JP7403209B2 - 偏光板 - Google Patents

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Description

本発明は、偏光板に関する。
一般に、偏光板は、偏光フィルムの片面又は両面に熱可塑性樹脂からなる保護フィルムを接着剤により貼合した構成を有する。偏光フィルムは通常、ポリビニルアルコール系樹脂等からなるフィルムを高延伸倍率で延伸したフィルムであることから、裂けやクラック(割れ)に対する耐性が比較的低い。保護フィルムの貼合によって偏光フィルムの耐久性は向上するが、それでもなお、偏光フィルムはクラック等を生じやすい。
偏光フィルムのクラックは、偏光フィルムを含む偏光板を切断加工するときなど、偏光フィルムに機械的衝撃が加わるとき(特許文献1)だけではなく、偏光板の使用中に曝される周囲環境の急激な温度変化(熱衝撃)によっても発生し得る(特許文献2)。
特開2004-029367号公報 特開2012-145645号公報
本発明の目的は、熱衝撃による偏光フィルムのクラック(割れ)が生じにくい偏光板を提供することにある。
本発明は、以下に示す偏光板を提供する。
[1] 第1熱可塑性樹脂フィルム、第1接着剤層及び偏光フィルムをこの順に含み、
前記第1熱可塑性樹脂フィルムの剛性をR1t〔MPa・mm〕、前記第1接着剤層の剛性をR1a〔MPa・mm〕、前記偏光フィルムの剛性をR〔MPa・mm〕とするとき、下記式(I):
剛性の積=R1t×R1a×R (I)
で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上であり、
ここで、剛性R1tは、下記式(Ia):
剛性R1t=(第1熱可塑性樹脂フィルムの80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(第1熱可塑性樹脂フィルムの厚み〔mm〕) (Ia)
で表され、
剛性R1aは、下記式(Ib):
剛性R1a=(第1接着剤層の80℃における貯蔵弾性率〔MPa〕)×(第1接着剤層の厚み〔mm〕) (Ib)
で表され、
剛性Rは、下記式(Ic):
剛性R=(偏光フィルムの透過軸方向の80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(偏光フィルムの厚み〔mm〕) (Ic)
で表される、偏光板。
[2] 前記第1接着剤層は、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層である、[1]に記載の偏光板。
[3] 前記活性エネルギー線硬化性接着剤は、カチオン硬化性成分を含む、[2]に記載の偏光板。
[4] 前記第1熱可塑性樹脂フィルムは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル系樹脂からなる群より選択される熱可塑性樹脂から構成される、[1]~[3]のいずれかに記載の偏光板。
[5] 前記第1熱可塑性樹脂フィルム、前記第1接着剤層、前記偏光フィルム、第2接着剤層及び第2熱可塑性樹脂フィルムをこの順に含む、[1]~[4]のいずれかに記載の偏光板。
[6] 前記第2接着剤層の剛性をR2a〔MPa・mm〕、前記第2熱可塑性樹脂フィルムの剛性をR2t〔MPa・mm〕とするとき、下記式(II):
剛性の積=R×R2a×R2t (II)
で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上であり、
ここで、剛性R2aは、下記式(IIa):
剛性R2a=(第2接着剤層の80℃における貯蔵弾性率〔MPa〕)×(第2接着剤層の厚み〔mm〕) (IIa)
で表され、
剛性R2tは、下記式(IIb):
剛性R2t=(第2熱可塑性樹脂フィルムの80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(第2熱可塑性樹脂フィルムの厚み〔mm〕) (IIb)
で表される、[5]に記載の偏光板。
[7] 前記第2接着剤層は、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層である、[5]又は[6]に記載の偏光板。
[8] 前記活性エネルギー線硬化性接着剤は、カチオン硬化性成分を含む、[7]に記載の偏光板。
[9] 前記第2熱可塑性樹脂フィルムは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル系樹脂からなる群より選択される熱可塑性樹脂から構成される、[5]~[8]のいずれかに記載の偏光板。
[10] 前記第1熱可塑性樹脂フィルムが(メタ)アクリル系樹脂から構成され、前記第2熱可塑性樹脂フィルムがポリオレフィン系樹脂又はセルロースエステル系樹脂から構成される、[5]~[9]のいずれかに記載の偏光板。
[11] 前記第1熱可塑性樹脂フィルム及び前記第2熱可塑性樹脂フィルムの両方が(メタ)アクリル系樹脂から構成される、[5]~[9]のいずれかに記載の偏光板。
[12] 前記第1熱可塑性樹脂フィルム及び前記第2熱可塑性樹脂フィルムの少なくともいずれか一方が位相差フィルムである、[5]~[11]のいずれかに記載の偏光板。
本発明によれば、熱衝撃による偏光フィルムのクラック(割れ)が生じにくい偏光板を提供することができる。
本発明に係る偏光板の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る偏光板の他の一例を示す概略断面図である。
以下、実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。
(1)偏光板の構成
図1及び図2は、本発明に係る偏光板の例を示す概略断面図である。本発明に係る偏光板は、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15及び偏光フィルム10をこの順に含む。図1に示されるように偏光板は、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15及び偏光フィルム10からなっていてもよい。図2に示されるように偏光板は、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22をこの順に含むものであってもよい。
通常、第1熱可塑性樹脂フィルム21は第1接着剤層15の表面に接して積層され、第1接着剤層15は偏光フィルム10の表面に接して積層される。また通常、第2熱可塑性樹脂フィルム22は第2接着剤層25の表面に接して積層され、第2接着剤層25は偏光フィルム10の表面に接して積層される。
偏光板は、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第2熱可塑性樹脂フィルム22又は偏光フィルム10上に積層される他の層をさらに備えていてもよい。他の層としては、例えば、位相差板、反射層、半透過反射層、光拡散層、集光板、輝度向上フィルム、粘着剤層等を挙げることができる。偏光板は、他の層を2以上備えていてもよい。他の層は、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第2熱可塑性樹脂フィルム22又は偏光フィルム10上に、接着剤や粘着剤を用いて積層することができる。他の層が、第1熱可塑性樹脂フィルム21又は第2熱可塑性樹脂フィルム22を兼ねていてもよい。
粘着剤層を構成する粘着剤には、(メタ)アクリル系重合体や、シリコーン系重合体、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル等をベースポリマーとするものを用いることができる。中でも、(メタ)アクリル系粘着剤のように、光学的な透明性に優れ、適度な濡れ性や凝集力を保持し、基材との接着性にも優れ、さらには耐候性や耐熱性等を有し、加熱や加湿の条件下で浮きや剥がれ等の問題を生じないものを選択して用いることが好ましい。(メタ)アクリル系粘着剤においては、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数が20以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸のアルキルエステルと、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等の官能基含有(メタ)アクリル系モノマーとを、ガラス転移温度が好ましくは25℃以下、さらに好ましくは0℃以下となるように配合した、重量平均分子量が10万以上の(メタ)アクリル系共重合体が、ベースポリマーとして有用である。本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルから選択される少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリレート」についても同様である。
偏光板等への粘着剤層の形成は、例えば、トルエンや酢酸エチル等の有機溶媒に粘着剤組成物を溶解又は分散させて塗工液を調製し、これを偏光板上に直接塗工する方式や、予め剥離フィルム上に粘着剤層を形成しておき、それを偏光板上に移着する方式等により行うことができる。粘着剤層の厚みは、その接着力等に応じて決定されるが、1~50μm程度の範囲が適当である。
粘着剤層には必要に応じて、ガラス繊維やガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤、顔料や着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が配合されていてもよい。紫外線吸収剤としては、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等を挙げることができる。
(2)剛性の積
本発明に係る偏光板は、第1熱可塑性樹脂フィルム21の剛性をR1t〔MPa・mm〕、第1接着剤層15の剛性をR1a〔MPa・mm〕、偏光フィルム10の剛性をR〔MPa・mm〕とするとき、下記式(I):
剛性の積=R1t×R1a×R (I)
で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上である。
上記式(I)で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上であることにより、熱衝撃による偏光フィルム10のクラック(割れ)を抑制することができる。クラックをより効果的に抑制する観点から、上記式(I)で表される剛性の積は、好ましくは1.0×10-7(MPa・mm以上であり、より好ましくは1.5×10-7(MPa・mm以上であり、さらに好ましくは2.0×10-7(MPa・mm以上である。上記式(I)で表される剛性の積は通常、5×10-6(MPa・mm以下であり、偏光板の薄膜化等の観点から、好ましくは2×10-6(MPa・mm以下である。
第1熱可塑性樹脂フィルム21の剛性R1tは、下記式(Ia):
剛性R1t=(第1熱可塑性樹脂フィルム21の80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(第1熱可塑性樹脂フィルム21の厚み〔mm〕) (Ia)
で表される。
第1接着剤層15の剛性R1aは、下記式(Ib):
剛性R1a=(第1接着剤層15の80℃における貯蔵弾性率〔MPa〕)×(第1接着剤層15の厚み〔mm〕) (Ib)
で表される。
偏光フィルム10の剛性Rは、下記式(Ic):
剛性R=(偏光フィルム10の透過軸方向の80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(偏光フィルム10の厚み〔mm〕) (Ic)
で表される。
各フィルムの引張弾性率及び厚み、第1接着剤層15の貯蔵弾性率及び厚みの測定方法は、後述する実施例の項の記載に従う。
第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22をこの順に含む偏光板は、偏光フィルム10のクラック(割れ)を抑制するうえで、第2接着剤層25の剛性をR2a〔MPa・mm〕、第2熱可塑性樹脂フィルム22の剛性をR2t〔MPa・mm〕とするとき、下記式(II):
剛性の積=R×R2a×R2t (II)
で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上をさらに満たすものであってもよい。
クラック抑制の観点から、上記式(II)で表される剛性の積は、好ましくは1.0×10-7(MPa・mm以上であり、より好ましくは1.5×10-7(MPa・mm以上であり、さらに好ましくは2.0×10-7(MPa・mm以上である。上記式(II)で表される剛性の積は通常、5×10-6(MPa・mm以下であり、偏光板の薄膜化等の観点から、好ましくは2×10-6(MPa・mm以下である。
