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JP2024142941A - 偏光板 - Google Patents

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JP2024142941A
JP2024142941A JP2023055362A JP2023055362A JP2024142941A JP 2024142941 A JP2024142941 A JP 2024142941A JP 2023055362 A JP2023055362 A JP 2023055362A JP 2023055362 A JP2023055362 A JP 2023055362A JP 2024142941 A JP2024142941 A JP 2024142941A
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resin film
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JP2023055362A
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智之 山口
祐佳子 山形
裕也 大山
幸司 住田
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】偏光板の斜め方向から視認される虹ムラが抑制され、かつ、高温下での偏光板の収縮に伴う偏光板端部に生じる光抜けが抑制された偏光板、並びに、該偏光板を含む粘着剤層付き偏光板及び該粘着剤層付き偏光板を含む液晶表示装置を提供すること。【解決手段】ポリエステル系樹脂フィルム、第1接着剤層、偏光子、第2接着剤層及び(メタ)アクリル系樹脂フィルムをこの順に含む偏光板であって、偏光子の吸収軸方向における収縮力が4.0N/2mm未満であり、ポリエステル系樹脂フィルムは、Re=(nx-ny)×dで定義される位相差値Reについて、第1配置において測定される位相差値Re1が6000nm以上であり、第2配置において測定される位相差値Re2が5000nm以上であり、第3配置において測定される位相差値Re3が6000nm以上であり、第4配置において測定される位相差値Re4が7000nm以上である偏光板が提供される。【選択図】図1

Description

本発明は、偏光板に関し、さらには該偏光板を含む粘着剤層付き偏光板及び液晶表示装置にも関する。
近年、液晶表示装置の視認性の向上が求められている。液晶表示装置の視認性向上のため、液晶表示装置を構成する部材の一つである偏光板においても、ムラ抑制や高温環境下における偏光板の収縮に伴に偏光板端部に生じる光抜けの抑制が求められている。
偏光板のムラ抑制や偏光板端部に生じる光抜けの抑制のために、偏光板における偏光子保護フィルムの種類や組み合わせの検討が行われている。例えば、特許文献1には、一方の偏光子保護フィルムとして厚み38μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを適用した場合に、もう一方の偏光子保護フィルムとして、セルロースエステル系樹脂の組成を調製したアクリル含有フィルムを適用することにより偏光板の偏光度ムラを抑制できることが記載されている。
特開2011-123402号公報
しかしながら、特許文献1に記載の偏光板であったとしても、偏光板の斜め方向より視認される虹ムラ抑制や高温下での偏光板端部の光抜け抑制が十分ではなかった。
本発明の目的は、偏光板の斜め方向から視認される虹ムラが抑制され、かつ、高温下での偏光板の収縮に伴う偏光板端部に生じる光抜けが抑制された偏光板、並びに、該偏光板を含む粘着剤層付き偏光板及び該粘着剤層付き偏光板を含む液晶表示装置を提供するものである。
本発明は、以下の発明を含む。
[1] ポリエステル系樹脂フィルム、第1接着剤層、偏光子、第2接着剤層及び(メタ)アクリル系樹脂フィルムをこの順に含む偏光板であって、
前記偏光子の吸収軸方向における収縮力が4.0N/2mm未満であり、
前記ポリエステル系樹脂フィルムは、式(1)で定義される位相差値Reについて、以下の[i]~[iv]を満たす偏光板。
Re=(n-n)×d (1)
[式中、nはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を表し、dはフィルムの厚みを表す。]
[i]ポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が90°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第1配置において測定される位相差値Re1が6000nm以上である。
[ii]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その進相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第2配置において測定される位相差値Re2が5000nm以上である。
[iii]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、ポリエステル系樹脂フィルム面内においてその進相軸に対して45°の角度をなす軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第3配置において測定される位相差値Re3が6000nm以上である。
[iv]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その遅相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第4配置において測定される位相差値Re4が7000nm以上である。
[2] 前記ポリエステル系樹脂フィルムの膜厚が60μm以上である[1]に記載の偏光板。
[3] 前記ポリエステル系樹脂フィルムの式(2)で定義される厚み方向の位相差値Rthに対する位相差値Re1の比が、0.5以上である[1]または[2]に記載の偏光板。
Rth=〔(n+n)/2-n〕×d (2)
[式中、nはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム厚み方向の屈折率を表し、dはフィルムの厚みを表す。]
[4] [1]~[3]のいずれかに記載の偏光板と、粘着剤層とを含む粘着剤層付き偏光板であって、
前記粘着剤層が、前記(メタ)アクリル系樹脂フィルムにおける前記偏光子とは反対側の面に積層されている粘着剤層付き偏光板。
[5] [4]に記載の粘着剤層付き偏光板を含む液晶表示装置。
本発明によれば、偏光板の斜め方向からの虹ムラが抑制され、かつ、高温下での偏光板の収縮に伴う偏光板端部に生じる光抜けが抑制された偏光板、並びに、該偏光板を含む粘着剤層付き偏光板及び該粘着剤層付き偏光板を含む液晶表示装置を提供することができる。
本発明の偏光板の一例を模式的に示す概略断面図である。 位相差値Re1及びその測定方法を説明する概略斜視図である。 位相差値Re2及びその測定方法を説明する概略斜視図である。 位相差値Re3及びその測定方法を説明する概略斜視図である。 位相差値Re4及びその測定方法を説明する概略斜視図である。 本発明の粘着剤層付き偏光板の一例を模式的に示す概略断面図である。
本発明の偏光板は、ポリエステル系樹脂フィルム、第1接着剤層、偏光子、第2接着剤層及び(メタ)アクリル系樹脂フィルムをこの順に含む。
本発明の偏光板の層構成の例を図1に示す。図1に示される偏光板1は、ポリエステル系樹脂フィルム10、第1接着剤層15、偏光子30、第2接着剤層25及び(メタ)アクリル系樹脂フィルム20をこの順に含む。
図1に示されるように本発明の偏光板において、ポリエステル系樹脂フィルム10と第1接着剤層15とは直接接していることが好ましい。また、(メタ)アクリル系樹脂フィルム20と第2接着剤層25とは直接接していることが好ましい。偏光子30と第1接着剤層15とは直接接していることが好ましい。偏光子30と第2接着剤層25とは直接接していることが好ましい。
<ポリエステル系樹脂フィルム>
本発明に使用されるポリエステル系樹脂フィルムは、式(1)で定義される位相差値Reについて、以下の[i]~[iv]を満たす。
Re=(n-n)×d (1)
[式中、nはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム面内の進相軸方向(フィルム面内の遅相軸方向と直交する方向)の屈折率を表し、dはフィルムの厚みを表す。]
[i]ポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が90°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第1配置において測定される位相差値Re1が6000nm以上である。
[ii]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その進相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第2配置において測定される位相差値Re2が5000nm以上である。
[iii]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、ポリエステル系樹脂フィルム面内においてその進相軸に対して45°の角度をなす軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第3配置において測定される位相差値Re3が6000nm以上である。
[iv]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その遅相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第4配置において測定される位相差値Re4が7000nm以上である。
フィルム面内の遅相軸方向とは、面内で屈折率が最大になる方向である。また、本明細書において、位相差値Reは、波長587nmにおける位相差値である。
図2は、位相差値Re1及びその測定方法を説明する概略斜視図である。位相差値Re1は、ポリエステル系樹脂フィルム100の面と測定方向210とのなす角度が90°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第1配置において測定される位相差値である。測定方向とは、位相差測定装置の光源201から、ポリエステル系樹脂フィルムを透過する光を検出・観測する観測器202に向かう方向であり、いわゆる位相差測定装置の光路である。
図3は、位相差値Re2及びその測定方法を説明する概略斜視図である。位相差値Re2は、第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルム100を、その進相軸400を中心軸300として30°回転させることにより傾けたポリエステル系樹脂フィルム、すなわち、第2配置にあるポリエステル系樹脂フィルム110について測定される位相差値である。第2配置にあるポリエステル系樹脂フィルム110の面と測定方向210とのなす角度は60°である。
図4は、位相差値Re3及びその測定方法を説明する概略斜視図である。位相差値Re3は、第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルム100を、ポリエステル系樹脂フィルム面内においてその進相軸400に対して45°の角度をなす軸を中心軸310として30°回転させることにより傾けたポリエステル系樹脂フィルム、すなわち、第3配置にあるポリエステル系樹脂フィルム120について測定される位相差値である。第3配置にあるポリエステル系樹脂フィルム120の面と測定方向210とのなす角度は60°である。
図5は、位相差値Re4及びその測定方法を説明する概略斜視図である。位相差値Re4は、第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルム100を、その遅相軸500を中心軸320として30°回転させることにより傾けたポリエステル系樹脂フィルム、すなわち、第4配置にあるポリエステル系樹脂フィルム130について測定される位相差値である。第4配置にあるポリエステル系樹脂フィルム130の面と測定方向210とのなす角度は60°である。
ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re1は、7000nm以上であることが好ましく、7500nm以上であることがより好ましく、8000nm以上であることがさらに好ましい。また、ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re1は、通常30000nm以下であり、20000nm以下であることが好ましく、15000nm以下であることがより好ましく、10000nm以下であることがさらに好ましく、9000nm以下であることがよりさらに好ましい。位相差値Re1の上限が30000nmを超える場合、該位相差値を充足するためにはポリエステル系樹脂フィルムでは厚みが相当大きくなり、光学フィルムとしての取り扱い性が大きく低下する傾向にある。ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re1が6000nm以上であることで、斜め方向から見たときの虹ムラ(虹状の色斑)が低減されやすくなる。
