JP2018169512A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリビニルアルコール系樹脂にヨウ素が配向した偏光子の少なくとも一方の面に硬化性樹脂組成物の硬化層を備えた光学積層体であって、光学積層体を温度60℃、湿度90%の環境下に500時間置いた後において、前記硬化層のヨウ素元素含有割合が0.03atomic%以下であることを特徴とする光学積層体。
【選択図】図1
Description
[2]さらに保護膜を有する[1]に記載の光学積層体。
[3]前記保護膜は環状ポリオレフィン系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、輝度向上フィルム及び、硬化性樹脂組成物の硬化層から選択された少なくとも一層である[2]に記載の光学積層体。
[4]前記保護膜の透湿度は400g/m2・day以下である[2]または[3]に記載の光学積層体。
[5]前記保護膜は面内位相差を有し、波長590nmにおいて面内位相差値R0が0〜200nmである[2]〜[4]のいずれかに記載の光学積層体。
[6]前記保護膜は少なくとも一方の面に表面処理層を有する[2]〜[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7]さらに粘着剤層を有する[1]〜[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8]前記硬化性樹脂組成物に含まれる脂環式エポキシ化合物の含有割合は、硬化性樹脂組成物100重量部に対して5重量部以上60重量部以下である[1]〜[7]のいずれかに記載の光学積層体。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載の光学積層体が液晶セルに配置された液晶表示装置。
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ヨウ素で染色することによりヨウ素を吸着させる工程、ヨウ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、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。
硬化性樹脂組成物の硬化層は、硬化性樹脂組成物を偏光子等に塗布した後、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより形成することができる。硬化性樹脂組成物としては、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、熱硬化型樹脂組成物が挙げられ、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が好ましい。
硬化層は、例えば図3(a)に示すように、偏光子と保護フィルムとを接着するための層(いわゆる接着剤層)であることもでき、例えば図2(a)に示すように、偏光子を保護するための層(上述の保護膜)であることもできる。
硬化層に接着剤層としての役割を付与する場合は、硬化層の厚みは0.01μm以上3μm以下とすることができ、0.01μm以上2μm以下であることが好ましい。また硬化層に保護膜としての役割を付与する場合は、硬化層の厚みは1μm以上10μm以下とすることができ、1μm以上7μm以下とすることが好ましい。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物に含まれる、活性エネルギー線硬化性の化合物としては、カチオン重合性化合物またはラジカル重合性化合物であることが好ましい。
本実施形態で用いられるカチオン重合性化合物としては、例えばエポキシ化合物またはオキセタン化合物などが挙げられる。
このような脂環式環を有するポリオールのグリシジルエーテルのなかでも好ましいものとして、水素化されたビスフェノールAのジグリシジルエーテルが挙げられる。
さらに、上記エポキシ化合物や上記オキセタン化合物などのカチオン重合性化合物に加え、ラジカル重合性化合物を含んでもよい。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が上記オキセタン化合物や上記エポキシ化合物などのカチオン重合性化合物を含む場合、さらにカチオン重合開始剤を含んでいることが好ましい。カチオン重合開始剤は、可視光線、紫外線、X線、電子線等の活性エネルギー線の照射によりカチオン種またはルイス酸を発生し、カチオン重合性化合物の重合反応を開始させる。カチオン重合開始剤としては、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などのオニウム塩、鉄−アレーン錯体などが挙げられる。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が上記のラジカル重合性化合物を含む場合、さらにラジカル重合開始剤を含んでいることが好ましい。ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により、(メタ)アクリル系化合物などのラジカル重合性化合物の重合を開始できるものであればよく、公知のものを使用することができる。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、上記の化合物以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、帯電防止剤、光増感剤、溶剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などを含んでもよい。