第2接着剤層25の剛性R2aは、下記式(IIa):
剛性R2a=(第2接着剤層25の80℃における貯蔵弾性率〔MPa〕)×(第2接着剤層25の厚み〔mm〕) (IIa)
で表される。
第2熱可塑性樹脂フィルム22の剛性R2tは、下記式(IIb):
剛性R2t=(第2熱可塑性樹脂フィルム22の80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(第2熱可塑性樹脂フィルム22の厚み〔mm〕) (IIb)
で表される。
第2接着剤層25の貯蔵弾性率及び厚み、第2熱可塑性樹脂フィルム22の引張弾性率及び厚みの測定方法は、後述する実施例の項の記載に従う。
(3)偏光フィルム
偏光フィルム10は、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものであることができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体が例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、80.0~100.0モル%の範囲であることができるが、好ましくは90.0~100.0モル%の範囲であり、より好ましくは98.0~100.0モル%の範囲である。ケン化度が80.0モル%未満であると、偏光板の耐水性及び/又は耐湿熱性が低下し得る。
ケン化度とは、ポリビニルアルコール系樹脂の原料であるポリ酢酸ビニル系樹脂に含まれる酢酸基(アセトキシ基:-OCOCH3)がケン化工程により水酸基に変化した割合をユニット比(モル%)で表したものであり、下記式:
ケン化度(モル%)=100×(水酸基の数)/(水酸基の数+酢酸基の数)
で定義される。ケン化度は、JIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、好ましくは100~10000であり、より好ましくは1500~8000であり、さらに好ましくは2000~5000である。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度もJIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。平均重合度が100未満では好ましい偏光性能を得ることが困難であり、10000超では溶媒への溶解性が悪化し、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの形成が困難となり得る。
偏光フィルム10に含有(吸着配向)される二色性色素は、ヨウ素又は二色性有機染料であることができる。二色性有機染料の具体例は、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンイエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、イエロー3G、イエローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラックを含む。二色性色素は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。二色性色素は、好ましくはヨウ素である。
偏光フィルム10は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程;ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、二色性色素を吸着させる工程;二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋処理する工程;及び、架橋処理後に水洗する工程、を経て製造することができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、上述したポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものである。製膜方法は、特に限定されるものではなく、溶融押出法、溶剤キャスト法のような公知の方法を採用することができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素の染色前、染色と同時、又は染色の後に行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、架橋処理の前又は架橋処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行ってもよい。
一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶液中でポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は通常、3~8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色する方法としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素が含有された水溶液(染色溶液)に浸漬する方法が採用される。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に水への浸漬処理(膨潤処理)を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は、通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この染色水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100重量部あたり通常0.01~1重量部である。また、ヨウ化カリウムの含有量は、水100重量部あたり通常0.5~20重量部である。染色水溶液の温度は、通常20~40℃程度である。
一方、二色性色素として二色性有機染料を用いる場合は、通常、水溶性の二色性有機染料を含む染色水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。染色水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100重量部あたり通常1×10-4~10重量部であり、好ましくは1×10-3~1重量部である。この染色水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含有していてもよい。染色水溶液の温度は、通常20~80℃程度である。
二色性色素による染色後の架橋処理は、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋剤含有水溶液に浸漬することにより行うことができる。架橋剤の好適な例はホウ酸であるが、ホウ砂のようなホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等の他の架橋剤を用いることもできる。架橋剤は1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋剤含有水溶液における架橋剤の量は、水100重量部あたり通常2~15重量部であり、好ましくは5~12重量部である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、この架橋剤含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましい。架橋剤含有水溶液におけるヨウ化カリウムの量は、水100重量部あたり通常0.1~15重量部であり、好ましくは5~12重量部である。架橋剤含有水溶液の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50~85℃である。
架橋処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、架橋処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬することにより行うことができる。水洗処理における水の温度は通常、1~40℃程度である。
水洗後に乾燥処理を施して、偏光フィルム10が得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機による乾燥、熱ロールに接触させることによる乾燥、遠赤外線ヒーターによる乾燥などであることができる。乾燥処理の温度は、通常30~100℃程度であり、50~90℃が好ましい。
偏光フィルム10の厚みは、例えば2~50μmである。偏光フィルム10の剛性Rを大きくする観点からは、その厚みは、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、さらに好ましくは15μm以上である。偏光板の薄膜化等の観点からは、偏光フィルム10の厚みは、好ましくは40μm以下であり、より好ましくは30μm以下である。
偏光フィルム10の透過軸方向の80℃における引張弾性率は、偏光フィルム10の剛性Rを大きくする観点から、好ましくは3000MPa以上であり、より好ましくは4000MPa以上である。当該引張弾性率は通常、7000MPa以下である。偏光フィルム10の剛性Rは、上記式(I)で表される剛性の積、さらには上記式(II)で表される剛性の積を大きくする観点から、好ましくは4500MPa・mm以上である。偏光板の薄膜化等の観点からは、剛性Rは、好ましくは6500MPa・mm以下である。
(4)熱可塑性樹脂フィルム
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22を構成する熱可塑性樹脂は、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロースエステル系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;メタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂;アクリロニトリル・スチレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリアセタール系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;ポリイミド系樹脂等であることができる。
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22を構成する熱可塑性樹脂はそれぞれ、好ましくは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル系樹脂からなる群より選択される熱可塑性樹脂である。第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22はそれぞれ、上記群から選択される1種又は2種以上の熱可塑性樹脂を含む単層構造のフィルムであってもよいし、異なる熱可塑性樹脂又は同じ熱可塑性樹脂で構成される2層以上からなる多層構造のフィルムであってもよい。
ポリエステル系樹脂は、エステル結合を有する、上記セルロースエステル系樹脂以外の樹脂であり、多価カルボン酸又はその誘導体と多価アルコールとの重縮合体からなるものが一般的である。多価カルボン酸又はその誘導体としては2価のジカルボン酸又はその誘導体を用いることができ、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジメチルテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸ジメチル等が挙げられる。多価アルコールとしては2価のジオールを用いることができ、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。好適なポリエステル系樹脂の例は、ポリエチレンテレフタレートを含む。
ポリカーボネート系樹脂は、カルボナート基を介してモノマー単位が結合された重合体からなるエンジニアリングプラスチックであり、高い耐衝撃性、耐熱性、難燃性、透明性を有する樹脂である。ポリカーボネート系樹脂は、光弾性係数を下げるためにポリマー骨格を修飾したような変性ポリカーボネートと呼ばれる樹脂や、波長依存性を改良した共重合ポリカーボネート等であってもよい。