また、ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re2は、5000nm以上である。位相差値Re2は、5500nm以上であることが好ましく、6000nm以上であることがより好ましく、6500nm以上であることがさらに好ましく、7000nm以上であることがよりさらに好ましい。また、位相差値Re2は、通常30000nm以下であり、20000nm以下であることが好ましく、15000nm以下であることがより好ましく、10000nm以下であることがさらに好ましく、9000nm以下であることがよりさらに好ましい。ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re2が5000nm以上であることで、斜め方向から見たときの虹ムラが低減されやすくなる。
ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re3は、6000nm以上である。位相差値Re3は、7000nm以上であることが好ましく、7500nm以上であることがより好ましく、8000nm以上であることがさらに好ましい。また、位相差値Re3は、通常30000nm以下であり、20000nm以下であることが好ましく、15000nm以下であることがより好ましく、10000nm以下であることがさらに好ましく、9000nm以下であることがよりさらに好ましい。ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re3が6000nm以上であることで、斜め方向から見たときの虹ムラが低減されやすくなる。
ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re4は、7000nm以上である。位相差値Re4は、8000nm以上であることが好ましく、8500nm以上であることがより好ましく、9000nm以上であることがさらに好ましい。また、位相差値Re4は、通常30000nm以下であり、20000nm以下であることが好ましく、15000nm以下であることがより好ましく、10000nm以下であることがさらに好ましい。ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re4が7000nm以上であることで、斜め方向から見たときの虹ムラが低減されやすくなる。
Re1~Re4は、位相差測定装置(王子計測機器(株)製、KOBRA-HB-RESPC)を用いて測定することができる。
Re1~Re4がそれぞれ上記範囲内であるポリエステル系樹脂フィルムを用いることで偏光板の斜め方向より視認される虹ムラを抑制することができる。
ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re1と厚み方向の位相差値Rthとの比Re1/Rthは、通常0.4以上、好ましくは0.5以上であり、より好ましくは0.6以上であり、さらに好ましくは0.7以上であり、よりさらに好ましくは0.9以上である。比Re1/Rthが大きいと、観察角度による虹ムラが生じ難くなる傾向にある。完全な1軸性(1軸対称)フィルムでは比Re1/Rthは2.0となることから、比Re1/Rthは2.0以下であることが好ましく、比Re1/Rthは1.5以下であることがより好ましい。
厚み方向の位相差値Rthは以下の式(2)で表される。厚み方向の位相差値Rthは、波長587nmにおける厚み方向の位相差値である。
Rth=〔(n+n)/2-n〕×d (2)
[式中、nはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム厚み方向(フィルム面に垂直な方向)の屈折率を表し、dはフィルムの厚みを表す。]
ポリエステル系樹脂フィルムの進相軸又は遅相軸と偏光子の透過軸とがなす角は、例えば-20°~+20°、好ましくは-15°~+15°、より好ましくは-10°~+10°、さらに好ましく-5°~+5°、よりさらに好ましくは-3°~+3°、ことさらに好ましくは-2°~+2°、特に好ましくは-1°~+1°である。好ましい一実施形態において、ポリエステル系樹脂フィルムの進相軸又は遅相軸と偏光子の透過軸とは実質的に平行である。ここで実質的に平行であるとは、偏光子とポリエステル系樹脂フィルムとを貼り合わせる際に不可避的に生じるずれを許容する程度に偏光子の透過軸とポリエステル系樹脂フィルムの進相軸、又は遅相軸とが平行であることを意味する。
ポリエステル系樹脂フィルムの進相軸又は遅相軸と偏光子の透過軸とがなす角が小さいほど、直線偏光がポリエステル系樹脂フィルムを透過することにより生じる偏光状態の変化を小さくできるため、虹ムラの発生を抑制できる傾向にある。
また、偏光子中に含まれるヨウ素等の光学機能性色素の劣化を抑制するために、ポリエステル系樹脂フィルムは、波長380nmの光線透過率が40%以下であることが好ましい。380nmの光線透過率は35%以下であることがより好ましく、30%以下であることがさらに好ましく、20%以下であることが特に好ましい。前記光線透過率が40%以下であれば、光学機能性色素の紫外線による変質を抑制することができる。
ポリエステル系樹脂フィルムの少なくとも一方の表面には、反射防止層及び低反射防止層からなる群より選ばれる少なくとも一種を設けてもよい。
反射防止層の表面反射率は、5.7%以下であることが好ましい。反射防止層の表面反射率が5.7%を超えると、虹ムラが視認されやすくなる傾向にある。反射防止層の表面反射率は、5.3%以下であることがより好ましく、5.0%以下であることがさらに好ましく、4.5%以下であることが特に好ましい。反射防止層の表面反射率の下限は、特に制限されないが、例えば2.0%である。表面反射率は、任意の方法で測定できる。例えば、ポリエステル系樹脂フィルムの反射防止層側とは反対面で粘着剤を介して黒アクリル板に貼合されたポリエステル系樹脂フィルムについて、分光測色計(コニカミノルタジャパン株式会社製、CM-2600d)を用い、波長550nmにおける光線反射率を反射防止層側の表面から測定することができる。
反射防止層は単層であってもよく多層であってもよい。反射防止層として、表面に微細な凹凸形状を有し、外光の映り込みを防止する防眩性のハードコート層などが挙げられる。防眩性ハードコート層は、ハードコート層の内部にフィラーを分散させて表面凹凸形状を形成するもの、またハードコート層にエンボス法等で表面凹凸形状を形成するものなどがある。例えば紫外線硬化性樹脂を用いて防眩性ハードコート層を形成する場合、紫外線硬化性樹脂にフィラーを分散してなる樹脂組成物をポリエステル系樹脂フィルムに塗布し、紫外線を照射してもよいし、紫外線硬化性樹脂をポリエステル系樹脂フィルムに塗布し、その塗膜を金型の凹凸面に密着させた状態で、紫外線を照射してもよい。
防眩性ハードコート層を形成するための材料としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等を用いることができるが、生産性、硬度等の観点から紫外線硬化性樹脂が好ましく使用される。
低反射防止層の表面反射率は、4.0%以下であることが好ましい。低反射防止層の表面反射率は、3.0%以下であることがより好ましく、2.0%以下であることがさらに好ましく、1.5%以下であることがよりさらに好ましく、1.0%以下であることが特に好ましい。低反射防止層の表面反射率の下限は、特に制限されないが、例えば0.01%であればよい。
低反射防止層は単層であってもよく多層であってもよい。低反射防止層が単層の場合、ポリエステル系樹脂フィルムより低屈折率の材料からなる低屈折率層の厚さを光波長の1/4波長あるいはその奇数倍になるよう形成すれば、反射防止効果が得られる。また、反射防止層が多層の場合には、低屈折率層と高屈折率層を交互に2層以上にし、かつ各層の厚さを適宜制御して積層すれば、反射防止効果が得られる。また、必要に応じて低反射防止層とポリエステル系樹脂フィルムの間にハードコート層を積層することもできる。
低反射防止層は、公知のものを使用することができる。低反射防止層としては、ポリエステル系樹脂フィルム若しくはポリエステル系樹脂フィルム上に積層するハードコート層等よりも低屈折率である有機薄膜を一層コーティングしたものであることが好ましい。
反射防止層及び低反射防止層からなる群から選ばれる少なくとも一種の厚みは、通常0.01~20μm、好ましくは0.03~1μmであり、より好ましくは0.05~0.15μmである。
ポリエステル系樹脂フィルムの表面反射率は、5.7%以下であることが好ましく、5.3%以下であることがより好ましく、4.0%以下であることがさらに好ましく、3.0%以下であることがよりさらに好ましく、2.0%以下であることが特に好ましく、1.5%以下であることが最も好ましい。また、ポリエステル系樹脂フィルムの表面反射率は、通常0.01%以上である。
ポリエステル系樹脂フィルムの表面反射率が5.7%以下であると、ポリエステル系樹脂フィルムを適用した偏光板の虹ムラがより効果的に抑制される傾向にある。
なお、上記のように反射防止層及び低反射層からなる群より選ばれる少なくとも一種が積層されている場合、反射防止層及び低反射層からなる群より選ばれる少なくとも一種が積層された全体で表面反射率が5.7%以下であればよい。表面反射率を低くすることで、基材フィルムと空気との界面反射率を下げることができ、虹ムラが抑制されていると推定される。
反射防止層及び低反射防止層からなる群より選ばれる少なくとも一種をポリエステル系樹脂フィルムの片面のみに設ける場合、反射防止層及び低反射防止層からなる群より選ばれる少なくとも一種は、ポリエステル系樹脂フィルムの偏光子とは反対面に設けることが好ましい。
反射防止層及び低反射防止層からなる群より選ばれる少なくとも一種を設けるに際して、ポリエステル系樹脂フィルムはその表面に易接着層を有することが好ましい。その際、反射光による干渉を抑える観点から、易接着層の屈折率を、反射防止層又は低反射防止層の屈折率とポリエステル系樹脂フィルムの屈折率の相乗平均近傍になるように調整することが好ましい。易接着層の屈折率の調整は、公知の方法を採用することができ、例えば、バインダー樹脂に、チタンやゲルマニウム、その他の金属種を含有させることで容易に調整することができる。
偏光子との接着性の改良のために、ポリエステル系樹脂フィルムは、その少なくとも片面に、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はポリアクリル樹脂の少なくとも1種類を主成分とする易接着層を有することが好ましい。ここで、「主成分」とは易接着層を構成する固形成分のうち50質量%以上である成分をいう。易接着層の形成に用いる塗布液は、水溶性又は水分散性の共重合ポリエステル樹脂、アクリル樹脂及びポリウレタン樹脂の内、少なくとも1種を含む水性塗布液が好ましい。これらの塗布液としては、例えば、特許第3567927号公報、特許第3589232号公報、特許第3589233号公報、特許第3900191号公報、及び特許第4150982号公報等に開示された水溶性又は水分散性共重合ポリエステル樹脂溶液、アクリル樹脂溶液、又はポリウレタン樹脂溶液等が挙げられる。
易接着層としてポリエステル系樹脂を用いる場合、ポリビニルアルコール系樹脂との相溶性の点から水溶性もしくは水分散性樹脂を使用することが好ましい。ポリエステル系樹脂の水溶性化あるいは水分散化のためには、スルホン酸塩基、カルボン酸塩基などの親水性基を含む化合物を共重合させることが好ましい。なかでも、ポリエステル系樹脂の酸価を低く保持して架橋剤との反応性を制御しながら親水性を付与するという観点からでスルホン酸塩基を有するジカルボン酸成分が好適である。スルホン酸塩基を有するジカルボン酸成分としては、例えば、スルホテレフタル酸、5-スルホイソフタル酸、4-スルホナフタレンイソフタル酸-2,7-ジカルボン酸および5-(4-スルホフェノキシ)イソフタル酸またはそのアルカリ金属塩を挙げることができ、中でも5-スルホイソフタル酸が好ましい。スルホン酸塩基を有するジカルボン酸成分はポリエステル樹脂のジカルボン酸成分中1~15モル%が好ましく、1.5~12モル%がより好ましく、2~10モル%がさらに好ましい。スルホン酸塩基を有するジカルボン酸成分が上記下限以上の場合はポリエステル系樹脂の水溶性化あるいは水分散化に好適である。また、スルホン酸塩基を有するジカルボン酸成分が上記上限以下の場合はポリエステルフィルム基材との接着性に好適である。
易接着層は、前記塗布液をポリエステル系樹脂フィルムの片面又は両面に塗布した後、100~150℃で乾燥し、さらに横方向に延伸して得ることができる。最終的な易接着層の塗布量は、0.05~0.20g/mであることが好ましい。塗布量が0.05g/m未満であると、偏光子との接着性が不十分となる場合がある。一方、塗布量が0.20g/mを超えると、耐ブロッキング性が低下する場合がある。ポリエステル系樹脂フィルムの両面に易接着層を設ける場合は、両面の易接着層の塗布量は、同じであっても異なっていてもよく、それぞれ独立して上記範囲内で設定することができる。
易接着層には易滑性を付与するために粒子を添加することが好ましい。粒子の平均粒径は2μm以下であることが好ましい。粒子の平均粒径が2μmを超えると、粒子が易接着層から脱落しやすくなる。易接着層に含有させる粒子としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、シリカ、アルミナ、タルク、カオリン、クレー、リン酸カルシウム、雲母、ヘクトライト、ジルコニア、酸化タングステン、フッ化リチウム、及びフッ化カルシウム等の無機粒子や、スチレン系、アクリル系、メラミン系、ベンゾグアナミン系、及びシリコーン系等の有機ポリマー系粒子等が挙げられる。これらは、単独で易接着層に添加されてもよく、2種以上を組合せて添加することもできる。
