晶化合物の配向固化層のRe(550)は100nm~190nmであり、その遅相軸と該偏光膜の吸収軸とのなす角度が70°~80°である。
本発明のさらに別の局面によれば、画像表示装置が提供される。この画像表示装置は、上記の偏光板または上記の位相差層付偏光板を備える。
1つの実施形態においては、上記画像表示装置は、端部が湾曲形状を有し、該端部に上記偏光板または上記位相差層付偏光板が貼り合わせられている。
1つの実施形態においては、上記端部の曲率半径は10mm以下である。
本発明の実施形態によれば、偏光板または位相差層付偏光板の少なくとも1つの隅部に欠落部を形成し、全体面積に対する当該欠落部の面積比を2.0%以上とすることにより、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に当該偏光板または当該位相差層付偏光板を適用した場合に、シワおよび気泡を抑制することができる。
本発明の1つの実施形態による偏光板の概略平面図である。 本発明の実施形態による偏光板における欠落部の平面視形状の具体例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に用いられる偏光膜の製造方法における加熱ロールを用いた乾燥収縮処理の一例を示す概略図である。 本発明の1つの実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。 本発明の別の実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。 本発明の1つの実施形態による画像表示装置の概略平面図である。 図7Aの画像表示装置のB-B線による概略断面図である。 図7Aの画像表示装置のC-C線による概略断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
(用語および記号の定義)
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(nx-nz)×dによって求められる。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「45°」は±45°を意味する。
A.偏光板
A-1.偏光板の概略
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略平面図である。図示例の偏光板10は、少なくとも偏光膜を含む。偏光膜は、代表的には、ヨウ素を含むポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルムで構成されている。偏光板10は、代表的には矩形形状を有する。本明細書において「矩形」とは、図示例のように隅部が面取りされた形状も包含する。本発明の実施形態においては、4つの隅部のうち少なくとも1つの隅部に欠落部15が設けられている。欠落部15は、1つの隅部に設けられてもよく、2つの隅部に設けられてもよく、3つの隅部に設けられてもよく、4つの隅部に設けられてもよい。欠落部15は、好ましくは、図示例のように4つの隅部(すべての隅部)に設けられる。このような構成であれば、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に偏光板が適用された場合に、画像表示装置のすべての隅部においてシワおよび気泡が良好に抑制され得る。偏光板の全体面積に対する欠落部の面積比は2.0%以上であり、好ましくは3.0%以上であり、より好ましくは4.0%以上であり、さらに好ましくは4.5%以上である。一方、欠落部の面積比は例えば30%以下であり、好ましくは20%以下であり、より好ましくは10%以下である。欠落部の面積比が小さすぎると、シワおよび/または気泡の抑制効果が不十分となる場合がある。欠落部の面積比が大きすぎると、画像表示装置に適用した場合に隙間が生じ、外観が不十分となる場合がある。
欠落部15の平面視形状としては、上記所望の効果が得られる限りにおいて任意の適切な形状が採用され得る。図2は、欠落部の平面視形状の具体例を示す概略平面図である。図2に示すように、欠落部の平面視形状の具体例としては、スリット、ドットパターンの貫通孔、網目が挙げられる。スリットの平面視形状としては、例えば、図示例のような略V字形状、略U字形状、細長矩形が挙げられる。貫通孔の平面視形状としては、例えば、図示例のような矩形、方形、円形、楕円形、多角形、不定形が挙げられる。スリットの形状、長さおよび幅、貫通孔の形状、密度および配置位置、網目の形状(実質的には、網目に囲まれる部分の形状)、網目の密度(網目に囲まれる部分のサイズおよびピッチ)等は、上記所望の面積比に応じて適切に設定され得る。異なる形状のスリットを組み合わせてもよく、異なる形状の貫通孔を組み合わせてもよい。例えば、略V字形状のスリットと細長矩形のスリットとを組み合わせてもよく、幅広(頂角が大きい)の略V字形状のスリットと狭い(頂角が小さい)略V字形状のスリットとを組み合わせてもよく、矩形の貫通孔と円形の貫通孔とを組み合わせてもよい。また、スリットと貫通孔と網目の2つ以上を組み合わせてもよい。欠落部15は、例えば、抜型による打ち抜き、プロッター、ウォータージェット、レーザー照射、マスクを介した溶解により形成され得る。
偏光板10は、偏光膜の少なくとも片側に保護層を有していてもよい。すなわち、保護層は、偏光膜の両側に設けられてもよく、偏光膜の視認側のみに設けられてもよく。偏光膜の視認側と反対側のみに設けられてもよい。保護層は、樹脂フィルムで構成されていてもよく、熱可塑性アクリル系樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成されていてもよい。
A-2.偏光膜
偏光膜は、上記のとおり、ヨウ素を含むPVA系樹脂フィルムで構成されている。偏光膜の厚みは、好ましくは8μm以下であり、より好ましくは7μm以下であり、さらに好ましくは6μm以下であり、特に好ましくは5μm以下であり、とりわけ好ましくは4μm以下である。偏光膜の厚みの下限は、1つの実施形態においては1μmであり得、別の実施形態においては2μmであり得る。偏光膜の厚みをこのように非常に薄くすることにより、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に偏光板が適用された場合に、隅部におけるシワおよび気泡を顕著に抑制することができる。
偏光膜の配向関数は、例えば0.25以下であり、好ましくは0.22以下であり、より好ましくは0.20以下であり、さらに好ましくは0.18以下であり、特に好ましくは0.15以下である。このような構成であれば、偏光膜が吸収軸方向に沿って裂ける(破れる)ことを顕著に抑制することができる。その結果、屈曲性に非常に優れた偏光膜(結果として、偏光板)が得られ得る。その結果、偏光膜(結果として、偏光板)は、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に好適に適用され得、その場合に隅部におけるシワおよび気泡を顕著に抑制することができる。配向関数の下限は、例えば、0.05であり得る。配向関数が小さすぎると、許容可能な単体透過率および/または偏光度が得られない場合がある。
配向関数(f)は、例えば、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)を用い、偏光を測定光として、全反射減衰分光(ATR:attenuated total reflection)測定により求められる。具体的には、測定光の偏光方向に対し、偏光膜の延伸方向を平行および垂直にした状態で測定を実施し、得られた吸光度スペクトルの2941cm-1の強度を用いて、下記式に従って算出される。ここで、強度Iは、3330cm-1を参照ピークとして、2941cm-1/3330cm-1の値である。なお、f=1のとき完全配向、f=0のときランダムとなる。また、2941cm-1のピークは、偏光膜中のPVAの主鎖(-CH-)の振動に起因する吸収であると考えられている。
f=(3<cosθ>-1)/2
=(1-D)/[c(2D+1)]
=-2×(1-D)/(2D+1)
ただし、
c=(3<cosβ>-1)/2 で, 2941cm-1 の振動の場合は、β=90°である。
θ:延伸方向に対する分子鎖の角度
β:分子鎖軸に対する遷移双極子モーメントの角度
D=(I)/(I//) (この場合、PVA分子が配向するほどDが大きくなる)
:測定光の偏光方向と偏光膜の延伸方向が垂直の場合の吸収強度
// :測定光の偏光方向と偏光膜の延伸方向が平行の場合の吸収強度
偏光膜は、85℃で120時間置いた後の吸収軸方向の収縮率SMDと吸収軸方向に直交する方向(以下、透過軸方向と称する場合がある)の収縮率STDとの比SMD/STDが、例えば0.5~1.5であり、好ましくは0.7~1.3であり、より好ましくは0.8~1.2であり、さらに好ましくは0.9~1.1であり、特に好ましくは0.94~1.16である。すなわち、本発明の実施形態に用いられる偏光膜は、熱収縮の異方性が顕著に小さい。なお、本明細書においては、熱収縮に関するこのような特性を「等方性収縮」と称する場合がある。このような構成であれば、偏光膜の吸収軸方向の反りを顕著に抑制することができる。その結果、このような偏光膜(結果として、偏光板)は、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に好適に適用され得、その場合に隅部におけるシワおよび気泡を顕著に抑制することができる。