鎖状ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂のような鎖状オレフィンの単独重合体のほか、2種以上の鎖状オレフィンからなる共重合体を挙げることができる。より具体的な例は、ポリプロピレン系樹脂(プロピレンの単独重合体であるポリプロピレン樹脂や、プロピレンを主体とする共重合体)、ポリエチレン系樹脂(エチレンの単独重合体であるポリエチレン樹脂や、エチレンを主体とする共重合体)を含む。
環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称である。環状ポリオレフィン系樹脂の具体例を挙げれば、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレンのような鎖状オレフィンとの共重合体(代表的にはランダム共重合体)、及びこれらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、並びにそれらの水素化物等である。中でも、環状オレフィンとしてノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマー等のノルボルネン系モノマーを用いたノルボルネン系樹脂が好ましく用いられる。
(メタ)アクリル系樹脂は、特に限定されないが、一般にはメタクリル酸エステルを主たるモノマーとする重合体であり、これに少量の他のコモノマー成分が共重合されている共重合体であることが好ましい。この共重合体は通常、メタクリル酸メチル及びアクリル酸メチルなどの(メタ)アクリルエステルを含む単官能単量体組成物を、ラジカル重合開始剤及び連鎖移動剤の共存下に重合して得ることができる。また、(メタ)アクリル系樹脂に第三の単官能単量体を共重合させることもできる。
第三の単官能単量体としては、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、及びメタクリル酸2-ヒドロキシエチル等のメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル類;アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2-エチルヘキシル、及びアクリル酸2-ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル類;2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2-(1-ヒドロキシエチル)アクリル酸メチル、2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、及び2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸ブチル等のヒドロキシアルキルアクリル酸エステル類;メタクリル酸及びアクリル酸等の不飽和酸類;クロロスチレン及びブロモスチレン等のハロゲン化スチレン類;ビニルトルエン及びα-メチルスチレン等の置換スチレン類;アクリロニトリル及びメタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;無水マレイン酸及び無水シトラコン酸等の不飽和酸無水物類;フェニルマレイミド及びシクロヘキシルマレイミド等の不飽和イミド類を挙げることができる。第三の単官能単量体は、1種のみを単独で用いてもよいし、異なる複数種を併用してもよい。
(メタ)アクリル系樹脂に多官能単量体を共重合させてもよい。多官能単量体としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びテトラデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のエチレングリコール又はそのオリゴマーの両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;プロピレングリコール又はそのオリゴマーの両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、及びブタンジオールジ(メタ)アクリレート等の2価アルコールの水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、又はこれらのハロゲン置換体の両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトール等の多価アルコールをアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの、並びにこれら末端水酸基にグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのエポキシ基を開環付加させたもの;コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、フタル酸、これらのハロゲン置換体等の二塩基酸、及びこれらのアルキレンオキサイド付加物等にグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのエポキシ基を開環付加させたもの;アリール(メタ)アクリレート;ジビニルベンゼン等の芳香族ジビニル化合物が挙げられる。中でも、エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、及びネオペンチルグリコールジメタクリレートが好ましく用いられる。
(メタ)アクリル系樹脂は、さらに、共重合体が有する官能基間の反応を行い、変性されたものであってもよい。その反応としては、例えば、アクリル酸メチルのメチルエステル基と2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの水酸基との高分子鎖内脱メタノール縮合反応、アクリル酸のカルボキシル基と2-(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの水酸基との高分子鎖内脱水縮合反応等が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂のガラス転移温度Tgは、80~120℃の範囲であることが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂のTgを上記範囲に調整するには、通常、メタクリル酸エステル系単量体とアクリル酸エステル系単量体の重合比、それぞれのエステル基の炭素鎖長若しくはそれが有する官能基の種類、又は単量体全体に対する多官能単量体の重合比を適宜選択する方法等が採用される。
(メタ)アクリル系樹脂は、必要に応じて公知の添加剤を含有していてもよい。公知の添加剤としては、例えば、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤、界面活性剤等を挙げることができる。
(メタ)アクリル系樹脂は、フィルムへの製膜性やフィルムの耐衝撃性等の観点から、衝撃性改良剤であるアクリル系ゴム粒子を含有していてもよい。ここでいうアクリル系ゴム粒子とは、アクリル酸エステルを主体とする弾性重合体を必須成分とする粒子であり、実質的にこの弾性重合体のみからなる単層構造のものや、この弾性重合体を1つの層とする多層構造のものが挙げられる。かかる弾性重合体の例として、アルキルアクリレートを主成分とし、これに共重合可能な他のビニルモノマー及び架橋性モノマーを共重合させた架橋弾性共重合体が挙げられる。弾性重合体の主成分となるアルキルアクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルへキシルアクリレート等、アルキル基の炭素数が1~8程度のものが挙げられ、特に炭素数4以上のアルキル基を有するアクリレートが好ましく用いられる。このアルキルアクリレートに共重合可能な他のビニルモノマーとしては、分子内に重合性炭素-炭素二重結合を1個有する化合物を挙げることができ、より具体的には、メチルメタクリレートのようなメタクリル酸エステル、スチレンのような芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物等が挙げられる。また、架橋性モノマーとしては、分子内に重合性炭素-炭素二重結合を少なくとも2個有する架橋性の化合物を挙げることができ、より具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート及びブタンジオールジ(メタ)アクリレートのような多価アルコールの(メタ)アクリレート類、アリル(メタ)アクリレートのような(メタ)アクリル酸のアルケニルエステル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
また、ゴム粒子を含まない(メタ)アクリル系樹脂からなるフィルムと、ゴム粒子を含む(メタ)アクリル系樹脂からなるフィルムとの積層物を、第1熱可塑性樹脂フィルム21及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム22とすることもできる。
セルロースエステル系樹脂は、セルロースにおける水酸基の少なくとも一部が酢酸エステル化されている樹脂であり、一部が酢酸エステル化され、一部が他の酸でエステル化されている混合エステルであってもよい。セルロースエステル系樹脂は、好ましくはアセチルセルロース系樹脂である。アセチルセルロース系樹脂の具体例として、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等を挙げることができる。
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム22は、偏光フィルム10を保護するための保護フィルムであってもよいし、位相差フィルム等の光学機能を兼ね備えるフィルムであってもよい。第1熱可塑性樹脂フィルム21及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム22は、延伸されていないフィルムであってもよいし、一軸又は二軸等に延伸されたフィルムであってもよい。例えば、上記材料からなる熱可塑性樹脂フィルムを延伸(一軸延伸又は二軸延伸等)したり、該フィルム上に液晶層等を形成したりすることにより、任意の位相差値が付与された位相差フィルムとすることができる。第1熱可塑性樹脂フィルム21及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム22は、偏光フィルム10とは反対側の面に表面処理層(コーティング層)を有していてもよい。表面処理層の具体例は、防眩層、ハードコート層、反射防止層、光拡散層、防汚層、帯電防止層を含む。
第1熱可塑性樹脂フィルム21を構成する熱可塑性樹脂と、第2熱可塑性樹脂フィルム22を構成する熱可塑性樹脂とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22をこの順に含む偏光板における実施形態としては、
1)第1熱可塑性樹脂フィルム21を構成する熱可塑性樹脂と第2熱可塑性樹脂フィルム22を構成する熱可塑性樹脂とが同じであり、当該熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル系樹脂からなる群より選択される偏光板、
2)第1熱可塑性樹脂フィルム21が(メタ)アクリル系樹脂から構成され、第2熱可塑性樹脂フィルム22がポリオレフィン系樹脂又はセルロースエステル系樹脂から構成される偏光板
が挙げられる。1)の実施形態の好適な一例は、第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の両方が(メタ)アクリル系樹脂から構成される偏光板である。
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム22は、紫外線吸収剤を含有していてもよい。紫外線吸収剤としては、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等が挙げられる。