塗布液を塗布する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、リバースロール・コート法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーコート法、パイプドクター法、などが挙げられ、これらの方法を単独であるいは組み合わせて行うことができる。
ポリエステル系樹脂フィルムの厚みは任意であるが、通常15μm~200μmであり、20μm~100μmであることが好ましく、25μm~95μmであることがより好ましく、60μm~90μmであることがさらに好ましく、75μm~85μmであることがよりさらに好ましい。
ポリエステル系樹脂フィルムの厚みが15μm未満であると、フィルムの力学特性の異方性が顕著となり、裂け、破れ等を生じやすくなり、実用性が低下する傾向にある。一方で、ポリエステル系樹脂フィルムの厚みが200μmを超えると、偏光板としての厚みが厚くなりすぎる。
なお、上述のように反射防止層及び低反射防止層からなる群より選ばれる少なくとも一種が設けられている場合は、それを含めた合計の厚みが上記の範囲であればよい。
本発明において使用されるポリエステル系樹脂フィルムは、一般的なポリエステルフィルムの製造方法に従って製造することができ、例えば、特開2021-103319号公報、特開2021-99521号公報等に記載の方法で得ることができる。
Re1~Re4の位相差値は、延伸倍率や延伸温度、フィルム厚みを適宜設定することで特定範囲に制御することができる。例えば、延伸倍率を高くする、延伸温度を低くする、フィルムの厚みを厚くするなどにより高い位相差値を得やすい。Re1~Re4の位相差値は、加工に必要な物性等を勘案し、上記条件から製膜条件及び厚みを選択することで、設定することができる。
ポリエステル系樹脂フィルムを形成する材料は特に限定されず、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを用いることができるが、他の共重合体成分を含んでいてもよい。ポリエステル系樹脂フィルムを形成する材料は、ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値の制御の観点から、ポリエチレンテレフタレート樹脂であることが好ましい。
<(メタ)アクリル系樹脂フィルム>
(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、機械的性質、耐溶剤性、耐スクラッチ性、耐光性、透明性、コストなどに優れる。偏光子保護フィルムとして、(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いることで、偏光板、これを含む液晶パネル及び液晶表示装置の機械的強度の向上及び薄肉化を達成することができる。また、一方の偏光子保護フィルムとして上記ポリエステル系樹脂フィルムを用い、かつ、他方の偏光子保護フィルムとして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いることで、斜め方向から見たときの虹ムラを効果的に抑制することができる。さらに、一方の偏光子保護フィルムとして上記ポリエステル系樹脂フィルムを用い、かつ、他方の偏光子保護フィルムとして光弾性係数が小さい(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いることで、高温環境下での偏光子の収縮による偏光板端部に生じる光抜けを効果的に抑制することができる。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムを構成する(メタ)アクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル系樹脂及び必要に応じて添加される添加剤等を混合し、溶融混練して得られた材料のことを意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂又はメタクリル系樹脂のいずれでもよいことを意味し、(メタ)アクリル酸エステルや(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイル等の「(メタ)」も同様の意味である。
(メタ)アクリル系樹脂とは、(メタ)アクリル酸エステルを主体とする重合体であることが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂は、1種類の(メタ)アクリルエステルの単独重合体であってもよいし、(メタ)アクリル酸エステルと他の(メタ)アクリル酸エステル等との共重合体であってもよい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルが挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1~8程度である。また、(メタ)アクリル酸エステルと共重合し得る重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、アルキルスチレン等のスチレン系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル等の単官能モノマー、さらには、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸メタリル等の不飽和カルボン酸のアルケニルエステル;マレイン酸ジアリル等の二塩基酸のジアルケニルエステル;アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート等のグリコール類の不飽和カルボン酸ジエステル等の多官能モノマーが挙げられる。
また、(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、(メタ)アクリル系樹脂を2種類以上含んでいてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムが2種類以上の(メタ)アクリル系樹脂を含む場合、少なくとも1つの(メタ)アクリル系樹脂の三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)が50%以上であることが好ましい。フィルムの靱性を高める観点、及びフィルムの耐熱性及び偏光子への密着性を高める観点から、三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)は、好ましくは55%以上であり、より好ましくは60%以上であり、さらに好ましくは65%以上であり、なおさらに好ましくは70%以上である。三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)は、通常90%以下であり、85%以下であってもよい。
三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)は、連続する3つの構成単位の連鎖(3連子、triad)が有する2つの連鎖(2連子、diad)が、ともにラセモ(rrと表記する)である割合である。三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)(%)は、CDCL中、30℃でH-NMRスペクトルを測定し、そのスペクトルから内部標準TMSを0ppmとしたときの0.6~0.95ppmの領域の面積(X)と0.6~1.35ppmの領域の面積(Y)とを計測し、(X/Y)×100にて算出される。
三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)が50%以上である(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、国際公開第2016/080124号公報に記載された方法に従って調製することができる。
三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)が50%以上である(メタ)アクリル系樹脂を含む場合、三連子表示のシンジオタクティシティ(rr)が50%以上である(メタ)アクリル系樹脂の含有率は、(メタ)アクリル系樹脂全体に対して、フィルムの靱性及び偏光子への密着性の観点から好ましくは1質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上40質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以上35質量%以下であり、なおさらに好ましくは15質量%以上30質量%以下である。
(メタ)アクリル系樹脂として、環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂を用いることができる。環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂、また無水グルタル酸構造や、グルタルイミド構造などを有する(メタ)アクリル系樹脂等を挙げることができる。環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、高い耐熱性、高い耐湿熱性、高い透明性、二軸延伸することにより高い機械強度を有することから好ましい。
ラクトン環構造等の環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂としては、特開2000-230016号公報、特開2001-151814号公報、特開2002-120326号公報、特開2002-254544号公報、特開2005-146084号公報に記載のものが挙げられる。
無水グルタル酸構造や、グルタルイミド構造などを有する(メタ)アクリル系樹脂としては、特開平6-256537号公報、特開平6-11615号公報、特開2009―203348公報記載のものが上げられる。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは下記一般式<1>で表される環構造を有する。
Figure 2024142941000002

(式中、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~20の有機残基を示す。なお、有機残基は酸素原子を含んでいてもよい。)
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式<1>で表されるラクトン環構造の含有割合は、好ましくは5~90質量%、より好ましくは10~70質量%、さらに好ましくは10~60質量%、特に好ましくは10~50質量%である。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式<1>で表されるラクトン環構造の含有割合が5質量%よりも少ないと、耐熱性、耐溶剤性、表面硬度が不十分になるおそれがある。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の構造中の一般式<1>で表されるラクトン環構造の含有割合が90質量%より多いと、成形加工性に乏しくなるおそれがある。なお、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂中におけるラクトン環構造の割合は、例えば、特開2006-171464号公報などに記載のように、ガスクロマトグラフィーおよびダイナミックTGの測定によって求めることができる。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、一般式<1>で表されるラクトン環構造以外の構造を有していてもよい。一般式<1>で表されるラクトン環構造以外の構造としては、特に限定されないが、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の製造方法として、(メタ)アクリル酸エステル、水酸基含有単量体、不飽和カルボン酸、および下記一般式<2>で表される単量体から選ばれる少なくとも1種を重合して形成される重合体構造単位(繰り返し構造単位)が好ましい。
Figure 2024142941000003

(式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、炭素数1~20のアルキル基、アリール基、-OAc基、-CN基又は-CO-R基を表し、Ac基はアセチル基を表し、Rは水素原子または炭素数1~20の有機残基を表す。)