保護フィルムとしては、熱可塑性樹脂から形成される樹脂フィルムや、位相差フィルム、輝度向上フィルムのような光学機能を併せ持つフィルムであることもできる。
上記樹脂は、それぞれを単独で使用してもよいし、複数を組み合わせて使用してもよい。
本明細書において、透湿度は、JIS Z 0208に規定されるカップ法により、温度40℃、相対湿度90%で測定された値を意味する。
接着剤層は、例えば偏光子と保護フィルムとを接着するための層であり、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及び水系接着剤を挙げることができる。また、上述の硬化性樹脂組成物を使用してもよい。
偏光子と保護フィルムとの積層や、光学積層体の液晶セルへの貼合には、粘着剤層を使用することができる。粘着剤層としては、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などを挙げることができ、透明性、耐候性、耐熱性、加工性の点で、アクリル系粘着剤が好ましい。
本発明の液晶表示装置において、光学積層体は液晶セルの少なくとも一方の面に配置されている。本発明の光学積層体は、液晶セルの視認側に配置してもよいし、液晶セルの背面側に配置してもよい。本発明の液晶表示装置によれば、湿熱環境下においても、偏光子の偏光性能の低下が抑制されるので、表示品位に優れる。
下記湿熱耐久性試験に供した後(すなわち、温度60℃、湿度90%の環境下に500時間置いた後)の光学積層体が備える保護フィルム(樹脂フィルム)を溶剤により溶解させて除去した。硬化性樹脂組成物の硬化層を表面に露出させた上で、硬化層をArガスクラスターイオンによりスパッタリングしながら、X線光電分光法(XPS)により、深さ方向の各測定点におけるヨウ素の元素比率(atomic%)を算出した。
装置:サーモフィッシャーサイエンティフィック製K−alpha
X線源:AlKα線
X線スポットサイズ:400μm
中和銃使用
Arガスクラスターイオンエネルギー:6keV
ラスターサイズ:1mm×2mm
スパッタリングサイクル:30s
パスエネルギー:150eV
測定元素:C1s、O1s、B1s、I3d
得られた光学積層体を縦40mm、横40mmの大きさに裁断し、光学積層体の粘着剤層と無アルカリガラスとを貼合してサンプルを得た。このサンプルを温度50℃、荷重5kgで20分間オートクレーブ中に放置し接着状態を熟成し、ついで温度23℃、相対湿度60%の環境下で10時間放置した。その後、サンプルを日本分光株式会社製の紫外可視分光光度計V7100に据え、透過軸方向と吸収軸方向の偏光板の紫外可視スペクトルを測定した。偏光度(視感度補正偏光度)はJIS−Z8729に準拠して計算にて求め、これを初期光学特性とした。
光学積層体(偏光板)における活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化層を介して貼合された保護膜に、粘着剤層を積層し、当該粘着剤層を介して光学積層体をガラスに貼合した。ガラス面とは反対側の保護膜表面にカッターナイフで1mm角の碁盤目を100個刻み、そこにセロハンテープを貼ってから引き剥がす試験を行い、100個の碁盤目のうち剥がれずに残った碁盤目の数で密着性を評価した。残った碁盤目の数が100/100の場合を○、0〜99/100の場合を×とした。
厚さ20μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約5倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、60℃の純水に1分間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.05/5/100の水溶液に28℃で60秒間浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が8.5/8.5/100の水溶液に72℃で300秒間浸漬した。引き続き26℃の純水で20秒間洗浄した後、65℃で乾燥し、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚さ7μmの偏光子を得た。
以下の保護フィルムを準備した。透湿度は、JIS Z 0208に規定されるカップ法により、温度40℃、相対湿度90%で測定した。
保護膜S:
厚み25μmの環状ポリオレフィン系樹脂フィルム〔日本ゼオン株式会社製の商品名「ゼオノアフィルム(登録商標)G+12−025」〕。透湿度は、20g/m2・dayであった。
保護膜T:
アクリル系樹脂フィルム〔大倉工業株式会社製の商品名「OXIS(登録商標)」〕。透湿度は120g/m2・dayであった。
保護膜U:
厚み25μmのTACフィルムに、アクリル系樹脂からなる15μmのハードコート層有するフィルム。透湿度は280g/m2・dayであった。
以下に示す成分を、各実施例に示す重量割合で調合し、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を作製した。
〔活性エネルギー線硬化性化合物〕
“セロキサイド(登録商標) 2021P”:
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、株式会社ダイセルから入手。
“デナコール(登録商標) EX−211”:
ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ナガセケムテックス株式会社から入手。
〔光カチオン重合開始剤〕
トリアリールスルホニウム塩系光カチオン重合開始剤:
50%プロピレンカーボネート溶液の形でサンアプロ株式会社から入手、商品名“CPI−100P”