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の厚みは、例えば5~200μmである。これらの熱可塑性樹脂フィルムの剛性R1t、R2tを大きくする観点からは、これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、好ましくは20μm以上であり、より好ましくは40μm以上であり、さらに好ましくは60μm以上である。偏光板の薄膜化等の観点からは、これらの熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、好ましくは160μm以下であり、より好ましくは140μm以下であり、さらに好ましくは120μm以下である。第1熱可塑性樹脂フィルム21の厚みと第2熱可塑性樹脂フィルム22の厚みとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の80℃における引張弾性率は、フィルムの剛性R1t、R2tを大きくする観点から、好ましくは500MPa以上であり、より好ましくは700MPa以上である。当該引張弾性率は通常、7000MPa以下である。第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の80℃における引張弾性率は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の剛性R1t、R2tは、上記式(I)で表される剛性の積、さらには上記式(II)で表される剛性の積を大きくする観点から、好ましくは900MPa・mm以上である。偏光板の薄膜化等の観点からは、剛性Rは、好ましくは4000MPa・mm以下であり、より好ましくは5000MPa・mm以下である。第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の剛性R1t、R2tは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
(5)接着剤層
第1接着剤層15及び第2接着剤層25は、活性エネルギー線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤又は水系接着剤から形成することができるが、接着剤層の剛性R1a、R2aを高める観点から、好ましくは少なくともいずれか一方は活性エネルギー線硬化性接着剤から形成され、より好ましくは両方の接着剤層は活性エネルギー線硬化性接着剤から形成される。この場合、第1接着剤層15、第2接着剤層25は、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層である。第1接着剤層15及び第2接着剤層25は、同種の接着剤から形成されてもよいし、異種の接着剤から形成されてもよい。活性エネルギー線硬化性接着剤は、紫外線、可視光、電子線、X線のような活性エネルギー線の照射によって硬化する接着剤である。活性エネルギー線硬化性接着剤は、好ましくは紫外線硬化性接着剤である。接着剤は、第1熱可塑性樹脂フィルム21と偏光フィルム10との接着、第2熱可塑性樹脂フィルム22と偏光フィルム10との接着を担う。
接着剤層の剛性R1a、R2aを高める観点から、活性エネルギー線硬化性接着剤は、1種又は2種以上のカチオン硬化性成分(A)を含むことが好ましい。カチオン硬化性成分(A)は、活性エネルギー線の照射によりカチオン重合を起こして硬化し得る成分である。カチオン硬化性成分(A)の重合硬化により接着力が発現する。
(5-1)カチオン硬化性成分(A)
カチオン硬化性成分(A)としては、エポキシ化合物(A1)を挙げることができる。エポキシ化合物とは、分子内に1個又は2個以上のエポキシ基を有する化合物を意味する。カチオン硬化性成分(A)は、1種又は2種以上のエポキシ化合物(A1)を含むことができる。
エポキシ化合物(A1)としては、芳香族エポキシ化合物(A1-1)、脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)、エポキシ基含有ポリマー(A1-3)、単官能脂肪族エポキシ化合物(A1-4)等が挙げられる。エポキシ化合物(A1)は、芳香族エポキシ化合物(A1-1)、脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)、エポキシ基含有ポリマー(A1-3)及び単官能脂肪族エポキシ化合物(A1-4)からなる群より選択される2種以上のエポキシ化合物を含むことができる。
なお、後述するエポキシ基含有ポリマー(A1-3)の例におけるX及び/又はYが「芳香環及びエポキシ基」を有している化合物は、ここでの芳香族エポキシ化合物(A1-1)には含まない。同様に、後述するエポキシ基含有ポリマー(A1-3)におけるX及び/又はYが「エポキシ基」を有している化合物は、ここでの単官能脂肪族エポキシ化合物(A1-4)には含まない。
上記芳香族エポキシ化合物(A1-1)は、芳香環を有するエポキシ化合物である。エポキシ化合物(A1)は、1種又は2種以上の芳香族エポキシ化合物(A1-1)を含むことができる。芳香族エポキシ化合物(A1-1)の具体例は、フェノール、クレゾール、ブチルフェノール等の1価フェノール若しくはビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール誘導体、又はそれらのアルキレンオキサイド付加物のモノ又はポリグリシジルエーテル化物;エポキシノボラック樹脂(ノボラック型エポキシ樹脂);レゾルシノールやハイドロキノン、カテコール等の2個以上のフェノール性水酸基を有する芳香族化合物のモノ又はポリグリシジルエーテル化物;ベンゼンジメタノールやベンゼンジエタノール、ベンゼンジブタノール等のアルコール性水酸基を2個以上有する芳香族化合物のグリシジルエーテル化物;フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の2個以上のカルボキシル基を有する多塩基酸芳香族化合物のグリシジルエステル;安息香酸のグリシジルエステルやトルイル酸、ナフトエ酸のグリシジルエステル等;スチレンオキサイドやアルキル化スチレンオキサイド、ビニルナフタレンのエポキシ化物等のスチレンオキサイド類又はジビニルベンゼンのジエポキシ化物等が挙げられる。
中でも、硬化性及び接着性の観点から、芳香族エポキシ化合物(A1-1)は、多官能芳香族エポキシ化合物を含むことが好ましく、3官能以上の芳香族エポキシ化合物を含むことがより好ましい。また硬化性及び接着性の観点から、芳香族エポキシ化合物(A1-1)は、エポキシ当量が80~500であることが好ましい。
エポキシ化合物(A1)は、脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)を1種又は2種以上含むことができる。脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)を含むことは、活性エネルギー線硬化性接着剤の低粘度化の点で有利である。また、脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)を含むことは、接着剤層の剛性R1a、R2aを高める観点からも有利である。脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)としては、下記式(III):
Figure 0007403209000001
で表される化合物を含むことがより好ましい。上記式(III)においてZは、炭素数1~9の直鎖若しくは分岐したアルキレン基、又は2価の脂環式炭化水素基を表し、該アルキレン基中のメチレン基は、酸素原子、-CO-O-、-O-CO-、-SO2-、-SO-及び-CO-から選択される2価の基で置換されていてもよい。2価の脂環式炭化水素基の典型的な例としては、シクロペンチレン基やシクロヘキシレン基がある。
上記式(III)においてZがアルキレン基である化合物は、アルキレングリコールのジグリシジルエーテルであり、その具体例は、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,3-プロパンジオールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等を含む。中でも、活性エネルギー線硬化性接着剤の低粘度化の観点、及び接着剤層の剛性R1a、R2aを高める観点からは、上記式(III)においてZがアルキレン基である化合物は、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルのような、上記式(III)におけるZが炭素数3~10の分岐したアルキレン基である化合物が好ましい。
エポキシ化合物(A1)は、エポキシ基含有ポリマー(A1-3)を1種又は2種以上含むことができる。エポキシ基含有ポリマー(A1-3)を含むことは、基材との密着性を高めるうえで有利である。エポキシ基含有ポリマー(A1-3)は、下記式(IV):
Figure 0007403209000002
で示される単量体(IV)、並びに下記式(V):
Figure 0007403209000003
で示される単量体(V)からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する構成単位からなる、X及び/又はYに含まれるエポキシ基を有するポリマーである。具体的には、
1)単量体(IV)の1種を重合してなるホモポリマー、
2)単量体(IV)の2種以上を重合してなるコポリマー、
3)単量体(V)の1種を重合してなるホモポリマー、
4)単量体(V)の2種以上を重合してなるコポリマー、
5)単量体(IV)の1種以上と単量体(V)の1種以上と重合してなるコポリマー、
6)これらの2種以上の混合物
を挙げることができる。
1)及び2)のポリマーにおいては、1種又は2種以上の単量体(IV)のXがエポキシ基を含む。3)及び4)のポリマーにおいては、1種又は2種以上の単量体(V)のYがエポキシ基を含む。5)のポリマーにおいては、単量体(IV)のX及び/又は単量体(V)のYがエポキシ基を含む。
上記式(IV)中のXは、水素原子、又は、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基及びカルボキシル基からなる群より選択される1種以上の官能基で部分的に置換されていてもよい炭素数1~7のアルキル基、炭素数1~7のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数6~12のアリールオキシ基若しくは炭素数6~10の脂環式炭化水素基を表す。
炭素数1~7のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、i-ブチル基、n-アミル基、i-アミル基、tert-アミル基、n-ヘキシル基、2-ヘキシル基、3-ヘキシル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、n-ヘプチル基、2-ヘプチル基、3-ヘプチル基、i-ヘプチル基、tert-ヘプチル基等が挙げられる。中でも、接着剤層の剛性の観点から、炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
炭素数1~7のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロピルオキシ基、i-プロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、i-ブチルオキシ基、n-アミルオキシ基、i-アミルオキシ基、tert-アミルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、2-ヘキシルオキシ基、3-ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、4-メチルシクロヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、2-ヘプチルオキシ基、3-ヘプチルオキシ基、i-ヘプチルオキシ基、tert-ヘプチルオキシ基等が挙げられる。中でも、接着剤層の剛性の観点から、炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
炭素数6~12のアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。炭素数は、好ましくは6~10である。
炭素数6~12のアリールオキシ基としては、フェニルオキシ基、メチルフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げられる。炭素数は、好ましくは6~10である。
炭素数6~10の脂環式炭化水素基としては、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ノルボルニル基、ビシクロペンチル基、ビシクロオクチル基、トリメチルビシクロヘプチル基、トリシクロオクチル基、トリシクロデカニル基、スピロオクチル基、スピロビシクロペンチル基、アダマンチル基、イソボルニル基等が挙げられる。
上記式(IV)において、Xの一部がエポキシ基又はオキセタニル基で置換されている場合における単量体(IV)としては、例えば、下記式(IVa)、(IVb)及び(IVc)で表される単量体を挙げることができる。