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂構造中の一般式<1>で表されるラクトン環構造以外の構造の含有割合は、(メタ)アクリル酸エステルを重合して形成される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは10~95質量%、より好ましくは10~90質量%、さらに好ましくは40~90質量%、特に好ましくは50~90質量%であり、水酸基含有単量体を重合して形成される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%、さらに好ましくは0~15質量%、特に好ましくは0~10質量%である。不飽和カルボン酸を重合して形成される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%、さらに好ましくは0~15質量%、特に好ましくは0~10質量%である。一般式<2>で表される単量体を重合して形成される重合体構造単位(繰り返し構造単位)の場合、好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%、さらに好ましくは0~15質量%、特に好ましくは0~10質量%である。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、重量平均分子量が、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である。質量平均分子量が上記範囲から外れると、成型加工性の点から好ましくない。
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂と混合する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)等のオレフィン系ポリマー;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂等の含ハロゲン系ポリマー;ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系ポリマー;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体等のスチレン系ポリマー;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、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴム、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂等のゴム質重合体;などが挙げられる。
無水グルタル酸構造や、グルタルイミド構造などを有する(メタ)アクリル系樹脂は、好ましくは上記一般式<2>および下記一般式<3>で表される環構造を有する。
Figure 2024142941000004

(式中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素または炭素数1~8のアルキル基であり、Rは、水素、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、または炭素数5~15の芳香環を含む置換基である。)
上記グルタルイミド構造の含有量は、グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の20質量%以上とすることが好ましく、20質量%~95質量%とすることがより好ましく、40質量%~90質量%とすることがさらに好ましく、50質量%~80質量%とすることが特に好ましい。
グルタルイミド単位の含有量が上記範囲内であれば、得られるグルタルイミドを有する(メタ)アクリル系樹脂の耐熱性および透明性が低下したり、成形加工性、およびフィルムに加工したときの機械的強度が極端に低下したりすることがない。
一方、グルタルイミド単位の含有量が上記範囲より少ないと、得られるグルタルイミド樹脂の耐熱性が不足したり、透明性が損なわれたりする傾向がある。また、上記範囲よりも多いと、不必要に耐熱性および溶融粘度が高くなり、成形加工性が悪くなったり、フィルム加工時の機械的強度が極端に低くなったり、透明性が損なわれたりする傾向がある。
上記グルタルイミド構造を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は特に限定されるものではないが、10000~500000であることが好ましい。上記範囲内であれば、成形加工性が低下したり、フィルム加工時の機械的強度が不足したりすることがない。一方、重量平均分子量が上記範囲よりも小さいと、フィルムにした場合の機械的強度が不足する傾向がある。また、上記範囲よりも大きいと、溶融押出時の粘度が高く、成形加工性が低下し、成形品の生産性が低下する傾向がある。
また(メタ)アクリル系樹脂として、(メタ)アクリル酸エステルと熱可塑性樹脂であるイミド化合物の混合物又は共重合物が挙げられる。イミド化合物としては、マレイミド、並びにN-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-プロピルマレイミド、N-i-プロピルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-i-ブチルマレイミド、N-s-ブチルマレイミド、N-t-ブチルマレイミド、N-n-ペンチルマレイミド、N-n-ヘキシルマレイミド、N-n-ヘプチルマレイミド、N-n-オクチルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-ステアリルマレイミド、N-シクロプロピルマレイミド、N-シクロブチルマレイミド、N-シクロペンチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-シクロヘプチルマレイミド、N-シクロオクチルマレイミド等のN-置換マレイミド他が挙げられる。これらのマレイミド化合物は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリル系樹脂は、フィルムの耐衝撃性や製膜性の点で、アクリルゴム粒子を含有することが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂に含まれ得るアクリルゴム粒子の量は、(メタ)アクリル系樹脂とアクリルゴム粒子との合計量100質量%に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。アクリルゴム粒子の量の上限は臨界的ではないが、アクリルゴム粒子の量があまりに多いと、フィルムの表面硬度が低下し、またフィルムに表面処理を施す場合、表面処理剤中の有機溶剤に対する耐溶剤性が低下する。したがって、(メタ)アクリル系樹脂に含まれ得るアクリルゴム粒子の量は、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは60質量%以下である。
アクリルゴム粒子は、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であってもよいし、この弾性重合体を1つの層とする多層構造のものであってもよい。この弾性重合体として、具体的には、アクリル酸アルキル50~99.9質量%と、これと共重合可能な他のビニル系単量体を少なくとも1種類0~49.9質量%と、共重合性の架橋性単量体0.1~10質量%とからなる単量体の重合により得られる架橋弾性共重合体が、好ましく用いられる。
アクリル酸アルキルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルへキシル等が挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1~8程度である。また、上記アクリル酸アルキルと共重合可能な他のビニル系単量体としては、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、メタクリル酸メチル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、上記共重合性の架橋性単量体としては、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)アクリレートやブタンジオールジ(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、(メタ)アクリル酸アリルや(メタ)アクリル酸メタリルのような(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。
(メタ)アクリル系樹脂には、上記アクリルゴム粒子以外に、通常の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、有機系染料、顔料、無機系色素、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤等を含有させてもよい。中でも紫外線吸収剤は、耐候性を高めるうえで好ましく用いられる。紫外線吸収剤の例としては、2,2’-メチレンビス〔4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール〕、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-〔2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル〕-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-tert-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-tert-アミル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-tert-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-4’-クロロベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノンのような2-ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤;p-tert-ブチルフェニルサリチル酸エステル、p-オクチルフェニルサリチル酸エステルのようなサリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。(メタ)アクリル系樹脂に紫外線吸収剤が含まれる場合、その量は、(メタ)アクリル系樹脂と紫外線吸収剤との合計量100質量%に対して、通常0.1質量%以上、好ましくは0.3質量%以上であり、また好ましくは2質量%以下である。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得るための方法としては、フィードブロックを用いる方法、マルチマニホールドダイを用いる方法等、一般に知られる種々の方法を用いることができる。中でも、例えばフィードブロックを介して積層し、Tダイから多層溶融押出成形し、得られる積層フィルム状物の少なくとも片面をロール又はベルトに接触させて製膜する方法は、表面性状の良好なフィルムが得られる点で好ましい。とりわけ、(メタ)アクリル系樹脂フィルムの表面平滑性及び表面光沢性を向上させる観点からは、上記多層溶融押出成形して得られる積層フィルム状物の両面をロール表面又はベルト表面に接触させてフィルム化する方法が好ましい。この際に用いるロール又はベルトにおいて、(メタ)アクリル系樹脂と接するロール表面又はベルト表面は、(メタ)アクリル系樹脂フィルム表面への平滑性付与のために、その表面が鏡面となっているものが好ましい。得られたフィルムは、フィルム強度を向上させるために延伸することができる。
(メタ)アクリル系樹脂から形成されるフィルムは、未延伸の状態では位相差は生じ難いが、延伸すると位相差が生じるため、(メタ)アクリル系樹脂に位相差低減剤として機能するものを配合して、延伸したとしても位相差が生じないようにすることができる。位相差低減剤としてスチレン-アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。位相差値は、延伸倍率、位相差低減剤の配合量により制御することができる。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムの厚みは、通常1μm以上80μm以下であり、3μm以上65μm以下であることが好ましく、5μm以上55μm以下であることがより好ましく、7μm以上45μm以下であることがさらに好ましく、20μm以上45μm以下であることが特に好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムのガラス転移温度は、100℃以上であり、110℃以上であることが好ましく、115℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることがさらに好ましい。また、ガラス転移温度は通常170℃以下である。(メタ)アクリル系樹脂フィルムのガラス転移温度が110℃以上の場合、高温環境下での(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の(メタ)アクリル系樹脂の分子配向の変化等が抑制されて位相差値Re及び、厚み方向の位相差値Rthの変化が抑制され、高温環境下での偏光子の収縮による光抜けがより効果的に抑制される傾向にある。(メタ)アクリル系樹脂フィルムの位相差値Re及び厚み方向の位相差値Rthは、波長587nmにおける位相差値である。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムの厚み方向の位相差値Rthの絶対値が15nm以下であれば、(メタ)アクリル系樹脂フィルムは、IPS液晶表示装置における光学補償フィルムと偏光子保護フィルムとを兼ねていてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂フィルムの厚み方向の位相差値Rthの絶対値は、11nm以下であることが好ましく、8nm以下であることがより好ましく、5nm以下であることがさらに好ましい。