〔その他の成分〕
“SH710”:
シリコーン系レベリング剤、東レ・ダウコーニング株式会社から入手。
保護膜Sの表面にコロナ放電処理を施し、そのコロナ放電処理面に活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(デナコール EX−211:95重量部、セロキサイド 2021P:5重量部、光カチオン重合開始剤:5.0重量部、レベリング剤:0.20重量部)を、硬化後の膜厚が約3μmとなるように、バーコータを用いて塗工した。次いで、前記活性エネルギー線硬化型樹脂組成物層に、上記片面保護フィルム付き偏光板の偏光子面を積層させた。保護膜S側から、ベルトコンベア付き紫外線照射装置〔ランプはフュージョンUVシステムズ社製の“Dバルブ”使用〕を用いて280nm〜320nmの積算光量が200mJ/cm2となるように紫外線を照射させることにより、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を硬化させた。水系接着剤により貼合されたTACフィルム上に粘着剤層を積層させて、保護膜S/活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化層/偏光子/水系接着剤層/TACフィルム/粘着剤層からなる光学積層体を作製した。
得られた光学積層体に対して、湿熱耐久性の評価、ヨウ素元素含有割合の測定、及び密着性の評価を行った。密着性の評価結果は○であった。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物として、デナコール EX−211:85重量部、セロキサイド 2021P:15重量部、光カチオン重合開始剤:5.0重量部、およびレベリング剤:0.20重量部を含むものを使用したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
得られた光学積層体に対して、実施例1と同様に湿熱耐久性の評価、ヨウ素元素含有割合の測定、及び密着性の評価を行った。密着性の評価結果は○であった。
保護膜として、保護膜Uを使用したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
得られた光学積層体に対して、実施例1と同様に湿熱耐久性の評価、ヨウ素元素含有割合の測定、及び密着性の評価を行った。密着性の評価結果は○であった。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物として、デナコール EX−211:40重量部、セロキサイド 2021P:60重量部、光カチオン重合開始剤:5.0重量部、およびレベリング剤:0.20重量部を含むものを使用したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
得られた光学積層体に対して、実施例1と同様に湿熱耐久性の評価、ヨウ素元素含有割合の測定、及び密着性の評価を行った。密着性の評価結果は○であった。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物として、デナコール EX−211:20重量部、セロキサイド 2021P:80重量部、光カチオン重合開始剤:5.0重量部、およびレベリング剤:0.20重量部を含むものを使用し、保護膜として、保護膜Tを使用したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体を作製した。
得られた光学積層体に対して、実施例1と同様に湿熱耐久性の評価、ヨウ素元素含有割合の測定、及び密着性の評価を行った。密着性の評価結果は○であった。
2 偏光子
10、11 保護フィルム
20、21 粘着剤層
30 接着剤層
100、101、102、103、104、105、106、107 光学積層体
Claims (9)
- ポリビニルアルコール系樹脂にヨウ素が配向した偏光子の少なくとも一方の面に硬化性樹脂組成物の硬化層を備えた光学積層体であって、
光学積層体を温度60℃、相対湿度90%の環境下に500時間置いた後において、前記硬化層のヨウ素元素含有割合が0.03atomic%以下であることを特徴とする光学積層体。 - さらに保護膜を有する請求項1に記載の光学積層体。
- 前記保護膜は環状ポリオレフィン系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、輝度向上フィルム及び、硬化性樹脂組成物の硬化層から選択された少なくとも一層である請求項2に記載の光学積層体。
- 前記保護膜の透湿度は400g/m2・day以下である請求項2または3に記載の光学積層体。
- 前記保護膜は面内位相差を有し、波長590nmにおいて面内位相差値R0が0〜200nmである請求項2〜4のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記保護膜は少なくとも一方の面に表面処理層を有する請求項2〜5のいずれかに記載の光学積層体。
- さらに粘着剤層を有する請求項1〜6のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記硬化性樹脂組成物に含まれる脂環式エポキシ化合物の含有割合は、硬化性樹脂組成物100重量部に対して5重量部以上60重量部以下である請求項1〜7のいずれかに記載の光学積層体。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の光学積層体が液晶セルに配置された液晶表示装置。
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