Figure 0007403209000004
(式中、R4は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、mは1~6の整数を表す。)
Figure 0007403209000005
(式中、R5は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、nは1~6の整数を表す。)
Figure 0007403209000006
(式中、R6は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、sは1~6の整数を表す。)。
上記式(V)中のR1は、水素原子、メチル基又はハロゲン原子を表す。Yは、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基及びカルボキシル基からなる群より選択される1種以上の官能基で置換されていてもよい炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基又は炭素数6~10の脂環式炭化水素基を表す。
上記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基及び炭素数6~10の脂環式炭化水素基の具体例は、式(IV)中のXと同様である。
上記式(V)において、Yの一部がエポキシ基又はオキセタニル基で置換されている場合における単量体(V)としては、例えば、下記式(Va)、(Vb)及び(Vc)で表される単量体を挙げることができる。
Figure 0007403209000007
(式中、R1は上記式(V)と同じであり、R7は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、tは1~6の整数を表す。)
Figure 0007403209000008
(式中、R1は上記式(V)と同じであり、R8は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、pは1~6の整数を表す。)
Figure 0007403209000009
(式中、R1は上記式(V)と同じであり、R9は水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、qは1~6の整数を表す。)。
エポキシ基含有ポリマー(A1-3)は、偏光フィルム10と第1及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム21,22との間の接着強度と活性エネルギー線硬化性接着剤の低粘度化との両立の観点から、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が5000~500000であることが好ましく、6000~100000であることがより好ましい。
エポキシ化合物(A1)は、単官能脂肪族エポキシ化合物(A1-4)を1種又は2種以上含むことができる。単官能脂肪族エポキシ化合物(A1-4)としては、脂肪族アルコールのグリシジルエーテル化物、アルキルカルボン酸のグリシジルエステル等が挙げられ、その具体例は、アリルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、sec-ブチルフェニルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、炭素数12及び13混合アルキルグリシジルエーテル、アルコールのグリシジルエーテル、脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル、高級脂肪酸のグリシジルエステル等を含む。
エポキシ化合物(A1)は、上記(A1-1)~(A1-4)のいずれにも属しないカチオン硬化性のエポキシ化合物を含んでいてもよい。
中でも、接着剤層の剛性R1a、R2aを高める観点から、エポキシ化合物(A1)は、脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)及び/又はエポキシ基含有ポリマー(A1-3)を含むことが好ましく、脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)及びエポキシ基含有ポリマー(A1-3)を含むことが好ましい。エポキシ化合物(A1)における脂肪族ジグリシジル化合物(A1-2)及びエポキシ基含有ポリマー(A1-3)の合計含有量は、エポキシ化合物(A1)100重量部中、好ましくは40~100重量部であり、より好ましくは50~100重量部であり、さらに好ましくは60~100重量部である。
カチオン硬化性成分(A)は、エポキシ化合物(A1)以外の他のカチオン硬化性成分を1種又は2種以上含むことができる。他のカチオン硬化性成分としては、オキセタン化合物(A2)、ビニルエーテル化合物(A3)、環状ラクトン化合物(A4)、環状アセタール化合物(A5)、環状チオエーテル化合物(A6)、スピロオルトエステル化合物(A7)等が挙げられる。なお、上記エポキシ基含有ポリマー(A1-3)の例におけるX及び/又はYが「オキセタニル基」を有している化合物は、ここでのオキセタン化合物(A2)には含まない。
カチオン硬化性成分(A)は、オキセタン化合物(A2)を1種又は2種以上含むことができる。オキセタン化合物(A2)は、オキセタニル基を有する化合物であり、その具体例は、3,7-ビス(3-オキセタニル)-5-オキサ-ノナン、1,4-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,2-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]エタン、1,3-ビス[(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)メチル]プロパン、エチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、1,4-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ヘキサン、3-エチル-3-[(フェノキシ)メチル]オキセタン、3-エチル-3-(ヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(ヒドロキシメチル)オキセタン、3-エチル-3-(クロロメチル)オキセタン等を含む。
ビニルエーテル化合物(A3)としては、脂肪族又は脂環式のビニルエーテル化合物が挙げられ、その具体例は、n-アミルビニルエーテル、i-アミルビニルエーテル、n-ヘキシルビニルエーテル、n-オクチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、n-ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、オレイルビニルエーテル等の炭素数5~20アルキル又はアルケニルアルコールのビニルエーテル類;2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル等の水酸基含有ビニルエーテル類;シクロヘキシルビニルエーテル、2-メチルシクロヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等の脂肪族環又は芳香族環を有するモノアルコールのビニルエーテル類;グリセロールモノビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、ペンタエリトリトールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、1,4-ジヒドロキシシクロヘキサンモノビニルエーテル、1,4-ジヒドロキシシクロヘキサンジビニルエーテル、1,4-ジヒドロキシメチルシクロヘキサンモノビニルエーテル、1,4-ジヒドロキシメチルシクロヘキサンジビニルエーテル等の多価アルコールのモノ又はポリビニルエーテル類;ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルモノビニルエーテル等のポリアルキレングリコールモノ又はジビニルエーテル類;グリシジルビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテルメタクリレート等のその他のビニルエーテル類を含む。
カチオン硬化性成分(A)は、エポキシ化合物(A1)以外の他のカチオン硬化性成分を含むことが好ましく、中でも、接着剤層の剛性R1a、R2aを高める観点から、エポキシ化合物(A1)とオキセタン化合物(A2)とを含むことがより好ましい。カチオン硬化性成分(A)における他のカチオン硬化性成分(好ましくはオキセタン化合物(A2)を含む。)の含有量は、エポキシ化合物(A1)及び他のカチオン硬化性成分の合計量100重量部中、すなわち、カチオン硬化性成分(A)100重量部中、好ましくは5重量部以上であり、より好ましくは10重量部以上であり、さらに好ましくは20重量部以上であり、特に好ましくは30重量部以上(例えば、40重量部以上)である。他のカチオン硬化性成分の含有量は、エポキシ化合物(A1)及び他のカチオン硬化性成分の合計量100重量部中、すなわち、カチオン硬化性成分(A)100重量部中、通常90重量部以下であり、UV照射直後の硬化を速める観点から、好ましくは80重量部以下であり、より好ましくは70重量部以下であり、さらに好ましくは60重量部以下である。好ましい実施形態において、カチオン硬化性成分(A)は、その全体量を100重量%とするとき、40~70重量%(好ましくは45~65重量%)のエポキシ化合物(A1)と、30~60重量%(好ましくは35~55重量%)のオキセタン化合物(A2)とを含む。
エポキシ化合物(A1)はオキセタン化合物(A2)よりも硬化の開始が相対的に速やかな傾向にあり、その一方で、オキセタン化合物(A2)はエポキシ化合物(A1)よりも硬化の開始以降の硬化の進行が相対的に速やかであることから、速やかに硬化が開始され、またその後も速やかな硬化が進行することにより、結果として十分な貯蔵弾性率の硬化物層を形成しうるには、エポキシ化合物(A1)とオキセタン化合物(A2)の使用量は上記範囲であることが望ましい。
(5-2)カチオン重合開始剤(B)
カチオン硬化性成分(A)を含む活性エネルギー線硬化性接着剤は通常、カチオン重合開始剤(B)を含有する。これにより、カチオン硬化性成分(A)を活性エネルギー線の照射によるカチオン重合で硬化させて接着剤層を形成することができる。カチオン重合開始剤(B)は、可視光線、紫外線、X線、電子線のような活性エネルギー線の照射によって、カチオン種又はルイス酸を発生し、カチオン硬化性成分(A)の重合反応を開始させるものである。カチオン重合開始剤(B)は光で触媒的に作用するため、カチオン硬化性成分(A)に混合しても保存安定性や作業性に優れる。カチオン重合開始剤(B)として使用し得る活性エネルギー線の照射によりカチオン種やルイス酸を生じる化合物として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩;芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩;鉄-アレーン錯体等を挙げることができる。
芳香族ジアゾニウム塩としては、例えば、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ベンゼンジアゾニウム ヘキサフルオロボレート
が挙げられる。
芳香族ヨードニウム塩としては、例えば、
ジフェニルヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ジ(4-ノニルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート
が挙げられる。
芳香族スルホニウム塩としては、例えば、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4,4’-ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
4,4’-ビス〔ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロアンチモネート、
4,4’-ビス〔ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
7-〔ジ(p-トルイル)スルホニオ〕-2-イソプロピルチオキサントン ヘキサフルオロアンチモネート、