<偏光子>
偏光子は、自然光からある一方向の直線偏光を選択的に透過する機能を有するフィルムである。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素としてのヨウ素を吸着・配向させたヨウ素系偏光子、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素としての二色性染料を吸着・配向させた染料系偏光子、及びリオトロビック液晶状態の二色性染料をコーティングし、配向・固定化した塗布型偏光子等が挙げられる。これらの偏光子は、自然光からある一方向の直線偏光を選択的に透過し、もう一方向の直線偏光を吸収するため吸収型偏光子と呼ばれている。
偏光子は、吸収型偏光子に限定されず、自然光からある一方向の直線偏光を選択的に透過し、もう一方向の直線偏光を反射する反射型偏光子、又はもう一方向の直線偏光を散乱する散乱型偏光子でも構わないが、偏光板を液晶表示装置等に適用したときの視認性に優れる点から吸収型偏光子が好ましい。
中でも、偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂で構成されるポリビニルアルコール系偏光子であることがより好ましく、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性色素を吸着・配向させたポリビニルアルコール系偏光子であることがさらに好ましく、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素を吸着・配向させたポリビニルアルコール系偏光子であることが特に好ましい。
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・配向させたポリビニルアルコール系偏光子は、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム(以下「PVA系フィルム」、又は「フィルム」と略すこともある。)を二色性色素で染色する染色工程、染色工程後のPVA系フィルムを、架橋剤を含む架橋浴で処理する架橋工程、及びPVA系フィルムを一軸延伸する延伸工程、を経て製造することができる。
偏光子の製造方法には、上記以外の他の工程をさらに含む事ができる。他の工程としては染色工程の前にフィルムを膨潤させる膨潤工程、架橋工程の後にフィルム表面を洗浄する水洗工程、架橋工程後のPVA系フィルムに乾燥処理を施す乾燥工程、架橋工程の後でフィルムに色相調整を施す補色工程等が挙げられる。
延伸工程、即ちPVA系フィルムの一軸延伸は、上記に示す他の何れかの工程処理と同時に行われてもよい。
偏光子の製造方法に含まれる各種の処理工程は、偏光子製造装置のフィルム搬送経路に沿って原反フィルムであるPVA系フィルムを連続的に搬送させることによって連続的に実施できる。フィルム搬送経路は、上記各種の処理工程を実施するための設備(処理浴や炉等)を、それらの実施順に備えている。処理浴とは、膨潤浴、染色浴、架橋浴、洗浄浴等のPVA系フィルムに対して処理を施す処理液を収容する浴をいう。
フィルム搬送経路は、上記設備の他、ガイドロールやニップロール等を適宜の位置に配置することによって構築することができる。例えば、ガイドロールは、各処理浴の前後や処理浴中に配置することができ、これにより処理浴へのフィルムの導入・浸漬及び処理浴からの引き出しを行うことができる。より具体的には、各処理浴中に2以上のガイドロールを設け、これらのガイドロールに沿ってフィルムを搬送させることにより、各処理浴にフィルムを浸漬させることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。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、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。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系化合物、オレフィン系化合物、ビニルエーテル系化合物、不飽和スルホン系化合物、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド系化合物が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85モル%以上100モル%以下程度であり、好ましくは99モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等も使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、通常1000以上10000以下であり、好ましくは1500以上5000以下である。PVA系樹脂の平均重合度は、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超ではフィルム加工性に劣ることがある。
原反フィルムとしてのPVA系フィルムの厚みは、例えば10μm以上100μm以下程度であり、偏光子、偏光板及び液晶表示装置等の薄型化の観点からは、好ましくは60μm以下、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは30μm以下、なおさらに好ましくは20μm以下である。
原反フィルムであるPVA系フィルムは、例えば、長尺の未延伸PVA系フィルムのロール(巻回品)として用意することができる。この場合、偏光子もまた、長尺物として得られる。以下、偏光子製造方法の各工程について詳細に説明する。
(膨潤工程)
膨潤工程における膨潤処理は、原反フィルムであるPVA系フィルムの異物除去、可塑剤除去、易染色性の付与、フィルムの可塑化等の目的で必要に応じて実施される処理である。具体的には、水を含有する膨潤浴にPVA系フィルムを浸漬させる処理であることができる。PVA系フィルムは、1つの膨潤浴に浸漬されてもよいし、2以上の膨潤浴に順次浸漬されてもよい。膨潤処理前、膨潤処理時、又は膨潤処理前及び膨潤処理時に、フィルムに対して一軸延伸処理を行ってもよいし、行わなくてもよい。
膨潤浴は、水(例えば純水)であることができる他、アルコール類等の水溶性有機溶媒を添加した水溶液であってもよい。
PVA系フィルムを浸漬するときの膨潤浴の温度は、通常10~70℃程度、好ましくは15~50℃程度であり、フィルムの浸漬時間は、通常10~600秒程度、好ましくは20~300秒程度である。
(染色工程)
染色工程における染色処理は、PVA系フィルムに二色性色素を吸着、配向させる目的で行われる処理であり、具体的には、二色性色素を含有する染色浴にPVA系フィルムを浸漬させる処理であることができる。PVA系フィルムは、1つの染色浴に浸漬されてもよいし、2以上の染色浴に順次浸漬されてもよい。二色性色素の染色性を高めるために、染色工程に供されるPVA系フィルムは、少なくともある程度の一軸延伸処理が施されていてもよい。染色処理前の一軸延伸処理の代わりに、あるいは染色処理前の一軸延伸処理に加えて、染色処理時に一軸延伸処理を行ってもよい。
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。二色性有機染料としては、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等が挙げられる。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。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合、染色浴には、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液を用いることができる。ヨウ化カリウムに代えて、ヨウ化亜鉛等の他のヨウ化物を用いてもよく、ヨウ化カリウムと他のヨウ化物を併用してもよい。また、ヨウ化物以外の化合物、例えば、ホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルト等を共存させてもよい。ホウ酸を添加する場合は、ヨウ素を含む点で後述する架橋処理と区別される。上記水溶液におけるヨウ素の含有量は通常、水100質量部あたり0.003~1質量部程度である。また、ヨウ化カリウム等のヨウ化物の含有量は通常、水100質量部あたり0.1~20質量部程度である。
PVA系フィルムを浸漬するときの染色浴の温度は、通常10~45℃程度、好ましくは10~40℃程度であり、より好ましくは20~35℃程度であり、フィルムの浸漬時間は、通常30~600秒程度、好ましくは60~300秒程度である。
二色性色素として二色性有機染料を用いる場合、染色浴には、二色性有機染料を含有する水溶液を用いることができる。当該水溶液における二色性有機染料の含有量は通常、水100質量部あたり1×10-4~10質量部程度であり、好ましくは1×10-3~1質量部程度である。この染色浴には染色助剤等を共存させてもよく、例えば、硫酸ナトリウム等の無機塩や界面活性剤等を含有していてもよい。二色性有機染料は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。フィルムを浸漬するときの染色浴の温度は、例えば20~80℃程度、好ましくは30~70℃程度であり、フィルムの浸漬時間は、通常20~600秒程度、好ましくは30~300秒程度である。
(架橋工程)
架橋工程では、染色工程後のPVA系フィルムを架橋剤で処理する架橋処理を行う。架橋処理は、架橋による耐水化や色相調整等の目的で行う処理であり、具体的には、架橋剤を含有する架橋浴に染色工程後のフィルムを浸漬させる処理であることができる。当該フィルムは、1つの架橋浴に浸漬されてもよいし、2以上の架橋浴に順次浸漬されてもよい。架橋処理時に一軸延伸処理を行ってもよい。
架橋剤としては、ホウ酸が含まれ、さらに他の架橋剤であるグリオキザール、グルタルアルデヒド等を含むものであってもよい。架橋浴におけるホウ酸の含有量は通常、水100質量部あたり0.1~15質量部程度であり、好ましくは1~10質量部程度である。二色性色素がヨウ素の場合、架橋浴は、ホウ酸に加えてヨウ化物を含有することが好ましい。架橋浴におけるヨウ化物の含有量は通常、水100質量部あたり0.1~20質量部程度であり、好ましくは3~15質量部程度である。ヨウ化物としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛等が挙げられる。また、ヨウ化物以外の化合物、例えば、塩化亜鉛、塩化コバルト、塩化ジルコニウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸ナトリウム等を架橋浴に共存させてもよい。
架橋工程において、PVA系フィルムを2以上の架橋浴に順次浸漬する場合、架橋浴に含まれる成分の組成及び含有量は、互いに同じであってもよいが、互いに異なっていることが好ましい。
PVA系フィルムを浸漬するときの架橋浴の温度は、より高い光学特性を有する偏光子を得る観点から、好ましくは55.0℃以上であり、より好ましくは58℃以上であり、58.5℃以上であってもよく、通常85.0℃以下であり、好ましくは70.0℃以下であり、65.0℃以下であってもよく、63.0℃以下であってもよく、61.0℃以下であってもよい。この温度の架橋浴に浸漬する浸漬時間は、通常10~600秒程度、好ましくは20~300秒程度である。
PVA系フィルムを2以上の架橋浴に順次浸漬する場合、少なくとも1つの架橋浴における温度及び架橋時間が上記の範囲内であればよく、他の架橋浴における温度及び架橋時間は、上記した温度及び架橋時間の範囲内であってもよく範囲外であってもよい。PVA系フィルムを2以上の架橋浴に順次浸漬する場合、最初に浸漬する架橋浴として温度58.0℃以上の架橋浴を用いることが好ましい。他の架橋浴における温度は、例えば50~85℃程度、あるいは50~70℃程度としてもよく、フィルムの浸漬時間は、例えば10~600秒程度、あるいは20~300秒程度としてもよい。
(洗浄工程)
洗浄工程における洗浄処理は、PVA系フィルムに付着した余分な架橋剤や二色性色素等の薬剤を除去する目的で必要に応じて実施される処理であり、水を含有する洗浄液を用いて架橋工程後のPVA系フィルムを洗浄する処理である。具体的には、洗浄浴(洗浄液)に架橋工程後のPVA系フィルムを浸漬させる処理であることができる。PVA系フィルムは、1つの洗浄浴に浸漬されてもよいし、2以上の洗浄浴に順次浸漬されてもよい。あるいは、洗浄処理は、架橋工程後のPVA系フィルムに対して洗浄液をシャワーとして噴霧する処理であってもよく、上記の浸漬と噴霧とを組み合わせてもよい。
洗浄液は、水(例えば純水)であることができる他、アルコール類等の水溶性有機溶媒を添加した水溶液であってもよい。洗浄液の温度は、例えば1~40℃程度であることができ、洗浄時間は、例えば1~60秒程度であることができる。
(乾燥工程)