吸収軸方向の収縮率SMDは、好ましくは0.4%以下であり、より好ましくは0.3%以下であり、さらに好ましくは0.2%以下である。透過軸方向の収縮率STDもまた、好ましくは0.4%以下であり、より好ましくは0.3%以下であり、さらに好ましくは0.2%以下である。SMDおよびSTDはいずれも、小さければ小さいほど好ましく、理想的にはゼロである。本発明の実施形態に用いられる偏光膜は、等方性収縮を有するのみならず、吸収軸方向の収縮率および透過軸方向の収縮率自体が小さい。その結果、反りをさらに抑制することができる。
偏光膜は、好ましくは、波長380nm~780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光膜の単体透過率は、好ましくは40.0%以上であり、より好ましくは41.0%以上である。単体透過率の上限は、例えば49.0%であり得る。偏光膜の単体透過率は、1つの実施形態においては40.0%~45.0%である。偏光膜の偏光度は、好ましくは99.0%以上であり、より好ましくは99.4%以上である。偏光度の上限は、例えば99.999%であり得る。偏光膜の偏光度は、1つの実施形態においては99.0%~99.9%である。本発明の実施形態に用いられる偏光膜は、上記のように配向関数が非常に小さいにもかかわらず、このような実用上許容可能な単体透過率および偏光度を実現することができる。なお、単体透過率は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定し、視感度補正を行なったY値である。また、単体透過率は、偏光板の一方の表面の屈折率を1.50、もう一方の表面の屈折率を1.53に換算した時の値である。偏光度は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定して視感度補正を行なった平行透過率Tpおよび直交透過率Tcに基づいて、下記式により求められる。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
偏光膜は、代表的には、二層以上の積層体を用いて作製され得る。積層体を用いて得られる偏光膜の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光膜が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光膜は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光膜とすること;により作製され得る。本実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、好ましくは、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含む。本実施形態においては、延伸の総倍率は好ましくは3.0倍~4.0倍であり、通常に比べて顕著に小さい。このような延伸の総倍率であっても、ハロゲン化物の添加および乾燥収縮処理との組み合わせにより、許容可能な光学特性を有する偏光膜を得ることができる。さらに、本実施形態においては、空中補助延伸の延伸倍率がホウ酸水中延伸の延伸倍率よりも大きい。このような構成とすることにより、延伸の総倍率が小さくても許容可能な光学特性を有する偏光膜を得ることができる。加えて、積層体は、好ましくは長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。1つの実施形態においては、偏光膜の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVAの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にPVAの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVAの配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。さらに、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光膜の光学特性を向上し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材/偏光膜の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を偏光膜の保護層としてもよく)、樹脂基材/偏光膜の積層体から樹脂基材を剥離し、当該剥離面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。以下、偏光膜の製造方法の詳細について説明する。
A-3.偏光膜の製造方法
偏光膜は、代表的には以下の手順を含む製造方法により製造され得る:長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂(PVA系樹脂)とを含むポリビニルアルコール系樹脂層(PVA系樹脂層)を形成して積層体とすること、および、積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理と、をこの順に施すこと。PVA系樹脂層におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。乾燥収縮処理は、加熱ロールを用いて処理することが好ましく、加熱ロールの温度は、好ましくは60℃~120℃である。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は、好ましくは2%以上である。このような製造方法によれば、上記A-2項で説明した偏光膜を得ることができる。特に、ハロゲン化物を含むPVA系樹脂層を含む積層体を作製し、上記積層体の延伸を空中補助延伸及び水中延伸を含む多段階延伸とし、延伸後の積層体を加熱ロールで加熱することにより、優れた光学特性(代表的には、単体透過率および単位吸光度)を有する偏光膜を得ることができる。
A-3-1.積層体の作製
熱可塑性樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を作製する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、熱可塑性樹脂基材の表面に、ハロゲン化物とPVA系樹脂とを含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、熱可塑性樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成する。上記のとおり、PVA系樹脂層におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。
塗布液の塗布方法としては、任意の適切な方法を採用することができる。例えば、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ナイフコート法(コンマコート法等)等が挙げられる。上記塗布液の塗布・乾燥温度は、好ましくは50℃以上である。
PVA系樹脂層の厚みは、好ましくは、2μm~30μm、さらに好ましくは2μm~20μmである。延伸前のPVA系樹脂層の厚みをこのように非常に薄くし、かつ、後述するように総延伸倍率を小さくすることにより、配向関数が非常に小さいにもかかわらず許容可能な単体透過率および偏光度を有する偏光膜を得ることができる。
PVA系樹脂層を形成する前に、熱可塑性樹脂基材に表面処理(例えば、コロナ処理等)を施してもよいし、熱可塑性樹脂基材上に易接着層を形成してもよい。このような処理を行うことにより、熱可塑性樹脂基材とPVA系樹脂層との密着性を向上させることができる。
A-3-1-1.熱可塑性樹脂基材
熱可塑性樹脂基材としては、任意の適切な熱可塑性樹脂フィルムが採用され得る。熱可塑性樹脂基材の詳細については、例えば特開2012-73580号公報または特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
A-3-1-2.塗布液
塗布液は、上記のとおり、ハロゲン化物とPVA系樹脂とを含む。上記塗布液は、代表的には、上記ハロゲン化物および上記PVA系樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、各種グリコール類、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類が挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、好ましくは、水である。溶液のPVA系樹脂濃度は、溶媒100重量部に対して、好ましくは3重量部~20重量部である。このような樹脂濃度であれば、熱可塑性樹脂基材に密着した均一な塗布膜を形成することができる。塗布液におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。
塗布液に、添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、界面活性剤等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、エチレングリコールやグリセリン等の多価アルコールが挙げられる。界面活性剤としては、例えば、非イオン界面活性剤が挙げられる。これらは、得られるPVA系樹脂層の均一性や染色性、延伸性をより一層向上させる目的で使用され得る。
