JP7533719B2 - 偏光板 - Google Patents
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Description
このような凹凸は、偏光板を画像表示素子、即ち液晶セルや有機EL表示素子に積層したとき、特に視認側表面の表面均一性に乏しく、高級感に欠けるといった外観上の不具合につながってしまう。
表面凹凸の周期f(μm)に対する一次元パワースペクトルをH2(f)としたときに、前記位相差フィルムにおける前記偏光子とは反対側の面が、下記式(1)を満たし、
前記位相差フィルムは、画像表示素子側に積層されるフィルムである偏光板。
H2(425)/H2(212)≦10 (1)
前記積層フィルムから、前記工程紙を剥離し、位相差フィルムを得る工程と、
接着剤を介して位相差フィルム上に偏光子を貼合して、偏光板を得る工程とを含み、
表面凹凸の周期f(μm)に対する一次元パワースペクトルをH2(f)としたときに、前記工程紙における前記位相差フィルムとの貼合面が、下記式(2)を満たす偏光板の製造方法。
H2(425)/H2(212)≦10 (2)
H2(425)/H2(212)≦10 (1)
H2(425)は、周期425μmにおける一次元パワースペクトルを表し、H2(212)は、周期212μmにおける一次元パワースペクトルを表し、後述の実施例に記載された方法で測定をすることができる。
本発明に用いられる偏光子は、通常、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ホウ酸水溶液で処理する工程、およびホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造されるものである。
一方、原反フィルムの膜厚が5μm以下であると、延伸を施す際のハンドリング性が低下し、製造中に切断などの不具合が発生しやすくなる傾向にある。
また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常、20~1,800秒程度である。
また、水分率が20重量%を上回ると、偏光子の熱安定性に劣る場合がある。
保護フィルムは、樹脂フィルムから構成され、さらに透明な樹脂フィルムで構成することができる。特に、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れる材料で構成することが好ましい。本明細書において、透明な樹脂フィルムとは可視光域において単体透過率が80%以上である樹脂フィルムのことをいう。
これらの樹脂フィルムは、原料樹脂によって製膜されるフィルムや、製膜後に横延伸して得られる一軸延伸フィルム、製膜後に縦延伸し、次いで横延伸して得られる二軸延伸フィルムなどであることができる。
位相差フィルムは、例えば上記保護フィルムの材料として例示をした樹脂から形成することができ、中でも環状オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂が好ましい。位相差フィルムは、単層から形成されてもよいし、複数の層から形成されてもよい。複数の層を有する位相差フィルムとしては、例えば上記保護フィルムの材料として例示をした樹脂フィルム(基材フィルム)、及び液晶化合物が重合した液晶層を含むもの、複数(例えば2層)の液晶層を含むものであってもよい。位相差を有する層は、樹脂フィルム及び/又は液晶層であることができる。
Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d (4)
位相差層が複数の液晶層を含む場合、1/4波長板と1/2波長板との組合せ、1/4波長板とポジティブCプレートとの組合せが好ましい。λ/4板は、その波長550nmにおける面内の位相差値Re(550)が、100nm≦Re(550)≦200nmの関係を満足する層である。λ/4板は、Re(450)<Re(550)<Re(650)を満たす逆波長分散性を示してもよい。λ/2板は、Re(550)が、210nm≦Re(550)≦300nmの満足する層である。ポジティブC層は、nz>nx≧nyの関係(nxの大きさとnyの大きさとの差は、例えば±1%以内である。)を満足し、その波長λ[nm]における厚み方向の位相差値Rth(λ)が、-300nm≦Rth(550)≦-20nmの関係を満足することが好ましい。