7-〔ジ(p-トルイル)スルホニオ〕-2-イソプロピルチオキサントン テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4-フェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロホスフェート、
4-(p-tert-ブチルフェニルカルボニル)-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド ヘキサフルオロアンチモネート、
4-(p-tert-ブチルフェニルカルボニル)-4’-ジ(p-トルイル)スルホニオ-ジフェニルスルフィド テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
が挙げられる。
鉄-アレーン錯体としては、例えば、
キシレン-シクロペンタジエニル鉄(II) ヘキサフルオロアンチモネート、
クメン-シクロペンタジエニル鉄(II) ヘキサフルオロホスフェート、
キシレン-シクロペンタジエニル鉄(II) トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メタナイド
が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性接着剤は、1種又は2種以上のカチオン重合開始剤(B)を含むことができる。上記の中でも特に芳香族スルホニウム塩は、300nm付近の波長領域でも紫外線吸収特性を有することから硬化性に優れ、高い剛性や良好な接着強度を有する接着剤層を与えることができるため、好ましい。
カチオン重合開始剤(B)の含有量は、カチオン硬化性成分(A)100重量部に対して、通常0.1~10重量部であり、好ましくは0.5~8重量部であり、より好ましくは1~6重量部である。カチオン重合開始剤(B)を0.1重量部以上含有させることにより、カチオン硬化性成分(A)を十分に硬化させ得る。これにより、接着剤層の剛性を高くし得る。一方、その量が多くなりすぎると、硬化物中のイオン性物質が増加することで硬化物の吸湿性が高くなり、偏光板の耐久性能を低下させる可能性があるため、カチオン重合開始剤(B)の量は、カチオン硬化性成分(A)100重量部に対して、通常10重量部以下とされる。
(5-3)増感剤(C)
活性エネルギー線硬化性接着剤は、増感剤(C)を含有してもよい。カチオン重合開始剤(B)は、例えば300nm付近又はそれより短い波長域に極大吸収を示し、その付近の波長の光に感応してカチオン種又はルイス酸を発生し、カチオン硬化性成分(A)のカチオン重合を開始させるが、それよりも長い波長の光にも感応するように、増感剤(C)は、380nmより長い波長域に極大吸収を示すものであることが好ましい。かかる光増感剤(C)として、アントラセン系化合物が好適に用いられる。
アントラセン系化合物の具体例としては、例えば、
9,10-ジメトキシアントラセン、
9,10-ジエトキシアントラセン、
9,10-ジプロポキシアントラセン、
9,10-ジイソプロポキシアントラセン、
9,10-ジブトキシアントラセン、
9,10-ジペンチルオキシアントラセン、
9,10-ジヘキシルオキシアントラセン、
9,10-ビス(2-メトキシエトキシ)アントラセン、
9,10-ビス(2-エトキシエトキシ)アントラセン、
9,10-ビス(2-ブトキシエトキシ)アントラセン、
9,10-ビス(3-ブトキシプロポキシ)アントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジプロポキシアントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジイソプロポキシアントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジブトキシアントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジペンチルオキシアントラセン、
2-メチル又は2-エチル-9,10-ジヘキシルオキシアントラセン
が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性接着剤に増感剤(C)を含有させることにより、それを含有しない場合に比べ、接着剤の硬化性を向上させ得る。カチオン硬化性成分(A)100重量部に対する増感剤(C)の含有量を0.1重量部以上とすることにより、このような効果を発現させ得る。一方、増感剤(C)の含有量が多くなりすぎると、低温保管時に析出する等の問題が生じ得ることから、その量は、カチオン硬化性成分(A)100重量部に対して2重量部以下とすることが好ましい。また、偏光板のニュートラルグレーを維持する観点からは、光増感剤の含有量を少なくするほうが有利であり、例えば、カチオン硬化性成分(A)100重量部に対して、増感剤(C)の量を0.1~0.5重量部、さらには0.1~0.3重量部の範囲とすることが好ましい。
用いる活性エネルギー線硬化性接着剤の構成によっては、増感剤(C)を含有させない方が有利なことがある。例えば、活性エネルギー線硬化性接着剤がカチオン硬化性成分(A)を含み、カチオン硬化性成分(A)が、その全体量を100重量%とするとき、40~70重量%(好ましくは45~65重量%)のエポキシ化合物(A1)と、30~60重量%(好ましくは35~55重量%)のオキセタン化合物(A2)とを含む場合には、活性エネルギー線硬化性接着剤は、増感剤(C)を実質的に含有していなくても、良好な硬化性を示すことができる。実質的に含有しないとは、増感剤(C)の含有量が、カチオン硬化性成分(A)100重量部に対して0~0.01重量部であることをいう。増感剤(C)を実質的に含有させないことにより、偏光板の着色を抑制することができ、これにより偏光板のニュートラルグレーを良好に維持することができる。
(5-4)増感助剤(D)
活性エネルギー線硬化性接着剤は、増感助剤(D)を含有してもよい。増感助剤(D)は、好ましくはナフタレン系光増感助剤である。
ナフタレン系光増感助剤の具体例としては、例えば、
4-メトキシ-1-ナフトール、
4-エトキシ-1-ナフトール、
4-プロポキシ-1-ナフトール、
4-ブトキシ-1-ナフトール、
4-ヘキシルオキシ-1-ナフトール、
1,4-ジメトキシナフタレン、
1-エトキシ-4-メトキシナフタレン、
1,4-ジエトキシナフタレン、
1,4-ジプロポキシナフタレン、
1,4-ジブトキシナフタレン
が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性接着剤にナフタレン系光増感助剤等の増感助剤(D)を含有させることにより、それを含有しない場合に比べ、接着剤の硬化性を向上させ得る。カチオン硬化性成分(A)100重量部に対する増感助剤(D)の含有量を0.1重量部以上とすることにより、このような効果を発現させ得る。一方、増感助剤(D)の含有量が多くなりすぎると、低温保管時に析出する等の問題を生じ得ることから、その量は、カチオン硬化性成分(A)100重量部に対して5重量部以下とすることが好ましく、3重量部以下とすることがより好ましい。
(5-5)その他の成分
活性エネルギー線硬化性接着剤は、上記以外のその他の成分を含むことができる。その他の成分としては、熱カチオン重合開始剤、ポリオール類、イオントラップ剤、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、色素、有機溶剤等を挙げることができる。
(5-6)接着剤層の厚み、貯蔵弾性率及び剛性
第1接着剤層15及び第2接着剤層25の硬化後の厚みは、例えば0.01~20μmである。これらの接着剤層の剛性R1a、R2aを大きくする観点からは、これらの接着剤層の厚みは、好ましくは0.1μm以上であり、より好ましくは0.5μm以上であり、さらに好ましくは1μm以上である。偏光板の薄膜化等の観点からは、これらの接着剤層の厚みは、好ましくは15μm以下であり、より好ましくは10μm以下である。第1接着剤層15の厚みと第2接着剤層25の厚みとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。接着剤層の厚みを小さくしすぎると、接着剤層への気泡混入や、密着性及び耐久性の低下が生じやすくなる。
第1接着剤層15及び第2接着剤層25の80℃における貯蔵弾性率は、接着剤層の剛性R1a、R2aを大きくする観点から、好ましくは100MPa以上であり、より好ましくは200MPa以上であり、さらに好ましくは400MPa以上であり、特に好ましくは500MPa以上である。当該引張弾性率は通常、3000MPa以下である。第1接着剤層15及び第2接着剤層25の80℃における貯蔵弾性率は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第1接着剤層15及び第2接着剤層25の剛性R1a、R2aは、上記式(I)で表される剛性の積、さらには上記式(II)で表される剛性の積を大きくする観点から、好ましくは1×10-8MPa・mm以上であり、より好ましくは5×10-7MPa・mm以上である。偏光板の薄膜化等の観点からは、剛性Rは、好ましくは5×10-3MPa・mm以下であり、より好ましくは3×10-4MPa・mm以下である。第1接着剤層15及び第2接着剤層25の剛性R1a、R2aは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
(6)偏光板の製造
上述の接着剤(好ましくは、活性エネルギー線硬化性接着剤)を用いて、偏光フィルム10の一方の面に第1熱可塑性樹脂フィルム21を接着することにより図1に示される偏光板を得ることができる。上述の接着剤を用いて、偏光フィルム10の一方の面に第1熱可塑性樹脂フィルム21を接着し、他方の面に第2熱可塑性樹脂フィルム22を接着すれば、図2に示される偏光板を得ることができる。
例えば図1に示される偏光板は、接着剤の塗布層を偏光フィルム10及び/又は第1熱可塑性樹脂フィルム21の接着面に形成し、その塗布層を介して偏光フィルム10と第1熱可塑性樹脂フィルム21を貼合した後、接着剤が活性エネルギー線硬化性接着剤であれば、未硬化の接着剤の塗布層を、活性エネルギー線の照射により硬化させることによって製造することができる。図2に示される偏光板についても同様である。接着剤の塗布層の形成には、例えば、ドクターブレード、ワイヤーバー、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーター等、種々の塗工方式が利用できる。また、偏光フィルム10と第1熱可塑性樹脂フィルム21とを両者の接着面が内側となるように連続的に供給しながら、その間に接着剤を流延させる方式を採用することもできる。第1及び第2熱可塑性樹脂フィルム21,22を含む偏光板を製造する場合、偏光フィルム10への第1熱可塑性樹脂フィルム21及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の貼合は同時であってもよいし、逐次的であってもよい。
偏光フィルム10と第1及び/又は第2熱可塑性樹脂フィルム21,22との接着に先立って、熱可塑性樹脂フィルムの接着面及び/又は偏光フィルム10の接着面に、ケン化処理、コロナ処理、プラズマ処理、プライマ処理、アンカーコーティング処理、火炎処理等の易接着処理が施されてもよい。
活性エネルギー線を照射するために用いる光源は、紫外線、電子線、X線等を発生できるものであればよい。特に波長400nm以下に発光分布を有する、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が好適に用いられる。
活性エネルギー線照射強度は特に制限されないが、カチオン重合開始剤(B)の活性化に有効な波長領域の照射強度が0.1~3000mW/cm2であることが好ましい。0.1mW/cm2未満であると、反応時間が長くなりすぎ、3000mW/cm2を超えると、ランプから輻射される熱及び接着剤の重合時の発熱により、接着剤の黄変や偏光フィルム10の劣化を生じる可能性がある。
活性エネルギー線の照射時間も特に制限されないが、照射強度と照射時間の積として表される積算光量が10~5000mJ/cm2となるように設定されることが好ましい。10mJ/cm2未満であると、カチオン重合開始剤(B)由来の活性種の発生が十分でなく、得られる接着剤層の硬化が不十分となる可能性があり、一方で上記積算光量が5000mJ/cm2を超えると、照射時間が非常に長くなり、生産性向上に不利となる。