上記PVA系樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコールおよびエチレン-ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン-ビニルアルコール共重合体は、エチレン-酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。PVA系樹脂のケン化度は、通常85モル%~100モル%であり、好ましくは95.0モル%~99.95モル%、さらに好ましくは99.0モル%~99.93モル%である。ケン化度は、JIS K 6726-1994に準じて求めることができる。このようなケン化度のPVA系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光膜が得られ得る。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。上記のとおり、PVA系樹脂は、好ましくはアセトアセチル変性されたPVA系樹脂を含む。
PVA系樹脂の平均重合度は、目的に応じて適切に選択し得る。平均重合度は、通常1000~10000であり、好ましくは1200~4500、さらに好ましくは1500~4300である。なお、平均重合度は、JIS K 6726-1994に準じて求めることができる。
上記ハロゲン化物としては、任意の適切なハロゲン化物が採用され得る。例えば、ヨウ化物および塩化ナトリウムが挙げられる。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、およびヨウ化リチウムが挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウムである。
塗布液におけるハロゲン化物の量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部であり、より好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して10重量部~15重量部である。PVA系樹脂100重量部に対するハロゲン化物の量が20重量部を超えると、ハロゲン化物がブリードアウトし、最終的に得られる偏光膜が白濁する場合がある。
一般に、PVA系樹脂層が延伸されることによって、PVA系樹脂中のポリビニルアルコール分子の配向性が高くなるが、延伸後のPVA系樹脂層を、水を含む液体に浸漬すると、ポリビニルアルコール分子の配向が乱れ、配向性が低下する場合がある。特に、熱可塑性樹脂とPVA系樹脂層との積層体をホウ酸水中延伸する場合において、熱可塑性樹脂の延伸を安定させるために比較的高い温度で上記積層体をホウ酸水中で延伸する場合、上記配向度低下の傾向が顕著である。例えば、PVAフィルム単体のホウ酸水中での延伸が60℃で行われることが一般的であるのに対し、A-PET(熱可塑性樹脂基材)とPVA系樹脂層との積層体の延伸は70℃前後の温度という高い温度で行われ、この場合、延伸初期のPVAの配向性が水中延伸により上がる前の段階で低下し得る。これに対して、ハロゲン化物を含むPVA系樹脂層と熱可塑性樹脂基材との積層体を作製し、積層体をホウ酸水中で延伸する前に空気中で高温延伸(補助延伸)することにより、補助延伸後の積層体のPVA系樹脂層中のPVA系樹脂の結晶化が促進され得る。その結果、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光膜の光学特性を向上し得る。
A-3-2.空中補助延伸処理
特に、高い光学特性を得るためには、乾式延伸(補助延伸)とホウ酸水中延伸を組み合わせる、2段延伸の方法が選択される。2段延伸のように、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂基材の結晶化を抑制しながら延伸することができる。さらには、熱可塑性樹脂基材上にPVA系樹脂を塗布する場合、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度の影響を抑制するために、通常の金属ドラム上にPVA系樹脂を塗布する場合と比べて塗布温度を低くする必要があり、その結果、PVA系樹脂の結晶化が相対的に低くなり、十分な光学特性が得られない、という問題が生じ得る。これに対して、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVA系樹脂を塗布する場合でも、PVA系樹脂の結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にPVA系樹脂の配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVA系樹脂の配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。
空中補助延伸の延伸方法は、固定端延伸(たとえば、テンター延伸機を用いて延伸する方法)でもよいし、自由端延伸(たとえば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法)でもよいが、高い光学特性を得るためには、自由端延伸が積極的に採用され得る。1つの実施形態においては、空中延伸処理は、上記積層体をその長手方向に搬送しながら、加熱ロール間の周速差により延伸する加熱ロール延伸工程を含む。空中延伸処理は、代表的には、ゾーン延伸工程と加熱ロール延伸工程とを含む。なお、ゾーン延伸工程と加熱ロール延伸工程の順序は限定されず、ゾーン延伸工程が先に行われてもよく、加熱ロール延伸工程が先に行われてもよい。ゾーン延伸工程は省略されてもよい。1つの実施形態においては、ゾーン延伸工程および加熱ロール延伸工程がこの順に行われる。また、別の実施形態では、テンター延伸機において、フィルム端部を把持し、テンター間の距離を流れ方向に広げることで延伸される(テンター間の距離の広がりが延伸倍率となる)。この時、幅方向(流れ方向に対して、垂直方向)のテンターの距離は、任意に近づくように設定される。好ましくは、流れ方向の延伸倍率に対して、自由端延伸により近くなるように設定されうる。自由端延伸の場合、幅方向の収縮率=(1/延伸倍率)1/2で計算される。
空中補助延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。空中補助延伸における延伸方向は、好ましくは、水中延伸の延伸方向と略同一である。
空中補助延伸における延伸倍率は、好ましくは1.0倍~4.0倍であり、より好ましくは1.5倍~3.5倍であり、さらに好ましくは2.0倍~3.0倍である。空中補助延伸の延伸倍率がこのような範囲であれば、水中延伸と組み合わせた場合に延伸の総倍率を所望の範囲に設定することができ、所望の配向関数を実現することができる。その結果、吸収軸方向に沿った破断が抑制された偏光膜を得ることができる。さらに、上記のとおり、空中補助延伸の延伸倍率はホウ酸水中延伸の延伸倍率よりも大きい。このような構成とすることにより、延伸の総倍率が小さくても許容可能な光学特性を有する偏光膜を得ることができる。
空中補助延伸の延伸温度は、熱可塑性樹脂基材の形成材料、延伸方式等に応じて、任意の適切な値に設定することができる。延伸温度は、好ましくは熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)以上であり、さらに好ましくは熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)+10℃以上、特に好ましくはTg+15℃以上である。一方、延伸温度の上限は、好ましくは170℃である。このような温度で延伸することで、PVA系樹脂の結晶化が急速に進むのを抑制して、当該結晶化による不具合(例えば、延伸によるPVA系樹脂層の配向を妨げる)を抑制することができる。
A-3-3.不溶化処理、染色処理および架橋処理
必要に応じて、空中補助延伸処理の後、水中延伸処理や染色処理の前に、不溶化処理を施す。上記不溶化処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬することにより行う。上記染色処理は、代表的には、PVA系樹脂層を二色性物質(代表的には、ヨウ素)で染色することにより行う。必要に応じて、染色処理の後、水中延伸処理の前に、架橋処理を施す。上記架橋処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。不溶化処理、染色処理および架橋処理の詳細については、例えば特開2012-73580号公報(上記)に記載されている。
A-3-4.水中延伸処理
水中延伸処理は、積層体を延伸浴に浸漬させて行う。水中延伸処理によれば、上記熱可塑性樹脂基材やPVA系樹脂層のガラス転移温度(代表的には、80℃程度)よりも低い温度で延伸し得、PVA系樹脂層を、その結晶化を抑えながら延伸することができる。その結果、優れた光学特性を有する偏光膜を製造することができる。
積層体の延伸方法は、任意の適切な方法を採用することができる。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸(例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法)でもよい。好ましくは、自由端延伸が選択される。積層体の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、延伸の総倍率は、各段階の延伸倍率の積である。
水中延伸は、好ましくは、ホウ酸水溶液中に積層体を浸漬させて行う(ホウ酸水中延伸)。延伸浴としてホウ酸水溶液を用いることで、PVA系樹脂層に、延伸時にかかる張力に耐える剛性と、水に溶解しない耐水性とを付与することができる。具体的には、ホウ酸は、水溶液中でテトラヒドロキシホウ酸アニオンを生成してPVA系樹脂と水素結合により架橋し得る。その結果、PVA系樹脂層に剛性と耐水性とを付与して、良好に延伸することができ、優れた光学特性を有する偏光膜を製造することができる。