乾燥工程ではPVA系フィルムの水分率を調整しながら、PVA系フィルムの架橋を促進させる為の乾燥処理である。乾燥処理は、熱風乾燥機や赤外線ヒーター、或いは熱ロール搬送等を用いて行うことができる。乾燥処理の温度は、通常30~110℃程度であり、好ましくは50~90℃である。乾燥処理の時間は、通常60~600秒間程度であり、好ましくは120~600秒間である。乾燥処理により、偏光子中の水分率が調整される。その水分率は、偏光子の総質量に対して通常5~20質量%程度であり、好ましくは8~15質量%である。水分率が5質量%以上であると、偏光子は十分な可撓性を有するため、乾燥後に損傷したり、搬送中に破断したりすることを抑制することができる。また水分率が20質量%以下であると、偏光子は、十分な熱安定性を有する。乾燥処理は必要に応じて行えばよく、乾燥処理を行わなくてもよい。
(延伸工程)
延伸工程は、PVA系フィルムの延伸処理を行う工程であり、PVA系フィルムは一軸延伸処理されることが好ましい。前述の通り、PVA系フィルムは膨潤工程、染色工程、架橋工程、洗浄工程、及び乾燥工程等、偏光子製造設備に備えられた処理工程の内1又は2以上の段階で一軸延伸処理される。
一軸延伸処理は、空中で延伸を行う乾式延伸、浴中で延伸を行う湿式延伸のいずれであってもよく、これらの双方を行ってもよい。一軸延伸処理は、2つのニップロール間に周速差をつけて縦一軸延伸を行うロール間延伸、熱ロール延伸、テンター延伸等であることができるが、好ましくはロール間延伸を含む。原反フィルムを基準とする総延伸倍率(2以上の段階で延伸処理を行う場合にはそれらの累積の延伸倍率)は、好ましくは5.0倍以上であり、5.5倍以上であってもよく、5.6倍以上であってもよく、5.8倍以上であってもよく、6.0倍以上であってもよく、通常8倍以下である。
偏光子の吸収軸方向における収縮力は、4.0N/2mm未満である。偏光子の吸収軸方向における収縮力は3.7N/2mm以下であることが好ましく、3.5N/2mm以下であることがより好ましく、3.0N/2mm以下であることがさらに好ましく、2.5N/2mm以下であることがよりさらに好ましい。また、偏光子の吸収軸方向における収縮力は通常0.5N/2mm以上である。偏光子の吸収軸方向における収縮力が4.0N/2mm未満であることで、偏光板の収縮を抑制することができ、高温下において偏光板端部にかかる(メタ)アクリル系樹脂フィルムへの応力を低減し、それに伴う(メタ)アクリル系樹脂フィルムの位相差変化を抑制することで偏光板端部の光抜けを抑制できると推定される。なお、偏光子の吸収軸方向における収縮力は、偏光子を製造する際の架橋浴に含まれるホウ素量、架橋液への浸漬時間、架橋浴の温度、原反フィルムを基準とする総延伸倍率等を調整することにより、所望の収縮力を得ることができる。
偏光子の吸収軸方向における収縮力は、実施例の欄に記載の方法で測定することができる。
偏光子の厚みは、30μm以下とすることができ、好ましくは25μm以下(例えば20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下、なおさらには8μm以下)である。偏光子の厚みは、通常2μm以上である。偏光子の厚みを小さくすることは、偏光板、ひいてはこれが適用される液晶パネル及び液晶表示装置等の薄型化に有利である。
偏光子の視感度補正偏光度は、例えば99.00%以上であってよく、好ましくは99.90%以上であり、より好ましくは99.98%以上であり、さらに好ましくは99.99%以上であり、通常100%以下であり、例えば100%未満であってよい。
偏光子の視感度補正透過率は、例えば40%以上であってよく、好ましくは41%以上であり、より好ましくは42%以上であり、さらに好ましくは43%以上であり、通常50.0%以下であり、例えば50.0%未満であってもよいし、49.0%以下であってもよい。
偏光子の視感度補正偏光度及び視感度補正透過率は、それぞれ、積分球付き分光光度計(例えば日本分光株式会社製の「V7100」)を用いて得られる偏光度、透過率に対して「JIS Z 8701」の2度視野(C光源)により視感度補正を行うことで算出することができる。
<接着剤層>
偏光子とポリエステル系樹脂フィルムとを貼合させる第1接着剤層と、偏光子と(メタ)アクリル系樹脂フィルムとを貼合させる第2接着剤層とは、それぞれ、公知の接着剤組成物から形成されてよい。第1接着剤層と第2接着剤層とは同じ接着剤組成物から形成された接着剤層であってもよいし、異なる接着剤組成物から形成された接着剤層であってもよい。また、第1接着剤層と第2接着剤層とは、それぞれ、水系接着剤組成物から形成された接着剤層であってもよいし、加熱又は紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射により硬化する硬化性接着剤組成物から形成された接着剤層であってもよい。
水系接着剤組成物としては、例えば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を水に溶解したもの、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂又はウレタン樹脂を水に分散させたものが挙げられる。水系接着剤組成物は、さらに、多価アルデヒド、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物、グリオキサール化合物、水溶性エポキシ樹脂等の硬化性成分や架橋剤を含有していてもよい。水系接着剤組成物としては、例えば、特開2010-191389号公報に記載の接着剤組成物、特開2011-107686号公報に記載の接着剤組成物、特開2020-172088号公報に記載の組成物、特開2005-208456号公報に記載の組成物等が挙げられる。
硬化性接着剤組成物は、主成分として硬化性(重合性)化合物を含み、活性エネルギー線照射により硬化する活性エネルギー線硬化型接着剤組成物であることが好ましい。活性エネルギー線硬化型接着剤組成物としては、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物を含むカチオン重合型接着剤組成物、硬化性化合物としてラジカル重合性化合物を含むラジカル重合型接着剤組成物、硬化性化合物としてカチオン重合性化合物とラジカル重合性化合物との両方を含むハイブリッド型接着剤組成物等が挙げられる。
カチオン重合性化合物は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射や加熱によりカチオン重合反応が進行して硬化する化合物又はオリゴマーであり、具体的にはエポキシ化合物、オキセタン化合物、ビニル化合物等が挙げられる。
エポキシ化合物としては、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等の脂環式エポキシ化合物(脂環式環に結合したエポキシ基を分子内に1個以上有する化合物);ビスフェノールAのジグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ化合物(分子内に芳香族環とエポキシ基とを有する化合物);2-エチルヘキシル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等の脂肪族エポキシ化合物(脂肪族炭素原子に結合するオキシラン環を分子内に少なくとも1個有する化合物)等が挙げられる。
オキセタン化合物としては、3-エチル-3-{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン等の分子内に1個以上のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。
カチオン重合型接着剤組成物は、カチオン重合開始剤を含むことが好ましい。カチオン重合開始剤は熱カチオン重合開始剤であってもよいし、光カチオン重合開始剤であってもよい。カチオン重合開始剤としては、ベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート等の芳香族ジアゾニウム塩;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)ボレート等の芳香族ヨードニウム塩;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等の芳香族スルホニウム塩;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等の鉄-アレーン錯体等が挙げられる。カチオン重合開始剤の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して通常0.1~10質量部である。カチオン重合開始剤は2種以上含んでいてもよい。
カチオン重合型接着剤組成物としては、例えば、特開2016-126345号公報、特開2021-113969号公報に記載のカチオン重合性組成物等が挙げられる。
ラジカル重合性化合物は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射や加熱によりラジカル重合反応が進行して硬化する化合物又はオリゴマーであり、具体的にはエチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する化合物としては、分子内に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル系化合物、分子内に1個以上のビニル基を有するビニル化合物等が挙げられる。
(メタ)アクリル系化合物としては、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリルアミドモノマー、及び、官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリルオリゴマー等の(メタ)アクリロイル基含有化合物を挙げることができる。
ラジカル重合型接着剤組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。ラジカル重合開始剤は熱ラジカル重合開始剤であってもよいし、光ラジカル重合開始剤であってもよい。ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン、3-メチルアセトフェノン等のアセトフェノン系開始剤;ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系開始剤;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル系開始剤;4-イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系開始剤;キサントン、フルオレノン等が挙げられる。ラジカル重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性化合物100質量部に対して通常0.1~10質量部である。ラジカル重合開始剤は2種以上含んでいてもよい。
ラジカル重合型接着剤組成物としては、例えば、特開2016-126345号公報、特開2016-153474号公報、国際公開第2017/183335号に記載のラジカル重合性組成物等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物は、必要に応じて、イオントラップ剤、酸化防止剤、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、帯電防止剤、レベリング剤、溶媒等の添加剤を含有することができる。
偏光子とポリエステル系樹脂フィルムとの貼合は、偏光子の貼合面及びポリエステル系樹脂フィルムの貼合面から選ばれる少なくとも一方の貼合面に接着剤組成物を塗工し、接着剤組成物の塗工層を介して両者を重ね、貼合ロール等を用いて上下から押圧して貼合後、接着剤層を乾燥させる、活性エネルギー線を照射して硬化させる、又は加熱して硬化させることにより行うことができる。
接着剤組成物の塗工層の形成には、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーター、ワイヤーバーコーター、ドクターブレードコーター等の種々の塗工方式を使用することができる。
また、偏光子とポリエステル系樹脂フィルムとの両方の貼合面が内側となるように連続的に供給しながら、その間に接着剤組成物を流涎させる方式であってもよい。
接着剤層の塗工層を形成する前に、偏光子の貼合面及びポリエステル系樹脂フィルムの貼合面から選ばれる少なくとも一方の貼合面に、ケン化処理、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、アンカーコーティング処理等の易接着処理を施してもよい。
偏光子とアクリル系樹脂フィルムとの貼合も、偏光子とポリエステル系樹脂フィルムとの貼合と同様にして行うことができる。
活性エネルギー線を照射する場合の光照射強度は、活性エネルギー線硬化型接着剤組成物の組成ごとに決定されるものであって特に限定されないが、10mW/cm2以上1,000mW/cm2以下であることが好ましい。なお、照射強度は、好ましくは光カチオン重合開始剤又は光ラジカル重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。このような光照射強度で1回あるいは複数回照射して、その積算光量を、10mJ/cm2以上とすることが好ましく、100mJ/cm2以上1,000mJ/cm2以下とすることがより好ましい。