さらに、2種以上の棒状液晶化合物や、2種以上の円盤状液晶化合物、又は、棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。
その中でも、アルキルハライド、ケトンが好ましい。また、2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
接着剤層を形成する接着剤としては、活性エネルギー線硬化型接着剤または水系接着剤を使用することができる。すなわち、接着剤層は、接着剤の硬化層である。
偏光板の表面には、粘着剤層を積層させることができる。当該粘着剤層を介して偏光板を液晶セル等の画像表示素子に貼合することができる。図2においては、粘着剤層6がこれに相当する。粘着剤から形成される粘着剤層の厚みは、5~25μmとすることが好ましい。さらに好ましくは、10~25μmである。
工程(2):位相差フィルム上に、工程紙を貼合して、積層フィルムを得る工程。
工程(3):積層フィルムから、工程紙を剥離し、位相差フィルムを得る工程。
工程(4):接着剤を介して位相差フィルム上に偏光子(または保護フィルム付き偏光子)を貼合して、偏光板を得る工程。
工程(1)は、位相差フィルムを製造する工程である。位相差フィルムとして、基材フィルムと液晶層とを含む場合、上記のとおり、まず基材フィルム上に液晶化合物を配向させるための配向膜を形成する。配向膜としては、配向性ポリマーを含む配向膜、光配向膜及び表面に凹凸パターンや複数の溝を形成し配向させるグルブ配向膜等が挙げられ、従来公知の方法により形成することができる。
工程(2)は、位相差フィルム上に工程紙を積層させて、積層フィルムを得る工程である。工程紙を位相差フィルム上に積層させることで、位相差フィルムの保存や運搬の際の取り扱いを容易にしたり、位相差フィルム同士のブロッキングを防止したり、位相差フィルム上にほこり等が付着し欠陥となるのを防止したりすることができる。このような観点から、工程紙は、位相差フィルムにおける液晶層上に積層させることが好ましい。
H2(425)/H2(212)≦10 (2)
工程(3)は、積層フィルムから、工程紙を剥離し、位相差フィルムを得る工程である。剥離方法は、特に制限されないが、例えば工程紙または位相差フィルムをロールに抱かせながら剥離してもよい。また、剥離した工程紙は、巻き取ってもよい。
工程(4)は、接着剤を介して位相差フィルム上に偏光子(または保護フィルム付き偏光子)を貼合して、偏光板を得る工程である。接着剤は、位相差フィルムに塗布してもよいし、偏光子に塗布してもよいし、位相差フィルム及び偏光子の両方に塗布してもよい。
また、位相差フィルムが、液晶層と樹脂フィルムとを含む場合、偏光子への貼合面は、樹脂フィルムの面であってもよいし、液晶層の面であってもよい。接着剤として水系接着剤を使用した場合は、乾燥することにより位相差フィルムと偏光子とを接着することができる。接着剤として活性エネルギー線硬化型接着剤を使用した場合は、紫外線などの活性エネルギー線を照射することにより位相差フィルムと偏光子とを接着することができる。
株式会社ニコン製のデジタルマイクロメーターMH-15Mを用いて測定した。
平行ニコル回転法を原理とする位相差計、王子計測機器株式会社製のKOBRA-WPRを用いて、23℃における波長590nmの光で測定した。
共焦点干渉顕微鏡であるPLμ NEOX(センソファー・ジャパン製)を使用して、表面の凹凸を走査した。得られた凹凸のデータを解析し、周期212μm及び周期425μmにおけるH2(212)及びH2(425)を算出した。
走査型白色干渉顕微鏡であるVS1000(株式会社日立ハイテクサイエンス製)を使用して、算術平均うねりWaを測定した。測定範囲をX=4000μm以上、Y=2000μm以上の範囲とし、カットオフ値は、100μmとした。
偏光板の位相差フィルム上に粘着剤層を積層し、粘着剤層を介して偏光板をガラス板に貼合した。偏光板に蛍光灯を映しこみ、その反射像を観察して外観を評価した。蛍光灯の輪郭が歪みなく鮮明に観察される場合を良好と判定し、蛍光灯の輪郭に歪みが生じ鮮明に観察できない場合を不良と判定した。
(偏光子)
(1)プライマー層形成工程
ポリビニルアルコール粉末(日本合成化学工業株式会社製の「Z-200」、平均重合度1100、ケン化度99.5モル%)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(田岡化学工業株式会社製の「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末6重量部に対して5重量部の割合で混合して、プライマー層形成用塗工液を得た。