上記ホウ酸水溶液は、好ましくは、溶媒である水にホウ酸および/またはホウ酸塩を溶解させることにより得られる。ホウ酸濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~10重量部であり、より好ましくは2.5重量部~6重量部であり、特に好ましくは3重量部~5重量部である。ホウ酸濃度を1重量部以上とすることにより、PVA系樹脂層の溶解を効果的に抑制することができ、より高特性の偏光膜を製造することができる。なお、ホウ酸またはホウ酸塩以外に、ホウ砂等のホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等を溶媒に溶解して得られた水溶液も用いることができる。
好ましくは、上記延伸浴(ホウ酸水溶液)にヨウ化物を配合する。ヨウ化物を配合することにより、PVA系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。ヨウ化物の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは0.05重量部~15重量部、より好ましくは0.5重量部~8重量部である。
延伸温度(延伸浴の液温)は、好ましくは40℃~85℃、より好ましくは60℃~75℃である。このような温度であれば、PVA系樹脂層の溶解を抑制しながら高倍率に延伸することができる。具体的には、上述のように、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)は、PVA系樹脂層の形成との関係で、好ましくは60℃以上である。この場合、延伸温度が40℃を下回ると、水による熱可塑性樹脂基材の可塑化を考慮しても、良好に延伸できないおそれがある。一方、延伸浴の温度が高温になるほど、PVA系樹脂層の溶解性が高くなって、優れた光学特性が得られないおそれがある。積層体の延伸浴への浸漬時間は、好ましくは15秒~5分である。
水中延伸による延伸倍率は、好ましくは1.0倍~3.0倍であり、より好ましくは1.0倍~2.0倍であり、さらに好ましくは1.0倍~1.5倍である。水中延伸における延伸倍率がこのような範囲であれば、延伸の総倍率を所望の範囲に設定することができ、所望の配向関数を実現することができる。その結果、吸収軸方向に沿った破断が抑制された偏光膜を得ることができる。延伸の総倍率(空中補助延伸と水中延伸とを組み合わせた場合の延伸倍率の合計)は、上記のとおり、積層体の元長に対して、好ましくは3.0倍~4.0倍であり、より好ましくは3.0倍~3.5倍である。塗布液へのハロゲン化物の添加、空中補助延伸および水中延伸の延伸倍率の調整、および乾燥収縮処理を適切に組み合わせることにより、このような延伸の総倍率であっても許容可能な光学特性を有する偏光膜を得ることができる。
A-3-5.乾燥収縮処理
上記乾燥収縮処理は、ゾーン全体を加熱して行うゾーン加熱により行っても良いし、搬送ロールを加熱する(いわゆる加熱ロールを用いる)ことにより行う(加熱ロール乾燥方式)こともできる。好ましくは、その両方を用いる。加熱ロールを用いて乾燥させることにより、効率的に積層体の加熱カールを抑制して、外観に優れた偏光膜を製造することができる。具体的には、加熱ロールに積層体を沿わせた状態で乾燥することにより、上記熱可塑性樹脂基材の結晶化を効率的に促進させて結晶化度を増加させることができ、比較的低い乾燥温度であっても、熱可塑性樹脂基材の結晶化度を良好に増加させることができる。その結果、熱可塑性樹脂基材は、その剛性が増加して、乾燥によるPVA系樹脂層の収縮に耐え得る状態となり、カールが抑制される。また、加熱ロールを用いることにより、積層体を平らな状態に維持しながら乾燥できるので、カールだけでなくシワの発生も抑制することができる。この時、積層体は、乾燥収縮処理により幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。PVAおよびPVA/ヨウ素錯体の配向性を効果的に高めることができるからである。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は、好ましくは1%~10%であり、より好ましくは2%~8%であり、特に好ましくは4%~6%である。
図3は、乾燥収縮処理の一例を示す概略図である。乾燥収縮処理では、所定の温度に加熱された搬送ロールR1~R6と、ガイドロールG1~G4とにより、積層体200を搬送しながら乾燥させる。図示例では、PVA樹脂層の面と熱可塑性樹脂基材の面を交互に連続加熱するように搬送ロールR1~R6が配置されているが、例えば、積層体200の一方の面(たとえば熱可塑性樹脂基材面)のみを連続的に加熱するように搬送ロールR1~R6を配置してもよい。
搬送ロールの加熱温度(加熱ロールの温度)、加熱ロールの数、加熱ロールとの接触時間等を調整することにより、乾燥条件を制御することができる。加熱ロールの温度は、好ましくは60℃~120℃であり、さらに好ましくは65℃~100℃であり、特に好ましくは70℃~80℃である。熱可塑性樹脂の結晶化度を良好に増加させて、カールを良好に抑制することができるとともに、耐久性に極めて優れた光学積層体を製造することができる。なお、加熱ロールの温度は、接触式温度計により測定することができる。図示例では、6個の搬送ロールが設けられているが、搬送ロールは複数個であれば特に制限はない。搬送ロールは、通常2個~40個、好ましくは4個~30個設けられる。積層体と加熱ロールとの接触時間(総接触時間)は、好ましくは1秒~300秒であり、より好ましくは1~20秒であり、さらに好ましくは1~10秒である。
加熱ロールは、加熱炉(例えば、オーブン)内に設けてもよいし、通常の製造ライン(室温環境下)に設けてもよい。好ましくは、送風手段を備える加熱炉内に設けられる。加熱ロールによる乾燥と熱風乾燥とを併用することにより、加熱ロール間での急峻な温度変化を抑制することができ、幅方向の収縮を容易に制御することができる。熱風乾燥の温度は、好ましくは30℃~100℃である。また、熱風乾燥時間は、好ましくは1秒~300秒である。熱風の風速は、好ましくは10m/s~30m/s程度である。なお、当該風速は加熱炉内における風速であり、ミニベーン型デジタル風速計により測定することができる。
A-3-6.その他の処理
好ましくは、水中延伸処理の後、乾燥収縮処理の前に、洗浄処理を施す。上記洗浄処理は、代表的には、ヨウ化カリウム水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。
A-4.保護層
上記のとおり、保護層は、樹脂フィルムで構成されていてもよく、熱可塑性アクリル系樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成されていてもよい。樹脂フィルムとしては、偏光膜の保護層として使用できる任意の適切なフィルムが採用され得る。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基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使用でき、例えば、イソブテンと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有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。この場合、保護層の厚みは、好ましくは5μm~80μmであり、より好ましくは10μm~70μmであり、さらに好ましくは20μm~50μmである。
保護層が熱可塑性アクリル系樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成される場合、アクリル系樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が好ましくは100℃以上であり、より好ましくは110℃以上であり、さらに好ましくは120℃以上であり、特に好ましくは125℃以上である。このような範囲であれば、後述のように非常に薄い保護層であっても、偏光板または位相差層付偏光板の耐久性を確保することができる。一方、アクリル系樹脂のTgは、好ましくは300℃以下であり、より好ましくは200℃以下であり、さらに好ましくは160℃以下である。アクリル系樹脂のTgがこのような範囲であれば、成形性に優れ得る。アクリル系樹脂としては、上記のようなTgを有する限りにおいて任意の適切なアクリル系樹脂が採用され得る。アクリル系樹脂は、代表的には、モノマー単位(繰り返し単位)として、アルキル(メタ)アクリレートを主成分として含有する。本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。アクリル系樹脂の主骨格を構成するアルキル(メタ)アクリレートとしては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の炭素数1~18のものを例示できる。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。アクリル系樹脂におけるアルキル(メタ)アクリレート単位の含有割合は、好ましくは50モル%~98モル%、より好ましくは55モル%~98モル%、さらに好ましくは60モル%~98モル%、特に好ましくは65モル%~98モル%、最も好ましくは70モル%~97モル%である。アクリル系樹脂は、好ましくは、環構造を含む繰り返し単位を有する。環構造を含む繰り返し単位としては、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、グルタルイミド単位、無水マレイン酸単位、マレイミド(N-置換マレイミド)単位が挙げられる。