活性エネルギー線硬化型接着剤組成物の重合硬化を行うために使用する光源は、特に限定されないが、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、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が挙げられる。
第1接着剤層及び第2接着剤層が水系接着剤組成物から形成される場合、第1接着剤層及び第2接着剤層の厚みは、例えば5μm以下であってよく、1μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上であってよく、0.05μm以上であることが好ましい。
第1接着剤層及び第2接着剤層が硬化性接着剤組成物(好ましくは活性エネルギー線硬化型接着剤組成物)から形成される場合、第1接着剤層及び第2接着剤層の厚みは、例えば、15μm以下であってよく、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上であってもよく、0.3μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。
第1接着剤層及び第2接着剤層は、それぞれ、カチオン重合型接着剤組成物から形成されることが好ましい。
第1接着剤層及び第2接着剤層とは、同じ厚みであってもよいし、異なる厚みであってもよいが、同じ厚みであることが好ましい。なお、「同じ厚み」とは、0.3μm程度の誤差も含む。
<その他の構成要件>
本発明の偏光板は、所望の光学機能を付与するために、さらに、光学機能性フィルムを備えていてもよい。光学機能性フィルムとしては、位相差フィルム、集光板、輝度向上フィルム、光拡散層(光拡散フィルム)等が挙げられる。
光学機能性フィルムは、偏光板と接着剤層又は粘着剤層を介して貼合される。接着剤層、粘着剤層としては、それぞれ、上述の接着剤層、後述する粘着剤層と同じものが挙げられる。
<粘着剤層付き偏光板>
本発明は、上記偏光板と粘着剤層とを含む粘着剤層付き偏光板にも関する。粘着剤層付き偏光板は、例えば液晶表示装置に適用することができる。液晶表示装置において、粘着剤層付き偏光板は、画像表示素子である液晶セルの視認側及び/又は背面側に配置される。
本発明の粘着剤層付き偏光板の層構成の例を図6に示す。図6に示される粘着剤層付き偏光板2は、ポリエステル系樹脂フィルム10、第1接着剤層15、偏光子30、第2接着剤層25及び(メタ)アクリル系樹脂フィルム20をこの順に含む偏光板と、粘着剤層40とを含む。
図6に示される粘着剤層付き偏光板2のように、粘着剤層40は、(メタ)アクリル系樹脂フィルム20における偏光子30とは反対側の面に積層されていることが好ましい。
粘着剤層付き偏光板は、その粘着剤層40を介して、液晶セルに貼合することができる。すなわち、視認性の観点から、液晶パネル及び液晶表示装置において、本発明の偏光板は、その(メタ)アクリル系樹脂フィルム20側が液晶セル側となるように配置されることが好ましい。
粘着剤層40は、ポリエステル系樹脂フィルム10又は(メタ)アクリル系樹脂フィルム20のどちらに積層されてもよいが、上述のように、(メタ)アクリル系樹脂フィルム20に積層されることが好ましい。粘着剤層40が(メタ)アクリル系樹脂フィルムに積層されることになると、ポリエステル系樹脂フィルム10が画像表示素子と反対側(例えば視認側)に配置されることになる。なお、(メタ)アクリル系樹脂フィルムにおける偏光子30とは反対側に光学機能性フィルムが積層された場合は、粘着剤層40は光学機能性フィルムにおける(メタ)アクリル系樹脂フィルム20とは反対側にさらに積層されればよい。
粘着剤層を形成する粘着剤組成物としては、(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹脂等をベースポリマーとして含む粘着剤組成物等が挙げられる。なかでも、透明性、粘着力、信頼性、耐熱性、リワーク性等の観点から、(メタ)アクリル系樹脂を含む(メタ)アクリル系粘着剤組成物が好ましい。
粘着剤層の厚みは、接着力等に応じて決定されるが、例えば1μm以上50μm以下であり、2μm以上40μm以下であることが好ましく、3μm以上30μm以下であることがより好ましい。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記のない限り、質量%及び質量部である。
(製造例1:偏光子の製造)
厚み45μmの長尺のポリビニルアルコール(PVA)原反フィルム〔平均重合度2400以上、ケン化度99.9モル%以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、30℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間90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/ホウ酸/水が2/0.3/100(質量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間150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12/2/100(質量比)である60℃の第1架橋浴に滞留時間50秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/2/100(質量比)である40℃の第2架橋浴に滞留時間10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6.1倍とした。第2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(洗浄工程)。その後、フィルムを温度80℃下で滞留時間100秒乾燥させ、偏光子1を得た。得られた偏光子の厚みは19μmであった。
(製造例2;偏光子の製造)
厚み45μmの長尺のポリビニルアルコール(PVA)原反フィルム〔平均重合度2400以上、ケン化度99.9モル%以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、30℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間90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/ホウ酸/水が2/0.3/100(質量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間150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12/4/100(質量比)である61℃の第1架橋浴に滞留時間50秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/4/100(質量比)である40℃の第2架橋浴に滞留時間10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5.7倍とした。第2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(洗浄工程)。その後、フィルムを温度80℃下で滞留時間100秒乾燥させ、偏光子2を得た。得られた偏光子2の厚みは19μmであった。
(製造例3:偏光子の製造)
厚み45μmの長尺のポリビニルアルコール(PVA)原反フィルム〔平均重合度2400以上、ケン化度99.9モル%以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、30℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間90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/ホウ酸/水が2/0.3/100(質量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間150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12/4/100(質量比)である57℃の第1架橋浴に滞留時間50秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/3/100(質量比)である40℃の第2架橋浴に滞留時間10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5.7倍とした。第2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(洗浄工程)。その後、フィルムを温度80℃下で滞留時間100秒乾燥させ、偏光子3を得た。得られた偏光子3の厚みは19μmであった。
(製造例4:偏光子の製造)
厚み45μmの長尺のポリビニルアルコール(PVA)原反フィルム〔平均重合度2400以上、ケン化度99.9モル%以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、30℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間90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/ホウ酸/水が2/0.3/100(質量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間150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12/4/100(質量比)である53℃の第1架橋浴に滞留時間50秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/4/100(質量比)である40℃の第2架橋浴に滞留時間10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6.0倍とした。第2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(洗浄工程)。その後、フィルムを温度80℃下で滞留時間100秒乾燥させ、偏光子4を得た。以上により得られた偏光子4の厚みは19μmであった。
製造例1~製造例4において得られた偏光子から吸収軸方向(MD、延伸方向)を長辺とする幅2mm、長さ10mmの測定用試料を切り出した。この試料をエスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の熱機械分析装置(TMA)「EXSTAR-6000」にセットし、寸法を一定に保持したまま、80℃で4時間保持したときに発生する長辺方向(吸収軸方向)の収縮力を測定した。結果を表1に示す。
(製造例5:ポリエチレンテレフタレート樹脂(1)の製造)
エステル化反応缶を200℃まで昇温させながら、テレフタル酸を86.4部及びエチレングリコール64.6部をエステル化反応缶に仕込み、混合物を得た。得られた混合物を撹拌しながら、得られた混合物に、触媒として三酸化アンチモンを0.017部、酢酸マグネシウム4水和物を0.064部、トリエチルアミン0.16部を加えた。エステル化反応缶内のゲージ圧0.34MPaとし、さらに240℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸0.014部を添加した。さらに、15分かけて260℃に昇温し、リン酸トリメチル0.012部を添加し、混合物を得た。得られた混合物を15分後に、高圧分散機で分散処理を行い、さらに15分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、280℃で減圧下重縮合反応を行った。
重縮合反応終了後、95%カット径が5μmのナスロン製フィルターで濾過処理を行い、ノズルからストランド状に押出し、予め濾過処理(孔径:1μm以下) を行った冷却水を用いて冷却、固化させ、ペレット状にカットし、ポリエチレンテレフタレート樹脂(以下、PET(1)という)を得た。
(製造例6:ポリエチレンテレフタレート樹脂(2)の製造)
乾燥させた紫外線吸収剤(2,2’-(1,4-フェニレン)ビス(4H-3,1-ベンズオキサジン-4-オン)10部と製造例5で得られたPET(1)90部とを混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有するポリエチレンテレフタレート樹脂(2)(以下、PET(2)という)を得た。
(製造例7:易接着層形成用塗布液の調整)
テレフタル酸46モル%、イソフタル酸46モル%及び5-スルホナトイソフタル酸ナトリウム8モル%からなるジカルボン酸成分と、エチレングリコール50モル%及びネオペンチルグリコール50モル%からなるグリコール成分とを常法によりエステル交換反応および重縮合反応を行って、水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂を調製した。
次いで、水51.4部、イソプロピルアルコール38部、n-ブチルセルソルブ5部、ノニオン系界面活性剤0.06部を混合し、混合物を得た。得られた混合物を77℃まで加熱撹拌しながら、上記水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂5部を加え、樹脂の固まりが無くなるまで撹拌し続け、樹脂水分散液を得た。得られた樹脂水分散液を25℃まで冷却して、固形分濃度5.0質量%の均一な水分散性共重合ポリエステル樹脂液を得た。