ポリビニルアルコール粉末(株式会社クラレ製の「PVA124」、平均重合度2400、ケン化度98.0~99.0モル%)を95℃の熱水に溶解し、濃度8重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製し、これをポリビニルアルコール系樹脂層形成用塗工液とした。
上記(2)で作製した積層フィルムに対して、フローティングの縦一軸延伸装置を用いて160℃で5.8倍の自由端一軸延伸を実施し、延伸フィルムを得た。延伸後のポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは6.1μmであった。
上記(3)で作製した延伸フィルムを、ヨウ素とヨウ化カリウムとを含む30℃の染色水溶液(水100重量部あたりヨウ素を0.6重量部、ヨウ化カリウムを10重量部含む。)に約180秒間浸漬してポリビニルアルコール系樹脂層の染色処理を行った後、10℃の純水で余分な染色水溶液を洗い流した。
)に60秒間浸漬して架橋処理を行った。その後、10℃の純水で10秒間洗浄し、最後に40℃で300秒間乾燥させることにより、基材フィルム/プライマー層/偏光子からなる偏光性積層フィルムを得た。
環状オレフィン系樹脂フィルム(日本ゼオン株式会社製、ゼオノアフィルム(登録商標))の一方の表面に、ハードコート層を形成したフィルムを準備した。厚みは50μmであった。
以下の工程紙を用意した。いずれもポリエチレン系樹脂を含み、自己粘着性の層を表層に有する工程紙である。
工程紙A:トレデガー社製「Force Field 1035」
工程紙B:東レフィルム加工株式会社製「トレテック(登録商標)7332K」
工程紙C:東レフィルム加工株式会社製「トレテック(登録商標)N711」
工程紙D:トレデガー社製「Pearl」
工程紙Bの一方の表面における算術平均うねりWaは140nmであり、H2(425)は2700であり、H2(212)は41であった。この表面のH2(425)/H2(212)は66であった。なお、この工程紙Bの表面は肉眼では滑らかであった。
工程紙Cの一方の表面におけるH2(425)は2.71×10-5であり、H2(212)は2.69×10-5あり、表面粗さRaは190nmであり、クルトシスPkuは2.51であり、スキューネスPskは-0.002であった。この表面のH2(425)/H2(212)は1.01である。なお、この工程紙Cの表面は肉眼では滑らかであった。
工程紙Dの一方の表面におけるH2(425)は2.87×10-6であり、H2(212)は1.24×10-6であり、表面粗さRaは98nmであり、クルトシスPkuは2.47であり、スキューネスPskは-0.114であった。この表面のH2(425)/H2(212)は2.31である。なお、この工程紙Cの表面は肉眼では滑らかであった。
日本ゼオン株式会社製の環状オレフィン系樹脂フィルムを準備した。厚みは20μmであった。このフィルムの片面にコロナ処理をした。コロナ処理を施した面に、膜厚が1μmとなるように垂直配向膜用の組成物を塗工した。塗工膜に対して温度100℃で120秒間の熱処理を施し配向膜を形成した。垂直配向膜用の組成物は日産化学工業株式会社製、サンエバーSE610を使用した。
光重合性ネマチック液晶化合物〔RMM28B〕 :20重量部
光重合開始剤〔イルガキュア(Irg-907)〕 : 5重量部
溶媒〔プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート〕:80重量部
この位相差フィルムは、可視光の波長領域において、λ/4波長板として機能し得るものであり、厚み方向にも位相差を示した。
以下の組成からなる紫外線硬化性接着剤を準備した。
3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル 3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート〔商品名「CEL2021P」、株式会社ダイセル製):70重量部、
ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル〔商品名「EX-211」、ナガセケムテックス株式会社製〕:20重量部、