環構造を含む繰り返し単位は、1種類のみがアクリル系樹脂の繰り返し単位に含まれていてもよく、2種類以上が含まれていてもよい。ラクトン環単位を有するアクリル系樹脂は、例えば特開2008-181078号公報に記載されており、当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。グルタルイミド単位を有するアクリル系樹脂は、例えば、特開2006-309033号公報、特開2006-317560号公報、特開2006-328334号公報、特開2006-337491号公報、特開2006-337492号公報、特開2006-337493号公報、特開2006-337569号公報に記載されており、当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。無水マレイン酸単位およびマレイミド(N-置換マレイミド)単位については、名称から構造が特定されるので、具体的な説明は省略する。アクリル系樹脂における環構造を含む繰り返し単位の含有割合は、好ましくは1モル%~50モル%、より好ましくは10モル%~40モル%、さらに好ましくは20モル%~30モル%である。アクリル系樹脂は、アルキル(メタ)アクリレート単位および環構造を含む繰り返し単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。そのような繰り返し単位としては、上記の単位を構成する単量体と共重合可能なビニル系単量体由来の繰り返し単位が挙げられる。アクリル系樹脂の重量平均分子量は、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、最も好ましくは60000~150000である。保護層が熱可塑性アクリル系樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成される場合、保護層の厚みは、例えば10μm以下であり、好ましくは7μm以下であり、より好ましくは5μm以下であり、さらに好ましくは3μm以下である。保護層の厚みの下限は、例えば1μmであり得る。熱可塑性アクリル系樹脂の有機溶媒溶液の塗布膜の固化物で構成された保護層は、樹脂フィルムに比べて厚みを格段に薄くすることができる。その結果、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に偏光板または位相差層付偏光板を適用した場合の効果が顕著なものとなる。
視認側保護層が設けられる場合、当該視認側保護層には、必要に応じて、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、アンチグレア処理等の表面処理が施されていてもよい。さらに/あるいは、視認側保護層には、必要に応じて、偏光サングラスを介して視認する場合の視認性を改善する処理(代表的には、(楕)円偏光機能を付与すること、超高位相差を付与すること)が施されていてもよい。このような処理を施すことにより、偏光サングラス等の偏光レンズを介して表示画面を視認した場合でも、優れた視認性を実現することができる。したがって、偏光板または位相差層付偏光板は、屋外で用いられ得る画像表示装置にも好適に適用され得る。
視認側と反対側に保護層(内側保護層)が設けられる場合、当該内側保護層は、光学的に等方性であることが好ましい。本明細書において「光学的に等方性である」とは、面内位相差Re(550)が0nm~10nmであり、厚み方向の位相差Rth(550)が-10nm~+10nmであることをいう。
B.位相差層付偏光板
B-1.位相差層付偏光板の全体構成
図4は、本発明の1つの実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。図示例の位相差層付偏光板100は、偏光板10と位相差層20とを有する。偏光板は、上記A項に記載の偏光板である。図示例の偏光板10は、偏光膜11と視認側保護層12とを含む。上記のとおり、視認側保護層12は省略されてもよい。位相差層付偏光板において、位相差層は、代表的には偏光板の視認側とは反対側に配置される。
図5に示すように、別の実施形態による位相差層付偏光板101においては、別の位相差層50ならびに/あるいは導電層または導電層付等方性基材60が設けられてもよい。別の位相差層50ならびに導電層または導電層付等方性基材60は、代表的には、位相差層20の外側(偏光板10と反対側)に設けられる。別の位相差層は、代表的には、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す。別の位相差層50ならびに導電層または導電層付等方性基材60は、代表的には、位相差層20側からこの順に設けられる。別の位相差層50ならびに導電層または導電層付等方性基材60は、代表的には、必要に応じて設けられる任意の層であり、いずれか一方または両方が省略されてもよい。なお、便宜上、位相差層20を第1の位相差層と称し、別の位相差層50を第2の位相差層と称する場合がある。なお、導電層または導電層付等方性基材が設けられる場合、位相差層付偏光板は、画像表示セル(例えば、有機ELセル)と偏光板との間にタッチセンサが組み込まれた、いわゆるインナータッチパネル型入力表示装置に適用され得る。
第1の位相差層20は液晶化合物の配向固化層である。第1の位相差層20は図4および図5に示すような配向固化層の単一層であってもよく、図6に示すような第1の配向固化層21と第2の配向固化層22との積層構造を有していてもよい。
位相差層付偏光板は、上記A項に記載の偏光板と同様に矩形形状を有する。さらに、位相差層付偏光板の4つの隅部のうち少なくとも1つの隅部には欠落部が設けられている。位相差層付偏光板における欠落部については、偏光板の欠落部に関する上記A-1項の説明が援用される。すなわち、欠落部の構成(配説位置、面積比、平面視形状等)は、偏光板に関して上記A-1項で説明したとおりである。
上記の実施形態は適宜組み合わせてもよく、上記の実施形態における構成要素に当業界で自明の改変を加えてもよい。例えば、図6の位相差層付偏光板102に第2の位相差層50ならびに/あるいは導電層または導電層付等方性基材60が設けられてもよい。
位相差層付偏光板は、その他の位相差層をさらに含んでいてもよい。その他の位相差層の光学的特性(例えば、屈折率特性、面内位相差、Nz係数、光弾性係数)、厚み、配置位置等は、目的に応じて適切に設定され得る。
実用的には、位相差層の偏光板と反対側には粘着剤層(図示せず)が設けられ、位相差層付偏光板は画像表示セルに貼り付け可能とされている。さらに、粘着剤層の表面には、位相差層付偏光板が使用に供されるまで、セパレーターが仮着されていることが好ましい。
位相差層付偏光板の総厚みは、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは80μm以下であり、さらに好ましくは60μm以下であり、特に好ましくは50μm以下であり、とりわけ好ましくは40μm以下である。総厚みの下限は、例えば20μmであり得る。本発明の実施形態によれば、このようにきわめて薄い位相差層付偏光板を実現することができる。このような位相差層付偏光板は、きわめて優れた可撓性および折り曲げ耐久性を有し得る。その結果、位相差層付偏光板は、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に好適に適用され得、その場合に隅部におけるシワおよび気泡を顕著に抑制することができる。なお、位相差層付偏光板の総厚みとは、視認側保護層(存在しない場合は偏光膜)から粘着剤層までのすべての層の厚みの合計をいう(すなわち、位相差層付偏光板の総厚みは、偏光膜および位相差層等を積層するための接着剤層の厚みを含み、セパレーターの厚みは含まない)。
以下、第1の位相差層、第2の位相差層、ならびに、導電層または導電層付等方性基材について具体的に説明する。
B-2.第1の位相差層
第1の位相差層20は、上記のとおり、液晶化合物の配向固化層である。液晶化合物を用いることにより、得られる位相差層のnxとnyとの差を非液晶材料に比べて格段に大きくすることができるので、所望の面内位相差を得るための位相差層の厚みを格段に小さくすることができる。その結果、位相差層付偏光板のさらなる薄型化を実現することができ、結果として、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に位相差層付偏光板が適用された場合に、隅部におけるシワおよび気泡を顕著に抑制することができる。本明細書において「配向固化層」とは、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層をいう。なお、「配向固化層」は、後述のように液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を包含する概念である。本実施形態においては、代表的には、棒状の液晶化合物が第1の位相差層の遅相軸方向に並んだ状態で配向している(ホモジニアス配向)。
液晶化合物としては、例えば、液晶相がネマチック相である液晶化合物(ネマチック液晶)が挙げられる。このような液晶化合物として、例えば、液晶ポリマーや液晶モノマーが使用可能である。液晶化合物の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。液晶ポリマーおよび液晶モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせてもよい。