凝集体シリカ粒子3部を水50部に分散させ、凝集体シリカ粒子の水分散液を得た。上記水分散性共重合ポリエステル樹脂液99.46部に凝集体シリカ粒子の水分散液0.54部を加えて、撹拌しながら、さらに水20部を加えて、易接着層形成用塗布液を得た。
(製造例8:保護フィルム1の製造)
製造例5で製造したPET(1)90部と製造例6で製造したPET(2)10部とを混合したPET(3)を135℃で6時間減圧乾燥した後、押出機2(中間層B層用)に供給した。また、PET(1)を乾燥して押出機1(外層A層および外層C層用)にそれぞれ供給した。押出機1に供給したPET(1)と押出機2に供給したPET(3)とをそれぞれ285℃で溶解した。この2種のポリマーを、それぞれステンレス焼結体の濾材(公称濾過精度10μm 粒子95% カット)で濾過し、2種3層合流ブロックにて、積層し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度30℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸PETフィルムを作った。この時、A層、B層、C層の厚さの比は10:80:10となるように各押し出し機の吐出量を調整した。
次いで、得られた未延伸PETフィルムの両面に、リバースロール法にて乾燥後の塗布量が0.08g/mになるように、上記易接着層形成用塗布液を塗布した後、80℃で20秒間乾燥した。
この塗布層を形成した未延伸PETフィルムを、テンター延伸機にて、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度125℃の熱風ゾーンで、幅方向に4.0倍に延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度225℃、10秒間で処理し、さらに幅方向に3.0%の緩和処理を行い、フィルム厚み約80μmの易接着層が形成された一軸延伸PETフィルムを得た。これを保護フィルム1とした。
(製造例9:保護フィルム2の製造)
ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂90部とアクリロニトリル-スチレン(AS)樹脂10部の混合物(ラクトン環含有率:28.5%)を押出成形し、縦2.0倍、横2.4倍に延伸した厚み40μmのアクリル系樹脂フィルムを得た。これを保護フィルム2とした。
<実施例1>
上記保護フィルム1及び保護フィルム2の片面にそれぞれコロナ処理を施し、当該コロナ処理面に、エポキシ系紫外線硬化性接着剤を、接着剤塗工装置を用いることにより塗工した。次いで塗工層面に上記製造例1で得た偏光子1を重ね、続いて貼合ロールを用いて押圧及び貼合することにより偏光板前駆体を得た。この時、保護フィルム1(ポリエステル系樹脂フィルム)の延伸方向(幅方向)と偏光子の吸収軸方向(偏光子の延伸方向)が直交する様に貼合した。この偏光板前駆体に対し、保護フィルム2((メタ)アクリル系樹脂フィルム)側からベルトコンベア付の紫外線照射装置(ランプは、アイグラフィックス社製のメタルハライドランプ)を用いて積算光量が200mJ/cm(UVB)となるように紫外線を照射し、上記接着剤を硬化させて偏光板を得た。当該偏光板は保護フィルム1(ポリエステル系樹脂フィルム)/接着剤層/偏光子/接着剤層/保護フィルム2((メタ)アクリル系樹脂フィルム)の層構成を有する。
次に、(メタ)アクリル系粘着剤層(厚み20μm)を離形フィルムの離型処理面に有する離型フィルム付粘着剤層を準備した。当該離型フィルム付粘着剤層を、上記偏光板の(メタ)アクリル系樹脂フィルム側に、保護フィルム2((メタ)アクリル系樹脂フィルム)の表面をコロナ処理した上で積層することにより粘着剤層付き偏光板を得た。当該粘着剤層付き偏光板は、保護フィルム1(ポリエステル系樹脂フィルム)/接着剤層/偏光子/接着剤層/保護フィルム2((メタ)アクリル系樹脂フィルム)/粘着剤層/離型フィルムの構造を有する。
<実施例2>
偏光子1の代わりに偏光子2を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及び粘着剤層付き偏光板を得た。
<実施例3>
偏光子1の代わりに偏光子3を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及び粘着剤層付き偏光板を得た。
<比較例1>
偏光子1の代わりに偏光子4を用いた以外は実施例1と同様にして偏光板及び粘着剤層付き偏光板を得た。
<比較例2>
保護フィルム1の代わりに厚み38μmのポリエステル系樹脂からなる二軸延伸のポリエチレンテレフタレート(PET)の保護フィルム(三菱化学社製)を用いた以外は比較例1と同様にして偏光板及び粘着剤層付き偏光板を得た。なお、厚み38μmのポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re1~Re4は表1に示すとおりである。なお、この偏光板は実施例1同様、2軸延伸のポリエチレンテレフタレートの保護フィルムの延伸方向(幅方向)と偏光子の吸収軸方向(偏光子の延伸方向)が直交する様に貼合している。2軸延伸のポリエチレンテレフタレートの保護フィルムの延伸方向(幅方向)とは、当該フィルムロールからフィルムを巻きだした際の幅方向を示す。
(ポリエステル系樹脂フィルムの位相差値の測定)
実施例及び比較例で用いたポリエステル系樹脂フィルムの位相差値Re1~Re4を、位相差測定装置(王子計測機器(株)製、KOBRA-HB-RESPC)を用いて波長587nmで測定した。結果を表1に示す。
Re1:ポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が90°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第1配置において測定される位相差値。
Re2:第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その進相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第2配置において測定される位相差値。
Re3:第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、ポリエステル系樹脂フィルム面内においてその進相軸に対して45°の角度をなす軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第3配置において測定される位相差値。
Re4:第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その遅相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第4配置において測定される位相差値。
(ポリエステル系樹脂フィルムの厚み方向の位相差値の測定)
ポリエステル系樹脂フィルムの厚み方向の位相差値Rthを、位相差測定装置(王子計測機器(株)製、KOBRA-HB-RESPC)を用いて、ポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向のなす角度が60°の状態で、波長587nmで測定した。また、厚み方向の位相差値Rthと位相差値Re1とから、Re1/Rthを求めた。結果を表1に示す。
(虹ムラの測定)
実施例1で得られた粘着剤層付き偏光板から離型フィルムを剥離後、粘着剤層側を無アルカリガラス基板(厚み0.7mm、コーニング社製「Eagle XG」)に貼合し、ガラス貼合偏光板積層体を得た。
バックライト光源に前記のガラス貼合偏光板積層体を、ガラス基板側が光源になるよう配置し、暗所において偏光板のポリエステル系樹脂フィルム側から斜め方向に偏光板の目視観察を行い、虹ムラの視認性を確認し、以下の基準により評価を行った。
また、実施例2~実施例3で得られた粘着剤層付き偏光板及び比較例1~比較例2で得られた粘着剤層付き偏光板について同様に虹ムラを評価した。結果を表1に示す。
〇:虹ムラが弱い
×:虹ムラが強い
(光抜けの測定)
実施例1で粘着剤層付き偏光板を、150mm×90mmのサイズにカットした。なお、カットした粘着剤層付き偏光板の長辺又は短辺のどちらかは吸収軸と平行である。カットした粘着剤層付き偏光板(長辺方向が吸収軸と平行)から、離型フィルムを剥離後、粘着剤側をアルカリガラス基板(厚み1.1mm、日本板ガラス社製)の片面に貼合し、さらに前記ガラス基板の偏光板貼合面とは異なる面に、実施例1で作製した粘着剤層付き偏光板を上記と同様にカットした粘着剤付き偏光板(短辺方向が吸収軸と平行)を2つの偏光板の透過軸が直交するよう貼合し、ガラス貼合偏光板積層体を得た。ガラス貼合偏光板積層体の構成は、ポリエステル系樹脂フィルム/接着剤層/偏光フィルム/接着剤層/アクリル系樹脂フィルム/粘着剤層/ガラス基板/粘着剤層/アクリル系樹脂フィルム/接着剤層/偏光フィルム/接着剤層/ポリエステル系樹脂フィルムである。
得られたガラス貼合偏光板積層体を温度85℃環境下で100時間放置後、バックライト光源に前記のガラス貼合偏光板積層体を配置し、光抜けの面内均一性を目視により観察し、暗所において以下の基準により評価を行った。また、実施例2~3及び比較例1~2の粘着剤層付き偏光板について同様に光抜けを評価した。結果を表1に示す。
◎:端部の光抜けが非常に弱い
○:端部の光抜けが弱い
×:端部の光抜けが強い
Figure 2024142941000005
1 偏光板、2 粘着剤層付き偏光板、10 ポリエステル系樹脂フィルム、15 第1接着剤層、20 (メタ)アクリル系樹脂フィルム、25 第2接着剤層、30 偏光子、40 粘着剤層、100 ポリエステル系樹脂フィルム(第1配置)、110 ポリエステル系樹脂フィルム(第2配置)、120 ポリエステル系樹脂フィルム(第3配置)、130 ポリエステル系樹脂フィルム(第4配置)、201 光源、202 観測器、210 測定方向、300,310,320 中心軸、400 第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムの進相軸、500 第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムの遅相軸。

Claims (5)

  1. ポリエステル系樹脂フィルム、第1接着剤層、偏光子、第2接着剤層及び(メタ)アクリル系樹脂フィルムをこの順に含む偏光板であって、
    前記偏光子の吸収軸方向における収縮力が4.0N/2mm未満であり、
    前記ポリエステル系樹脂フィルムは、式(1)で定義される位相差値Reについて、以下の[i]~[iv]を満たす偏光板。
    Re=(n-n)×d (1)
    [式中、nはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を表し、dはフィルムの厚みを表す。]
    [i]ポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が90°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第1配置において測定される位相差値Re1が6000nm以上である。
    [ii]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その進相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第2配置において測定される位相差値Re2が5000nm以上である。
    [iii]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、ポリエステル系樹脂フィルム面内においてその進相軸に対して45°の角度をなす軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第3配置において測定される位相差値Re3が6000nm以上である。
    [iv]前記第1配置にあるポリエステル系樹脂フィルムを、その遅相軸を中心軸として30°回転させることによりポリエステル系樹脂フィルムの面と測定方向とのなす角度が60°となるようにポリエステル系樹脂フィルムを配置する第4配置において測定される位相差値Re4が7000nm以上である。
  2. 前記ポリエステル系樹脂フィルムの膜厚が60μm以上である請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記ポリエステル系樹脂フィルムの式(2)で定義される厚み方向の位相差値Rthに対する位相差値Re1の比が、0.5以上である請求項1に記載の偏光板。
    Rth=〔(n+n)/2-n〕×d (2)
    [式中、nはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を表し、nはフィルム厚み方向の屈折率を表し、dはフィルムの厚みを表す。]
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の偏光板と、粘着剤層とを含む粘着剤層付き偏光板であって、
    前記粘着剤層が、前記(メタ)アクリル系樹脂フィルムにおける前記偏光子とは反対側の面に積層されている粘着剤層付き偏光板。
  5. 請求項4に記載の粘着剤層付き偏光板を含む液晶表示装置。
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