JP7385380B2 - 位相差層およびハードコート層付偏光板の製造方法 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記ハードコート層は、硬化性化合物を含むハードコート層形成材料を塗布し、塗布層を硬化させることにより形成される。
1つの実施形態においては、上記偏光子は、樹脂基材の片側にポリビニルアルコール系樹脂溶液を塗布および乾燥してポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、積層体とすること;および、該積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、をこの順に施して該ポリビニルアルコール系樹脂層を偏光子とすること;を含む方法により形成される。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記位相差層の表面に別の位相差層をさらに形成して上記位相差層付偏光板を得ることを含む。
1つの実施形態においては、上記位相差層および上記別の位相差層はそれぞれ、所定の基材に形成された液晶化合物の配向固化層を、活性エネルギー線硬化型接着剤を介して転写することにより形成される。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記ハードコート層と反対側の最外層として粘着剤層を形成すること、および、該粘着剤層にセパレーターを剥離可能に仮着することを、をさらに含む。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記偏光子、上記位相差層および上記別の位相差層をロールトゥロールにより積層することを含む。
1つの実施形態においては、上記位相差層はλ/2板として機能し、上記別の位相差層はλ/4板として機能する。
1つの実施形態においては、上記製造方法において、得られる位相差層およびハードコート層付偏光板の厚みは45μm以下である。
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。
(6)配向固化層
「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。「配向固化層」は、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。
A-1.製造方法の概略
本発明の位相差層およびハードコート層付偏光板の製造方法は、偏光子を準備すること;該偏光子の一方の側に位相差層を形成し、位相差層付偏光板を得ること;および、該位相差層付偏光板の該偏光子の該位相差層と反対側にハードコート層を形成すること;を含む。1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記位相差層の表面に別の位相差層をさらに形成して上記位相差層付偏光板を得ることを含む。すなわち、位相差層およびハードコート層付偏光板における位相差層は、単一層であってもよく、位相差層と別の位相差層との積層構造を有していてもよい。便宜上、位相差層を第1の位相差層、別の位相差層を第2の位相差層と称する場合がある。以下、製造方法における各工程を説明する。
まず、偏光子を準備する。偏光子としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
次に、図1(b)に示すように、偏光子の一方の側(図示例では、偏光子20の樹脂基材または保護層10と反対側)に第1の位相差層30を形成する。第1の位相差層30は、代表的には以下の手順で形成され得る: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、液晶化合物の配向固化層(液晶配向固化層)を形成し;当該液晶配向固化層を基材から偏光子表面に転写する。
位相差層が第1の位相差層と第2の位相差層との積層構造を有する場合、図1(c)に示すように、第1の位相差層30の表面に第2の位相差層40が形成される。第2の位相差層40は、代表的には第1の位相差層と同様にして、所定の基材に形成された液晶化合物の配向固化層を、活性エネルギー線硬化型接着剤を介して転写することにより形成される。
本発明の実施形態においては、図1(d)に示すように、上記のようにして得られた位相差層付偏光板(例えば、図1(b)または図1(c)に示す位相差層付偏光板)の偏光子の位相差層と反対側にハードコート層50を形成する。このようにして、位相差層およびハードコート層付偏光板100が得られ得る。ハードコート層50は、代表的には、樹脂基材または保護層10にハードコート層形成材料を塗布し、塗布層を硬化させることにより形成される。ハードコート層の形成(すなわち、ハードコート層形成材料の塗布および塗布層の硬化)は、代表的には、位相差層付偏光板をロール搬送しながら行われる。
実用的には、ハードコート層50と反対側の最外層として粘着剤層(図示せず)が設けられ、位相差層およびハードコート層付偏光板は画像表示セルに貼り付け可能とされる。さらに、粘着剤層の表面には、位相差層およびハードコート層付偏光板が使用に供されるまでセパレーターが剥離可能に仮着され、粘着剤層を保護するとともに、位相差層およびハードコート層付偏光板のロール形成が可能となる。粘着剤層(および必然的にセパレーター)は、ハードコート層形成前に設けられてもよく、ハードコート層形成後に設けられてもよい。実用的にはさらに、ハードコート層の表面に表面保護フィルムが仮着されてもよい。