液晶化合物が液晶モノマーである場合、当該液晶モノマーは、重合性モノマーおよび架橋性モノマーであることが好ましい。液晶モノマーを重合または架橋(すなわち、硬化)させることにより、液晶モノマーの配向状態を固定できるからである。液晶モノマーを配向させた後に、例えば、液晶モノマー同士を重合または架橋させれば、それによって上記配向状態を固定することができる。ここで、重合によりポリマーが形成され、架橋により3次元網目構造が形成されることとなるが、これらは非液晶性である。したがって、形成された第1の位相差層は、例えば、液晶性化合物に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。その結果、第1の位相差層は、温度変化に影響されない、極めて安定性に優れた位相差層となる。
液晶モノマーが液晶性を示す温度範囲は、その種類に応じて異なる。具体的には、当該温度範囲は、好ましくは40℃~120℃であり、さらに好ましくは50℃~100℃であり、最も好ましくは60℃~90℃である。
上記液晶モノマーとしては、任意の適切な液晶モノマーが採用され得る。例えば、特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171、およびGB2280445等に記載の重合性メソゲン化合物等が使用できる。このような重合性メソゲン化合物の具体例としては、例えば、BASF社の商品名LC242、Merck社の商品名E7、Wacker-Chem社の商品名LC-Sillicon-CC3767が挙げられる。液晶モノマーとしては、例えばネマチック性液晶モノマーが好ましい。
液晶化合物の配向固化層は、所定の基材の表面に配向処理を施し、当該表面に液晶化合物を含む塗工液を塗工して当該液晶化合物を上記配向処理に対応する方向に配向させ、当該配向状態を固定することにより形成され得る。基材は任意の適切な樹脂フィルムであり、当該基材上に形成された配向固化層は、代表的には偏光板10の表面に転写され得る。
上記配向処理としては、任意の適切な配向処理が採用され得る。具体的には、機械的な配向処理、物理的な配向処理、化学的な配向処理が挙げられる。機械的な配向処理の具体例としては、ラビング処理、延伸処理が挙げられる。物理的な配向処理の具体例としては、磁場配向処理、電場配向処理が挙げられる。化学的な配向処理の具体例としては、斜方蒸着法、光配向処理が挙げられる。各種配向処理の処理条件は、目的に応じて任意の適切な条件が採用され得る。
液晶化合物の配向は、液晶化合物の種類に応じて液晶相を示す温度で処理することにより行われる。このような温度処理を行うことにより、液晶化合物が液晶状態をとり、基材表面の配向処理方向に応じて当該液晶化合物が配向する。
配向状態の固定は、1つの実施形態においては、上記のように配向した液晶化合物を冷却することにより行われる。液晶化合物が重合性モノマーまたは架橋性モノマーである場合には、配向状態の固定は、上記のように配向した液晶化合物に重合処理または架橋処理を施すことにより行われる。
液晶化合物の具体例および配向固化層の形成方法の詳細は、特開2006-163343号公報に記載されている。当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。
1つの実施形態においては、第1の位相差層20は、図4および図5に示すように液晶化合物の配向固化層の単一層である。第1の位相差層20が液晶化合物の配向固化層の単一層で構成される場合、その厚みは、好ましくは0.5μm~7μmであり、より好ましくは1μm~5μmである。液晶化合物を用いることにより、樹脂フィルムよりも格段に薄い厚みで樹脂フィルムと同等の面内位相差を実現することができる。
第1の位相差層は、代表的には、屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す。第1の位相差層は、代表的には偏光板に反射防止特性を付与するために設けられ、第1の位相差層が配向固化層の単一層である場合にはλ/4板として機能し得る。この場合、第1の位相差層の面内位相差Re(550)は、好ましくは100nm~190nm、より好ましくは110nm~170nm、さらに好ましくは130nm~160nmである。なお、ここで「ny=nz」はnyとnzが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ny>nzまたはny<nzとなる場合があり得る。
第1の位相差層のNz係数は、好ましくは0.9~1.5であり、より好ましくは0.9~1.3である。このような関係を満たすことにより、得られる位相差層付偏光板を画像表示装置に用いた場合に、非常に優れた反射色相を達成し得る。
第1の位相差層は、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長に応じて小さくなる正の波長分散特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長によってもほとんど変化しないフラットな波長分散特性を示してもよい。1つの実施形態においては、第1の位相差層は、逆分散波長特性を示す。この場合、位相差層のRe(450)/Re(550)は、好ましくは0.8以上1未満であり、より好ましくは0.8以上0.95以下である。このような構成であれば、非常に優れた反射防止特性を実現することができる。
第1の位相差層20の遅相軸と偏光膜11の吸収軸とのなす角度θは、好ましくは40°~50°であり、より好ましくは42°~48°であり、さらに好ましくは約45°である。角度θがこのような範囲であれば、上記のように第1の位相差層をλ/4板とすることにより、非常に優れた円偏光特性(結果として、非常に優れた反射防止特性)を有する位相差層付偏光板が得られ得る。
別の実施形態においては、第1の位相差層20は、図6に示すように第1の配向固化層21と第2の配向固化層22との積層構造を有し得る。この場合、第1の配向固化層21および第2の配向固化層22のいずれか一方がλ/4板として機能し、他方がλ/2板として機能し得る。したがって、第1の配向固化層21および第2の配向固化層22の厚みは、λ/4板またはλ/2板の所望の面内位相差が得られるよう調整され得る。例えば、第1の配向固化層21がλ/2板として機能し、第2の配向固化層22がλ/4板として機能する場合、第1の配向固化層21の厚みは例えば2.0μm~3.0μmであり、第2の配向固化層22の厚みは例えば1.0μm~2.0μmである。この場合、第1の配向固化層の面内位相差Re(550)は、好ましくは200nm~300nmであり、より好ましくは230nm~290nmであり、さらに好ましくは250nm~280nmである。第2の配向固化層の面内位相差Re(550)は、単一層の配向固化層に関して上記で説明したとおりである。第1の配向固化層の遅相軸と偏光膜の吸収軸とのなす角度は、好ましくは10°~20°であり、より好ましくは12°~18°であり、さらに好ましくは約15°である。第2の配向固化層の遅相軸と偏光膜の吸収軸とのなす角度は、好ましくは70°~80°であり、より好ましくは72°~78°であり、さらに好ましくは約75°である。このような構成であれば、理想的な逆波長分散特性に近い特性を得ることが可能であり、結果として、非常に優れた反射防止特性を実現することができる。第1の配向固化層および第2の配向固化層を構成する液晶化合物、第1の配向固化層および第2の配向固化層の形成方法、光学特性等については、単一層の配向固化層に関して上記で説明したとおりである。
B-3.第2の位相差層
第2の位相差層は、上記のとおり、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す、いわゆるポジティブCプレートであり得る。第2の位相差層としてポジティブCプレートを用いることにより、斜め方向の反射を良好に防止することができ、反射防止機能の広視野角化が可能となる。この場合、第2の位相差層の厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは-50nm~-300nm、より好ましくは-70nm~-250nm、さらに好ましくは-90nm~-200nm、特に好ましくは-100nm~-180nmである。ここで、「nx=ny」は、nxとnyが厳密に等しい場合のみならず、nxとnyが実質的に等しい場合も包含する。すなわち、第2の位相差層の面内位相差Re(550)は10nm未満であり得る。第2の位相差層は、代表的には、第1の位相差層が単一層である場合に設けられ得る。
nz>nx=nyの屈折率特性を有する第2の位相差層は、任意の適切な材料で形成され得る。第2の位相差層は、好ましくは、ホメオトロピック配向に固定された液晶材料を含むフィルムからなる。ホメオトロピック配向させることができる液晶材料(液晶化合物)は、液晶モノマーであっても液晶ポリマーであってもよい。当該液晶化合物および当該位相差層の形成方法の具体例としては、特開2002-333642号公報の[0020]~[0028]に記載の液晶化合物および当該位相差層の形成方法が挙げられる。この場合、第2の位相差層の厚みは、好ましくは0.5μm~10μmであり、より好ましくは0.5μm~8μmであり、さらに好ましくは0.5μm~5μmである。
B-4.導電層または導電層付等方性基材
導電層は、任意の適切な成膜方法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法、スプレー法等)により、任意の適切な基材上に、金属酸化物膜を成膜して形成され得る。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム-スズ複合酸化物、スズ-アンチモン複合酸化物、亜鉛-アルミニウム複合酸化物、インジウム-亜鉛複合酸化物が挙げられる。なかでも好ましくは、インジウム-スズ複合酸化物(ITO)である。
導電層が金属酸化物を含む場合、該導電層の厚みは、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは35nm以下である。導電層の厚みの下限は、好ましくは10nmである。