以上のようにして得られる偏光板は、図1に示される第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15及び偏光フィルム10からなる偏光板の場合、偏光フィルム10のクラック抑制の観点及び偏光板の薄膜化の要求に合致させる観点から、10~200μmの厚みを有することが好ましく、25~130μmの厚みを有することがより好ましく、25μm~110μmの厚みを有することがさらに好ましい。ここでいう厚みは、偏光板が第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15及び偏光フィルム10以外の他の層を備えているか否かにかかわらず、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15及び偏光フィルム10の合計厚みを指す。図2に示される第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22からなる偏光板の場合、偏光板は、偏光フィルム10のクラック抑制の観点及び偏光板の薄膜化の要求に合致させる観点から、15~400μmの厚みを有することが好ましく、40~200μmの厚みを有することがより好ましく、40~180μmの厚みを有することがさらに好ましく、40~150μmの厚みを有することが特に好ましい。ここでいう厚みは、偏光板が第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22以外の他の層を備えているか否かにかかわらず、第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22の合計厚みを指す。
偏光板は、一般的に粘着剤層を介して画像表示素子に積層される。偏光板が第1熱可塑性樹脂フィルム21、第1接着剤層15、偏光フィルム10、第2接着剤層25及び第2熱可塑性樹脂フィルム22からなる偏光板の場合、偏光板は、第1熱可塑性樹脂フィルム21側で粘着剤層を介して画像表示素子に積層されてもよいし、第2熱可塑性樹脂フィルム22側で粘着剤層を介して画像表示素子に積層されてもよい。例えば、第2熱可塑性樹脂フィルム22側で粘着剤層を介して画像表示素子に積層される場合、上記式(I)で表される剛性の積の値は上記式(II)で表される剛性の積の値よりも大きい方が好ましい。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。以下、使用量ないし含有量を表す部及び%は、特に断りのない限り重量基準である。
熱可塑性樹脂フィルム、偏光フィルム及び接着剤層の厚み、熱可塑性樹脂フィルム及び偏光フィルムの引張弾性率、並びに、接着剤層の貯蔵弾性率は、下記の方法に従って測定した。
(1)熱可塑性樹脂フィルム及び偏光フィルムの厚み
フィルムから、MD長さ50mm×TD長さ全幅の帯状の試験片を切り出した。次いで、(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH-15M」を用いてフィルム幅方向に100mm間隔でフィルムの厚みを測定した。得られた測定値の平均値を厚み〔mm〕とした。
(2)熱可塑性樹脂フィルムの80℃における引張弾性率
熱可塑性樹脂フィルムから、MD長さ100mm、TD長さ20mmの長方形の試験片を切り出した。次いで、引張試験機〔株式会社島津製作所製の「オートグラフ AG-1S試験機」〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように上記試験片のMD長さ方向両端部を挟み、80℃の環境下、引張速度5mm/分で試験片をMD長さ方向に引っ張り、得られた応力-ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、80℃における引張弾性率〔MPa〕を算出した。
(3)偏光フィルムの透過軸方向の80℃における引張弾性率
偏光フィルムから、MD長さ(透過軸方向の長さ)100mm×TD長さ(吸収軸方向の長さ)20mmの長方形の試験片を切り出した。次いで、引張試験機〔株式会社島津製作所製の「オートグラフ AG-1S試験機」〕の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように上記試験片のMD長さ方向(透過軸方向)両端部を挟み、80℃の環境下、引張速度5mm/分で試験片をMD長さ方向(透過軸方向)に引っ張り、得られた応力-ひずみ曲線における初期の直線の傾きから、偏光フィルムの透過軸方向の80℃における引張弾性率〔MPa〕を算出した。
(4)接着剤層の80℃における貯蔵弾性率
厚み50μmの環状ポリオレフィン系樹脂フィルムの片面に、塗工機〔第一理化(株)製のバーコーター〕を用いて、バーコーター#18により、乾燥後厚みが25μmとなるように接着剤組成物を塗工した。次に、フュージョンUVシステムズ社製の「Dバルブ」により、UV波長領域UVAの積算光量が3000mJ/cm(測定器:FusionUV社製UV Power PuckIIによる測定値)となるように温度25℃相対湿度60%RHの大気中で紫外線を照射し紫外線を照射し、温度25℃相対湿度60%RHの大気中暗黒化に48時間静置して、接着剤を硬化させた。これを5mm×30mmの大きさに裁断し、環状ポリオレフィン系樹脂フィルムを剥がして接着剤の硬化フィルムを得た。この硬化フィルムをその長辺が引張り方向となるように、アイティー計測制御(株)製の動的粘弾性測定装置「DVA-220」を用いてつかみ具の間隔2cmで把持し、引張りと収縮の周波数を1Hz、昇温速度を3℃/分に設定して、80℃における貯蔵弾性率を求めた。
(製造例1:活性エネルギー線硬化性接着剤の調製)
表1に示されるカチオン硬化性成分(A)及びカチオン重合開始剤(B)を混合した後、脱泡して、活性エネルギー線硬化性接着剤(紫外線硬化性接着剤)である接着剤1及び2を調製した。表1における各成分の配合量の単位は「部」である。
Figure 0007403209000010
表1に示される各成分の詳細は次のとおりである。
〔1〕エポキシ化合物A1-1:三菱化学(株)製の特殊ノボラック型エポキシ樹脂「157S20」、
〔2〕エポキシ化合物A1-2:ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル〔上記式(III)において、Z=-CH2C(CH32CH2-の化合物〕、
〔3〕エポキシ化合物A1-3:グリシジルメタクリレート(GMA)25部及びメチルメタクリレート(MMA)75部からなる単量体組成物をラジカル重合させて得られた重量平均分子量15000のエポキシ基含有ポリマー(GMA-MMA共重合体)、
〔4〕オキセタン化合物A2-1:東亞合成(株)製のオキセタン化合物「OXT-221」(化学名:3-エチル-3-〔(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル〕オキセタン)、
〔5〕カチオン重合開始剤(B):サンアプロ(株)製の「CPI-110P」(化学名:トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、有効成分:100%)。
(製造例2:偏光フィルム1の作製)
クラレ製のポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製の「PE6000」)を連続的に搬送し、20℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間31秒で浸漬させた(膨潤工程)。その後、膨潤浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/水が2/100(重量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間122秒で浸漬させた(染色工程)。次いで、染色浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/4.1/100(重量比)である56℃の架橋浴に滞留時間70秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/2.9/100(重量比)である40℃の架橋浴に滞留時間13秒で浸漬させた(架橋工程)。染色工程及び架橋工程において、浴中でのロール間延伸により縦一軸延伸を行った。原反フィルムを基準とする総延伸倍率は5.5倍とした。次に、架橋浴から引き出したフィルムを5℃の純水からなる洗浄浴に滞留時間3秒で浸漬させた後(洗浄工程)、80℃の乾燥炉に滞留時間190秒で導入し乾燥を行って(乾燥工程)、偏光フィルム1を得た。偏光フィルム1の厚みは25μmであった。
(製造例3:偏光フィルム2の作製)
原反フィルムとして、クラレ製のポリビニルアルコールフィルム(株式会社クラレ製の「PE3000」)を用いたこと以外は製造例2と同様にして、偏光フィルム2を作製した。偏光フィルム2の厚みは12μmであった。
<実施例1:偏光板1の作製>
第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム(住友化学(株)製の「テクノロイS001」、紫外線吸収剤含有)及び環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(日本ゼオン(株)製の位相差フィルム「ZEONOR」を用意した。これらそれぞれのフィルムの片面に、接着剤塗工装置を用いて接着剤1を塗工して接着剤層を形成し、この接着剤層を介して、偏光フィルム1の一方の面に第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムを貼合し、他方の面に環状ポリオレフィン系樹脂フィルムを貼合した。次いで、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム側からUV波長領域UVAの積算光量が約350mJ/cm(測定器:FusionUV社製UV Power PuckIIによる測定値)となるように紫外線を照射して、接着剤層を硬化させ、偏光板1を得た。偏光板1の層構成は、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム1/接着剤1からなる第2接着剤層/環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(第2熱可塑性樹脂フィルム)である。
<実施例2:偏光板2の作製>
第2熱可塑性樹脂フィルムとして、上記環状ポリオレフィン系樹脂フィルムの代わりに第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(紫外線吸収剤不含有)を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光板2を作製した。紫外線は、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム側から照射した。偏光板2の層構成は、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム1/接着剤1からなる第2接着剤層/第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第2熱可塑性樹脂フィルム)である。
<実施例3:偏光板3の作製>
第1熱可塑性樹脂フィルムとして、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの代わりに上記環状ポリオレフィン系樹脂フィルムを用いたこと、第2熱可塑性樹脂フィルムとして、上記環状ポリオレフィン系樹脂フィルムの代わりに第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いたこと、及び、第2熱可塑性樹脂フィルムと偏光フィルム1との貼合に接着剤2を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光板3を作製した。紫外線は、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム側から照射した。偏光板3の層構成は、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム1/接着剤2からなる第2接着剤層/第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第2熱可塑性樹脂フィルム)である。
<比較例1:偏光板4の作製>
第1接着剤層及び第2接着剤層を形成する接着剤として接着剤2を用いたこと以外は実施例2と同様にして偏光板4を作製した。紫外線は、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム側から照射した。偏光板4の層構成は、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤2からなる第1接着剤層/偏光フィルム1/接着剤2からなる第2接着剤層/第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第2熱可塑性樹脂フィルム)である。