本発明の製造方法により得られる位相差層およびハードコート層付偏光板は、枚葉状であってもよく長尺状であってもよい。A-1項~A-6項の記載から明らかなとおり、位相差層およびハードコート層付偏光板はまず、長尺状に形成される。このような長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板は、代表的にはロール状に巻回可能である。長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板は、画像表示セルのサイズに応じて切断または裁断されて枚葉状とされる。
位相差層およびハードコート層付偏光板は、画像表示装置に適用され得る。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)表示装置が挙げられる。EL表示装置の代表例としては、有機EL表示装置、無機EL表示装置(例えば、量子ドット表示装置)が挙げられる。画像表示装置は、代表的には、その視認側に上記位相差層およびハードコート層付偏光板を備える。位相差層およびハードコート層付偏光板は、位相差層が画像表示セル(例えば、液晶セル、有機ELセル、無機ELセル)側となるように(ハードコート層が視認側となるように)積層されている。1つの実施形態においては、画像表示装置は、湾曲した形状(実質的には、湾曲した表示画面)を有し、および/または、屈曲もしくは折り曲げ可能である。
(1)カール
実施例および比較例で得られた位相差層およびハードコート層付偏光板を150mm×80mmに切り出し、測定サンプルとした。測定サンプルを水平面に23℃および55%RHの環境下で30分放置した後、4隅それぞれの水平面からの高さを鋼製金尺で測定し、4つのうちの最大値をカール量とし、以下の基準で評価した。
○:カール量が10mm未満
△:カール量が10mm~15mm
×:カール量が15mmを超える
なお、測定サンプルを23℃および55%RHの環境下で24時間放置した後のカールも上記と同様に評価した。30分放置後のカールを「カール1」とし、24時間放置後のカールを「カール2」とした。
(2)走行性
実施例および比較例で得られた位相差層およびハードコート層付偏光板ロールの走行性(搬送性)を以下の基準で評価した。
○:不具合なくロール搬送することができた
△:ロール搬送は可能であったが、割れ、欠け、ひびが発生した
×:破断によりロール搬送できなかった
不飽和脂肪酸ヒドロキシアルキルエステル修飾ε-カプロラクトン(ダイセル社製「プラクセルFA1DDM」)50部、アクリロイルモルホリン(興人社製「ACMO(登録商標)」)40部、アクリル系オリゴマー(東亞合成社製「ARFON UP-1190」)10部、ならびに、光重合開始剤として「KAYACURE DETX-S」(日本化薬社製)3部および「OMNIRAD907」(IGM Resins Italia S.r.l.社製)3部を混合し、接着剤Aを調製した。
9-ビニルカルバゾール(東京化成工業社製)35部、フルオレン系アクリレート(大阪ガスケミカル社製「オグソールEA-F5710」)40部、アクリロイルモルホリン(興人社製「ACMO(登録商標)」)20部、アクリル系オリゴマー(東亞合成社製「ARFON UP-1190」)5部、および光重合開始剤(BASFジャパン社製「DAROCUR1173」)3部を混合し、接着剤Bを調製した。
ウレタンアクリレート樹脂(DIC社製「ユニディック17-806」)100部とレベリング剤(DIC社製、製品名「GRANDIC PC4100」)1部、光重合開始剤(IGM Resins Italia S.r.l.社製「OMNIRAD907」)3部を混合し、固形分濃度が40%になるようにシクロペンタノンで希釈して、ハードコート層形成材料Aを調製した。
1.偏光板の作製
1-1.偏光子の作製
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、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子の単体透過率(Ts)および波長550nmにおける単位吸光度が所望の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5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の偏光子を形成した。
上記で得られた樹脂基材/偏光子の積層体の偏光子表面に、PVA系接着剤を介して厚みが20μmのアクリル系延伸フィルムを貼り合わせ、次いで樹脂基材を剥離して、保護層/偏光子の構成を有する長尺状の偏光板を得た。
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。
上記1.で得られた偏光板の偏光子表面に、接着剤A(硬化後の厚み1.0μm)を介して液晶配向固化層Aを転写し、次いで、液晶配向固化層Aの表面に、接着剤B(硬化後の厚み1.0μm)を介して液晶配向固化層Bを転写した。このようにして、保護層/偏光子/接着剤層(接着剤A)/液晶配向固化層A(λ/2板、遅相軸15°方向)/接着剤層(接着剤B)/液晶配向固化層B(λ/4板、遅相軸75°方向)の構成を有する長尺状の位相差層付偏光板を得た。
上記3.で得られた位相差層付偏光板の保護層表面に、ハードコート層形成材料Aを塗布し、75℃で加熱した。加熱後の塗布層に、高圧水銀ランプにて積算光量200mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化させてハードコート層(厚み:4μm)を形成した。以上のようにして、ハードコート層/保護層/偏光子/接着剤層(接着剤A)/液晶配向固化層A(λ/2板、遅相軸15°方向)/接着剤層(接着剤B)/液晶配向固化層B(λ/4板、遅相軸75°方向)の構成を有する長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板を得た。得られた位相差層およびハードコート層付偏光板の総厚みは35μmであった。得られた位相差層およびハードコート層付偏光板を上記(1)および(2)の評価に供した。結果を表1に示す。