導電層は、上記基材から第1の位相差層(または、存在する場合には第2の位相差層)に転写されて導電層単独で位相差層付偏光板の構成層とされてもよく、基材との積層体(導電層付基材)として第1の位相差層(または、存在する場合には第2の位相差層)に積層されてもよい。好ましくは、上記基材は光学的に等方性であり、したがって、導電層は導電層付等方性基材として位相差層付偏光板に用いられ得る。
光学的に等方性の基材(等方性基材)としては、任意の適切な等方性基材を採用し得る。等方性基材を構成する材料としては、例えば、ノルボルネン系樹脂やオレフィン系樹脂などの共役系を有さない樹脂を主骨格としている材料、ラクトン環やグルタルイミド環などの環状構造をアクリル系樹脂の主鎖中に有する材料などが挙げられる。このような材料を用いると、等方性基材を形成した際に、分子鎖の配向に伴う位相差の発現を小さく抑えることができる。等方性基材の厚みは、好ましくは50μm以下であり、より好ましくは35μm以下である。等方性基材の厚みの下限は、例えば20μmである。
上記導電層および/または上記導電層付等方性基材の導電層は、必要に応じてパターン化され得る。パターン化によって、導通部と絶縁部とが形成され得る。結果として、電極が形成され得る。電極は、タッチパネルへの接触を感知するタッチセンサ電極として機能し得る。パターニング方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。パターニング方法の具体例としては、ウエットエッチング法、スクリーン印刷法が挙げられる。
C.画像表示装置
上記A項に記載の偏光板および上記B項に記載の位相差層付偏光板は、それぞれ画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の実施形態は、そのような偏光板または位相差層付偏光板を用いた画像表示装置を包含する。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置、無機EL表示装置)が挙げられる。画像表示装置は、代表的には、その視認側に上記偏光板または上記位相差層付偏光板を備える。1つの実施形態においては、画像表示装置は、端部が湾曲形状を有する。より詳細には、図7A~図7Cに示すように、画像表示装置100は、代表的には矩形形状を有し、その端部すべて(4辺)が湾曲形状(湾曲部)80a、80b、80c、80dを有する。当該端部は代表的には画像表示領域とされており、該端部にも上記偏光板または上記位相差層付偏光板が貼り合わせられている。端部(湾曲部)の曲率半径Rは、好ましくは10mm以下であり、より好ましくは8mm以下であり、さらに好ましくは6mm以下である。上記のような偏光板または位相差層付偏光板を用いることにより、端部がこのように小さい曲率半径の湾曲形状を有する場合であっても、隅部におけるシワおよび気泡を良好に抑制することができる。
以下、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。各特性の測定方法は以下の通りである。なお、特に明記しない限り、実施例および比較例における「部」および「%」は重量基準である。
(1)厚み
干渉膜厚計(大塚電子社製、製品名「MCPD-3000」)を用いて測定した。
(2)配向関数
実施例および比較例で得られた偏光膜について、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer社製、商品名:「SPECTRUM2000」)を用い、偏光を測定光として、全反射減衰分光(ATR:attenuated total reflection)測定により、偏光膜表面の評価を行った。配向関数は以下の手順で算出した:測定光を延伸方向に対して0°と90°にした状態で測定を実施し、得られたスペクトルの2941cm-1の強度を用いて、下記式に従って算出した。当該式についての詳細は上記で説明したとおりである。
f=(3<cosθ>-1)/2
=[(R-1)(R+2)]/[(R+2)(R-1)]
=(1-D)/[c(2D+1)]
=-2×(1-D)/(2D+1)
(3)収縮率SMDおよびSTD
実施例および比較例で得られた偏光膜を、吸収軸方向10cm×透過軸方向10cmの正方形に切り出し試験サンプルとした。試験サンプルの吸収軸方向および透過軸方向の精密な寸法を、Mitutoyo社製「CNC画像測定器」で測定し、それぞれの寸法をSMD0およびSTD0とした。寸法測定後、試験サンプルを85℃で120時間加熱し、加熱後の寸法を同様にして測定した。加熱後の寸法をそれぞれSMD1およびSTD1とした。吸収軸方向の収縮率SMDは、(SMD0-SMD1)/SMD0×100で求めた。透過軸方向の収縮率STDは、(STD0-STD1)/STD0×100で求めた。得られたSMDおよびSTDから、SMD/STDを算出した。
(4)全体面積に対する欠落部の面積比
実施例および比較例で得られた位相差層付偏光板の全体面積を、切り出したサイズおよびR形状を基に計算した。一方、欠落部の面積を、欠落部の形状およびサイズから計算した。欠落部の面積比(%)を、式:(欠落部の面積)/(全体面積)×100から算出した。
(5)シワおよび気泡
実施例および比較例で得られた位相差層付偏光板に対応する形状(縦150mmおよび横70mmの矩形)を有し、端部(4辺および4隅)が湾曲した形状を有する評価用モジュールを、3Dプリンターにより作製した。モジュールは、湾曲部分の曲率半径が4mm、6mmおよび8mmの3つを作製した。実施例および比較例で得られた位相差層付偏光板を、粘着剤層を介してそれぞれのモジュールに真空ラミネートにより貼り合わせた。位相差層付偏光板とモジュールとを貼り合わせた状態で、4つの隅部のシワおよび気泡の有無を目視により観察し、以下の基準で評価した。
4:すべてのモジュールにおいてシワも気泡も認められなかった
3:曲率半径4mmのモジュールでシワおよび/または気泡が認められた
2:曲率半径6mmのモジュールでシワおよび/または気泡が認められた
1:曲率半径8mmのモジュールでシワおよび/または気泡が認められた
[実施例1]
1.偏光膜の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理(処理条件:55W・min/m)を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ410」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加し、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率(Ts)が41.6%となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を5重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温62℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4.0重量%、ヨウ化カリウム5.0重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が3.0倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理:水中延伸処理における延伸倍率は1.25倍)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み6.0μmの偏光膜を形成した。得られた偏光膜の配向関数は0.15であり、SMDは0.105であり、STDは0.109であり、SMD/STDは0.96であった。
2.保護層の形成
ラクトン環単位を有するアクリル系樹脂(日本触媒社製、製品名「RZ114」)20部をメチルエチルケトン80部に溶解し、アクリル系樹脂溶液(20%)を得た。このアクリル系樹脂溶液を、上記で得られた樹脂基材/偏光膜の積層体の偏光膜表面にワイヤーバーを用いて塗布し、塗布膜を60℃で5分間乾燥して、塗布膜の固化物として構成される保護層を形成した。保護層の厚みは2μmであり、Tgは127℃であった。さらに、保護層の表面にハードコート(HC)層(厚み3μm)を形成した。このようにして、HC層/保護層/偏光膜/樹脂基材の積層体を得た。
3.位相差層を構成する第1の配向固化層および第2の配向固化層の作製
ネマチック液晶相を示す重合性液晶(BASF社製:商品名「Paliocolor LC242」、下記式で表される)10gと、当該重合性液晶化合物に対する光重合開始剤(BASF社製:商品名「イルガキュア907」)3gとを、トルエン40gに溶解して、液晶組成物(塗工液)を調製した。
Figure 0007223874000001
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み38μm)表面を、ラビング布を用いてラビングし、配向処理を施した。配向処理の方向は、偏光板に貼り合わせる際に偏光膜の吸収軸の方向に対して視認側から見て15°方向となるようにした。この配向処理表面に、上記液晶塗工液をバーコーターにより塗工し、90℃で2分間加熱乾燥することによって液晶化合物を配向させた。このようにして形成された液晶層に、メタルハライドランプを用いて1mJ/cmの光を照射し、当該液晶層を硬化させることによって、PETフィルム上に液晶配向固化層Aを形成した。液晶配向固化層Aの厚みは2.0μm、面内位相差Re(550)は270nmであった。さらに、液晶配向固化層Aは、nx>ny=nzの屈折率分布を有していた。