<比較例2:偏光板5の作製>
第1熱可塑性樹脂フィルムとして、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルムの代わりに第3(メタ)アクリル系樹脂フィルム(住友化学(株)製の「テクノロイS001」、紫外線吸収剤含有)を用いたこと、及び、第2熱可塑性樹脂フィルムとして、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルムの代わりに第4(メタ)アクリル系樹脂フィルム(紫外線吸収剤不含有)を用いたこと以外は実施例2と同様にして偏光板5を作製した。紫外線は、第4(メタ)アクリル系樹脂フィルム側から照射した。偏光板5の層構成は、第3(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム1/接着剤1からなる第2接着剤層/第4(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第2熱可塑性樹脂フィルム)である。
<比較例3:偏光板6の作製>
偏光フィルム1の代わりに偏光フィルム2を用いたこと以外は実施例2と同様にして偏光板6を作製した。紫外線は、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム側から照射した。偏光板6の層構成は、第1(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム2/接着剤1からなる第2接着剤層/第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第2熱可塑性樹脂フィルム)である。
(5)接着剤層(硬化後)の厚み
作製した偏光板を、ミクロトーム〔(株)日立ハイテクノロジーズ製の“ウルトラミクロトーム EM UC6rt ”〕を用いて断面観察用サンプルを作製した。得られた断面観察用サンプルを走査電子顕微鏡〔日本電子データム(株)製の JSM-5510 型〕で観察し、接着剤層の厚みを求めた。
偏光板を構成する熱可塑性樹脂フィルム、偏光フィルム及び接着剤層の厚み、熱可塑性樹脂フィルム及び偏光フィルム(透過軸方向)の80℃における引張弾性率、並びに、接着剤層の80℃における貯蔵弾性率を表2にまとめた。
Figure 0007403209000011
また、偏光板の構成、並びに、偏光板を構成する各フィルム及び接着剤層の上記式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(IIa)、(IIb)に基づく剛性を表3にまとめた。
Figure 0007403209000012
(耐熱衝撃性の評価)
上記で作製した偏光板を、170mm(偏光フィルムの透過軸方向)×110mm(偏光フィルムの吸収軸方向)の大きさに裁断した。得られた偏光板サンプルに粘着剤層を積層し、この粘着剤層を介して偏光板サンプルをガラス板に貼合した。ガラス板に貼合した偏光板サンプルについて冷熱衝撃試験(ヒートショック試験)を行った。冷熱衝撃試験は、ガラス板に貼合された偏光板サンプルを、-30℃で1時間保持し、次に70℃に昇温して1時間保持する操作を1サイクルとし、これを合計100サイクル繰り返すことにより行った。各実施例・比較例について5つの偏光板サンプルを用意し、これらの偏光板サンプルを用いて5回の冷熱衝撃試験を行った。耐熱衝撃性の評価は、試験後の偏光フィルムにクラック(割れ)が観察されるサンプル数の全サンプル数(5)に対する割合をカウントすることにより行った。評価結果を、上記式(I)及び式(II)で表される剛性の積の値とともに表4に示す。
Figure 0007403209000013
<実施例4:偏光板7の作製>
第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(紫外線吸収剤不含有)に、接着剤塗工装置を用いて接着剤1を塗工して接着剤層を形成し、この接着剤層を介して、偏光フィルム1を貼合した。(メタ)アクリル系樹脂フィルム(紫外線吸収剤不含有)側からUV波長領域UVAの積算光量が約350mJ/cm(測定器:FusionUV社製UV Power PuckIIによる測定値)となるように紫外線を照射して、接着剤層を硬化させ、偏光板7を得た。偏光板7の層構成は、第2(メタ)アクリル系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム1である。
<実施例5:偏光板8の作製>
環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(日本ゼオン(株)製の位相差フィルム「ZEONOR」)に、接着剤塗工装置を用いて接着剤1を塗工して接着剤層を形成し、この接着剤層を介して、偏光フィルム1を貼合した。環状ポリオレフィン系樹脂フィルム側からUV波長領域UVAの積算光量が約350mJ/cm(測定器:FusionUV社製UV Power PuckIIによる測定値)となるように紫外線を照射して、接着剤層を硬化させ、偏光板8を得た。偏光板8の層構成は、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム(第1熱可塑性樹脂フィルム)/接着剤1からなる第1接着剤層/偏光フィルム1である。
偏光板の構成、並びに、偏光板を構成する各フィルム及び接着剤層の上記式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(IIa)、(IIb)に基づく剛性を表5にまとめた。
Figure 0007403209000014
上述の耐熱衝撃性の評価と同じ評価を行った。結果を表6に示す。
Figure 0007403209000015
10 偏光フィルム、15 第1接着剤層、21 第1熱可塑性樹脂フィルム、22 第2熱可塑性樹脂フィルム、25 第2接着剤層。

Claims (9)

  1. 単層構造である第1熱可塑性樹脂フィルム、第1接着剤層及び偏光フィルムをこの順に含み、
    前記第1熱可塑性樹脂フィルムの剛性をR1t〔MPa・mm〕、前記第1接着剤層の剛性をR1a〔MPa・mm〕、前記偏光フィルムの剛性をR〔MPa・mm〕とするとき、下記式(I):
    剛性の積=R1t×R1a×R (I)
    で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上であり、
    ここで、剛性R1tは、下記式(Ia):
    剛性R1t=(第1熱可塑性樹脂フィルムの80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(第1熱可塑性樹脂フィルムの厚み〔mm〕) (Ia)
    で表され、
    剛性R1aは、下記式(Ib):
    剛性R1a=(第1接着剤層の80℃における貯蔵弾性率〔MPa〕)×(第1接着剤層の厚み〔mm〕) (Ib)
    で表され、
    剛性Rは、下記式(Ic):
    剛性R=(偏光フィルムの透過軸方向の80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(偏光フィルムの厚み〔mm〕) (Ic)
    で表され、
    前記第1熱可塑性樹脂フィルムの80℃における引張弾性率が500MPa以上1900MPa以下であり、
    前記第1熱可塑性樹脂フィルムは、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル系樹脂からなる群より選択される熱可塑性樹脂から構成され、
    前記第1接着剤層は、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層であり、
    前記活性エネルギー線硬化性接着剤は、カチオン硬化性成分を含み、
    前記カチオン硬化性成分は、分子内に1個又は2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含み、
    前記エポキシ化合物は、脂肪族ジグリシジル化合物及びエポキシ基含有ポリマーを含み、
    前記脂肪族ジグリシジル化合物は、下記式(III):
    Figure 0007403209000016

    [式(III)中、Zは、炭素数1~9の直鎖若しくは分岐したアルキレン基、又は2価の脂環式炭化水素基を表し、該アルキレン基中のメチレン基は、酸素原子、-CO-O-、-O-CO-、-SO-、-SO-及び-CO-から選択される2価の基で置換されていてもよい。]
    で表される化合物を含み、
    前記エポキシ基含有ポリマーは、下記式(IV):
    Figure 0007403209000017

    [式(IV)中、Xは、水素原子、又は、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基及びカルボキシル基からなる群より選択される1種以上の官能基で部分的に置換されていてもよい炭素数1~7のアルキル基、炭素数1~7のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数6~12のアリールオキシ基若しくは炭素数6~10の脂環式炭化水素基を表す。]
    で示される単量体(IV)、並びに、下記式(V):
    Figure 0007403209000018

    [式(V)中、Rは、水素原子、メチル基又はハロゲン原子を表す。Yは、エポキシ基、オキセタニル基、水酸基及びカルボキシル基からなる群より選択される1種以上の官能基で置換されていてもよい炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基又は炭素数6~10の脂環式炭化水素基を表す。]
    で示される単量体(V)からなる群より選択される1種以上の単量体に由来する構成単位からなる、X及び/又はYに含まれるエポキシ基を有するポリマーであり、
    前記エポキシ化合物における前記脂肪族ジグリシジル化合物及び前記エポキシ基含有ポリマーの合計含有量は、前記エポキシ化合物100重量部中、60~100重量部である、偏光板。
  2. 前記第1熱可塑性樹脂フィルム、前記第1接着剤層、前記偏光フィルム、第2接着剤層及び第2熱可塑性樹脂フィルムをこの順に含む、請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記第2接着剤層の剛性をR2a〔MPa・mm〕、前記第2熱可塑性樹脂フィルムの剛性をR2t〔MPa・mm〕とするとき、下記式(II):
    剛性の積=R×R2a×R2t (II)
    で表される剛性の積が5.0×10-8(MPa・mm以上であり、
    ここで、剛性R2aは、下記式(IIa):
    剛性R2a=(第2接着剤層の80℃における貯蔵弾性率〔MPa〕)×(第2接着剤層の厚み〔mm〕) (IIa)
    で表され、
    剛性R2tは、下記式(IIb):
    剛性R2t=(第2熱可塑性樹脂フィルムの80℃における引張弾性率〔MPa〕)×(第2熱可塑性樹脂フィルムの厚み〔mm〕) (IIb)
    で表される、請求項2に記載の偏光板。
  4. 前記第2接着剤層は、活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物層である、請求項2又は3に記載の偏光板。
  5. 前記活性エネルギー線硬化性接着剤は、カチオン硬化性成分を含む、請求項4に記載の偏光板。
  6. 前記第2熱可塑性樹脂フィルムは、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びセルロースエステル系樹脂からなる群より選択される熱可塑性樹脂から構成される、請求項2~5のいずれか1項に記載の偏光板。
  7. 前記第1熱可塑性樹脂フィルムが(メタ)アクリル系樹脂から構成され、前記第2熱可塑性樹脂フィルムがポリオレフィン系樹脂又はセルロースエステル系樹脂から構成される、請求項2~6のいずれか1項に記載の偏光板。
  8. 前記第1熱可塑性樹脂フィルム及び前記第2熱可塑性樹脂フィルムの両方が(メタ)アクリル系樹脂から構成される、請求項2~6のいずれか1項に記載の偏光板。
  9. 前記第1熱可塑性樹脂フィルム及び前記第2熱可塑性樹脂フィルムの少なくともいずれか一方が位相差フィルムである、請求項2~8のいずれか1項に記載の偏光板。
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