保護層としてアクリル系延伸フィルムの代わりにシクロオレフィン系未延伸フィルム(ゼオン社製、厚み25μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板を得た。得られた位相差層およびハードコート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。
保護層としてアクリル系延伸フィルムの代わりにシクロオレフィン系延伸フィルム(ゼオン社製、厚み25μm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板を得た。得られた位相差層およびハードコート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1で用いたアクリル系延伸フィルムの一方の面に実施例1と同様にしてハードコート層を形成した。このハードコート層/アクリル系延伸フィルムの積層体を、実施例1と同様にして得られた樹脂基材/偏光子の積層体の偏光子表面に貼り合わせ、次いで樹脂基材を剥離し、ハードコート層/アクリル系延伸フィルム(保護層)/偏光子の構成を有するハードコート層付偏光板を得た。以下の手順は実施例1と同様にして、ハードコート層/保護層/偏光子/接着剤層(接着剤A)/液晶配向固化層A(λ/2板、遅相軸15°方向)/接着剤層(接着剤B)/液晶配向固化層B(λ/4板、遅相軸75°方向)の構成を有する長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板を得た。得られた位相差層およびハードコート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。
保護層としてアクリル系延伸フィルムの代わりにシクロオレフィン系未延伸フィルム(ゼオン社製、厚み25μm)を用いたこと以外は比較例1と同様にして、長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板を得た。得られた位相差層およびハードコート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。
保護層としてアクリル系延伸フィルムの代わりにシクロオレフィン系延伸フィルム(ゼオン社製、厚み25μm)を用いたこと以外は比較例1と同様にして、長尺状の位相差層およびハードコート層付偏光板を得た。得られた位相差層およびハードコート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。
表1から明らかなように、本発明の実施例によれば、位相差層およびハードコート層付偏光板の製造方法において、位相差層付偏光板を作製した後にハードコート層を形成することにより、カールが抑制され、かつ、原反ロールの走行性に優れた位相差層およびハードコート層付偏光板を簡便に得ることができる。
20 偏光子
30 第1の位相差層
40 第2の位相差層
50 ハードコート層
100 位相差層およびハードコート層付偏光板
Claims (5)
- 位相差層およびハードコート層付偏光板の製造方法であって、
樹脂基材の片側にポリビニルアルコール系樹脂溶液を塗布および乾燥してポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、積層体とすること;
該積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、をこの順に施して該ポリビニルアルコール系樹脂層を偏光子とすること;
該樹脂基材と該偏光子との積層体の該偏光子の表面に保護層を積層すること;
該樹脂基材と該偏光子と該保護層との積層体から該樹脂基材を剥離すること;
該樹脂基材を剥離した該偏光子の表面に液晶化合物の配向固化層である位相差層を形成し、該位相差層の表面に液晶化合物の配向固化層である別の位相差層をさらに形成して位相差層付偏光板を得ること;および
該位相差層付偏光板の該保護層の表面にハードコート層を形成すること;
をこの順に含み、
該位相差層および該別の位相差層がそれぞれ、所定の基材に形成された液晶化合物の配向固化層を、活性エネルギー線硬化型接着剤を介して転写することにより形成され、
得られる位相差層およびハードコート層付偏光板の厚みが45μm以下である、
製造方法。 - 前記ハードコート層が、硬化性化合物を含むハードコート層形成材料を塗布し、塗布層を硬化させることにより形成される、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ハードコート層と反対側の最外層として粘着剤層を形成すること、および、該粘着剤層にセパレーターを剥離可能に仮着することを、をさらに含む、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記偏光子、前記位相差層および前記別の位相差層をロールトゥロールにより積層することを含む、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記位相差層がλ/2板として機能し、前記別の位相差層がλ/4板として機能する、請求項3または4に記載の製造方法。
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