塗工厚みを変更したこと、および、配向処理方向を偏光膜の吸収軸の方向に対して視認側から見て75°方向となるようにしたこと以外は上記と同様にして、PETフィルム上に液晶配向固化層Bを形成した。液晶配向固化層Bの厚みは1.0μm、面内位相差Re(550)は140nmであった。さらに、液晶配向固化層Bは、nx>ny=nzの屈折率分布を有していた。
4.位相差層付偏光板の作製
上記2.で得られた積層体から樹脂基材を剥離した。当該剥離面(偏光膜表面)に、上記3.で得られた液晶配向固化層Aおよび液晶配向固化層Bをこの順に転写した。このとき、偏光膜の吸収軸と配向固化層Aの遅相軸とのなす角度が15°、偏光膜の吸収軸と配向固化層Bの遅相軸とのなす角度が75°になるようにして転写(貼り合わせ)を行った。なお、それぞれの転写(貼り合わせ)は、紫外線硬化型接着剤(厚み1.0μm)を介して行った。このようにして、ハードコート層/保護層/偏光膜/接着剤層/位相差層(第1の配向固化層/接着剤層/第2の配向固化層)の構成を有する位相差層付偏光板を得た。位相差層付偏光板の総厚みは36μmであった。
5.欠落部の形成
上記4.で得られた位相差層付偏光板を縦150mmおよび横70mmの矩形(代表的なスマートフォンサイズ)に打ち抜き、4つの隅部をR形状に面取りした。隅部(端から縦方向に10.5mmおよび横方向に10.5mmの領域)にレーザー照射を行い、略V字形状のスリット(図2の左上のような形状、端から頂点までの長さ3.8mm)を3本形成し、欠落部とした。位相差層付偏光板の全体面積に対する欠落部の面積比は5.9%であった。欠落部を形成した位相差層付偏光板を上記(5)の評価に供した。結果を表1に示す。
[実施例2]
保護層およびHC層を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。位相差層付偏光板の総厚みは31μmであった。以下の手順は実施例1と同様にして欠落部を形成した。欠落部を形成した位相差層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[実施例3]
1.偏光膜の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ410」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率(Ts)が所定値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を5重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4.0重量%、ヨウ化カリウム濃度5.0重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は5.2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光膜を形成した。得られた偏光膜の配向関数は0.28であり、SMDは0.261であり、STDは0.127であり、SMD/STDは2.06であった。
2.位相差層付偏光板の作製
上記1.で得られた偏光膜の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、保護層としてアクリル系フィルム(厚み40μm)を、紫外線硬化型接着剤(厚み1.0μm)を介して貼り合せ、保護層/接着剤層/偏光膜/樹脂基材の積層体を得た。以下の手順は実施例1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。位相差層付偏光板の総厚みは71μmであった。さらに、実施例1と同様にして欠落部を形成した。欠落部を形成した位相差層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。略V字形状のスリットの代わりに矩形ドットパターン(図2の右上のような形状、縦50μmおよび横20μmの矩形貫通孔、貫通孔のピッチ300μm)としたこと以外は実施例1と同様にして欠落部を形成した。位相差層付偏光板の全体面積に対する欠落部の面積比は2.9%であった。欠落部を形成した位相差層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[実施例5]
実施例2と同様にして位相差層付偏光板を作製した。この位相差層付偏光板に、実施例4と同様にして欠落部を形成した。欠落部を形成した位相差層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[実施例6]
実施例3と同様にして位相差層付偏光板を作製した。この位相差層付偏光板に、実施例4と同様にして欠落部を形成した。欠落部を形成した位相差層付偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例1]
実施例1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。この位相差層付偏光板をそのまま(すなわち、欠落部を形成せずに)実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例2と同様にして位相差層付偏光板を作製した。この位相差層付偏光板をそのまま(すなわち、欠落部を形成せずに)実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例3]
実施例3と同様にして位相差層付偏光板を作製した。この位相差層付偏光板をそのまま(すなわち、欠落部を形成せずに)実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
Figure 0007223874000002
表1から明らかなように、本発明の実施例の位相差層付偏光板は、端部が湾曲した形状を有する画像表示装置に適用された場合に隅部のシワおよび気泡を抑制できることが理解される。
本発明の偏光板および位相差層付偏光板は、画像表示装置に好適に用いられ、端部が湾曲した形状を有し、かつ、当該端部まで画像表示領域とされている画像表示装置に特に好適に用いられ得る。
10 偏光板
11 偏光膜
12 保護層
20 位相差層
21 第1の配向固化層
22 第2の配向固化層
100 位相差層付偏光板
101 位相差層付偏光板
102 位相差層付偏光板

Claims (12)

  1. 矩形形状を有し、
    ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成された偏光膜を含み、
    つの隅部のみに欠落部を有し、
    該欠落部が、スリット、ドットパターンの貫通孔、網目、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、
    全体面積に対する該欠落部の面積比が2.0%以上である、
    偏光板。
  2. 前記偏光板の全体面積に対する前記欠落部の面積比が30%以下である、請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記偏光膜の厚みが8μm以下である、請求項1または2に記載の偏光板。
  4. 矩形形状を有し、
    ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂フィルムで構成された偏光膜を含む偏光板と、液晶化合物の配向固化層である位相差層と、を有し、
    つの隅部のみに欠落部を有し、
    該欠落部が、スリット、ドットパターンの貫通孔、網目、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、
    全体面積に対する該欠落部の面積比が2.0%以上である、
    位相差層付偏光板。
  5. 前記位相差層付偏光板の全体面積に対する前記欠落部の面積比が30%以下である、請求項に記載の位相差層付偏光板。
  6. 総厚みが100μm以下である、請求項4または5に記載の位相差層付偏光板。
  7. 前記位相差層が液晶化合物の配向固化層の単一層であり、
    該位相差層のRe(550)が100nm~190nmであり、
    該位相差層の遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とのなす角度が40°~50°である、
    請求項からのいずれかに記載の位相差層付偏光板。
  8. 前記位相差層の外側に別の位相差層をさらに有し、該別の位相差層の屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す、請求項に記載の位相差層付偏光板。
  9. 前記位相差層が、第1の液晶化合物の配向固化層と第2の液晶化合物の配向固化層との積層構造を有し、
    該第1の液晶化合物の配向固化層のRe(550)が200nm~300nmであり、その遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とのなす角度が10°~20°であり、
    該第2の液晶化合物の配向固化層のRe(550)が100nm~190nmであり、その遅相軸と該偏光膜の吸収軸とのなす角度が70°~80°である、
    請求項からのいずれかに記載の位相差層付偏光板。
  10. 請求項1からのいずれかに記載の偏光板または請求項からのいずれかに記載の位相差層付偏光板を備える、画像表示装置。
  11. 端部が湾曲形状を有し、該端部に前記偏光板または前記位相差層付偏光板が貼り合わせられている、請求項10に記載の画像表示装置。
  12. 前記端部の曲率半径が10mm以下である、請求項11に記載の画像表示装置。

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