2-エチルヘキシルグリシジルエーテル〔商品名「EX-121」、ナガセケムテックス株式会社製〕:10重量部、
光カチオン重合開始剤〔商品名「CPI-100P」、サンアプロ株式会社製〕:2.25重量部
上記で得た工程紙A付きの位相差フィルムから工程紙Aを剥離し、表れた剥離面(液晶層表面)における位相差フィルムの表面形状を測定したところ、H2(425)は7.70×10-5であり、H2(212)は7.51×10-5であった。この表面のH2(425)/H2(212)は1.03である。なお、この剥離面(液晶層表面)は肉眼では滑らかであった。
以下のようにして偏光板を製造した。
上記保護フィルムにコロナ処理を施した。コロナ処理を施した面に、小径グラビアコーターを用いて上記紫外線硬化性接着剤を塗工した。貼合ロールを用いて、紫外線硬化性接着剤を介し、偏光性積層フィルムの偏光子上に保護フィルムを貼合した。紫外線照射により紫外線硬化性接着剤を硬化させて接着剤層を形成し、保護フィルム/接着剤層/偏光子/プライマー層/基材フィルムの層構成からなる貼合フィルムを得た。接着剤層の厚みは、0.8μmであった。
位相差フィルムにおける偏光子とは反対側の表面の算術平均うねりWaは、50nm以下であった。なお、この剥離面(液晶層表面)は肉眼では滑らかであった。
工程紙A付きの位相差フィルムを工程紙B付きの位相差フィルムに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、偏光板を作製した。工程紙Bを剥離して表れた液晶層表面のパワースペクトル比H2(425)/H2(212)を測定し、偏光板の外観評価を行った。位相差フィルムにおける偏光子とは反対側の表面の算術平均うねりWaは、50nm以下であった。なお、この剥離面(液晶層表面)は肉眼では滑らかであった。
上記で得た工程紙C付きの位相差フィルムから工程紙Cを剥離し、剥離面における位相差フィルムの表面形状を測定したところ、H2(425)は6.09×10-4であり、H2(212)は1.08×10-3であり、表面粗さRaは344nmであり、クルトシスPkuは1.84であり、スキューネスPskは+0.209であった。この表面のH2(425)/H2(212)は0.56である。なお、この剥離面(液晶層表面)は肉眼では滑らかであった。
工程紙A付きの位相差フィルムを工程紙C付きの位相差フィルムに変更したこと以外は実施例1と同様にして作成される偏光板は、その工程紙Cを剥離して表れた液晶層表面のパワースペクトル比H2(425)/H2(212)は10以下であり、その外観は良好である。
上記で得た工程紙D付きの位相差フィルムから工程紙Dを剥離し、現れた剥離面(液晶層表面)における位相差フィルムの表面形状を測定したところ、H2(425)は3.60×10-6であり、H2(212)は9.48×10-6であり、表面粗さRaは212nmであり、クルトシスPkuは3.051であり、スキューネスPskは-0.010であった。この表面のH2(425)/H2(212)は0.38である。なお、この剥離面(液晶層表面)は肉眼では滑らかであった。
工程紙A付きの位相差フィルムを工程紙D付きの位相差フィルムに変更したこと以外は実施例1と同様にして作成される偏光板は、その工程紙Dを剥離して表れた液晶層表面のパワースペクトル比H2(425)/H2(212)は10以下であり、その外観は良好である。
3 基材フィルム
4 保護フィルム
5 液晶層
6 粘着剤層
10、11 接着剤層
20 位相差フィルム
100、101 偏光板
Claims (3)
- 接着剤層を介して偏光子と位相差フィルムとが積層され、
前記位相差フィルムは、厚みが0.5~5.0μmの液晶層と、厚みが10~50μmの樹脂フィルムとを含み、波長590nmにおける面内位相差値が100~150nmであり、位相差を有する層は前記液晶層のみであり、
表面凹凸の周期f(μm)に対する一次元パワースペクトルをH2(f)としたときに、前記位相差フィルムにおける前記偏光子とは反対側の面が、下記式(1)を満たし、
前記位相差フィルムは、画像表示素子側に積層されるフィルムである偏光板。
2≦H2(425)/H2(212)≦10 (1) - 前記接着剤層は、活性エネルギー線硬化型接着剤の硬化層である請求項1に記載の偏光板。
- 前記樹脂フィルムの厚みが10~30μmである請求項1または請求項2に記載の偏光板。
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