(57)【要約】      （修正有）【課題】高温環境下での使用におけるクラックの発生、高湿環境化での使用における偏光度の低下を防ぐ。【解決手段】有機色素の固化層又は硬化層を備える偏光膜２０と、偏光膜と接触する粘着剤層１０と、偏光膜及び粘着剤層を支持する基材３０とを備える。前記有機色素は、好ましくはリオトロピック液晶性を示すペリレン系染料である。また、前記粘着剤層が、好ましくはアクリル系粘着剤である。また、前記粘着剤層は、１０μｍ／ｈ〜３００μｍ／ｈのクリープ量を有する。【選択図】図１
2009092825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機色素の固化層又は硬化層を備える偏光膜と、
前記偏光膜と接触して配置される接触層と、
前記偏光膜及び前記接触層を支持する基材と、を備える光学積層体。
【請求項２】
前記有機色素が、リオトロピック液晶性を示すペリレン系染料である請求項１に記載の光学積層体。
【請求項３】
前記接触層が、粘着剤層である請求項１又は２に記載の光学積層体。
【請求項４】
前記接触層が、アクリル系粘着剤からなる粘着剤層である請求項３に記載の光学積層体。
【請求項５】
前記接触層が、１０μｍ／ｈ〜３００μｍ／ｈのクリープ量を有する請求項１から４の何れか一項に記載の光学積層体。
【請求項６】
基材の表面に有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させ、前記基材と前記有機色素の固化層とを備える第１の積層を作製する工程と、
剥離ライナーの表面に粘着剤を含む溶液を塗布し、乾燥させ、前記剥離ライナーと前記粘着剤の層とを備える第２の積層を作製する工程と、
前記第１の積層と前記第２の積層とを前記固化層と前記粘着剤の層とが対向、且つ、接触するように貼着する工程とを含む光学積層体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の積層を作製する工程は、配向処理を施した基材の表面に前記有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させる請求項６に記載の光学積層体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の積層を作製する工程は、易接着処理を施した基材の表面に前記有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させる請求項６に記載の光学積層体の製造方法。
【請求項９】
前記第１の積層を作製する工程は、配向膜を形成した基材の表面に有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させる請求項６に記載の光学積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置等に用いられる有機色素の偏光膜を備える光学積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等などに使用される偏光膜は、その製法により、ヨウ素系と有機系とに大別される。ヨウ素系の偏光膜は、ヨウ素で染色したポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする高分子フィルムを延伸させているため、延伸方向に裂け易い。そこで、有機色素を含む溶液を基材上に塗布、乾燥させて偏光膜を製造する方法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−０６１７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
有機系の偏光膜は基材上に有機色素の層を形成しているため、特に高温環境下で使用されて膨張、収縮が繰り返されると、基材上の有機色素の層に加わるストレスによりクラックの発生を招くという問題がある。また、特に高湿環境下で使用されて乾燥、吸湿が繰り返されると、偏光度の低下を招くという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高温環境下での使用におけるクラックの発生、高湿環境化での使用における偏光度の低下を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、有機色素の偏光膜に接触層を接触して配置させることで、有機色素の偏光膜に作用する温度変化、湿度変化を軽減することができ、これによりクラックの原因となる膨張、収縮及び偏光度の低下の原因となる乾燥、吸湿を防ぐことができるとの知見を得た。
【０００６】
すなわち、本発明の光学積層体は、有機色素の固化層又は硬化層を備える偏光膜と、前記偏光膜と接触して配置される接触層と、前記偏光膜及び前記接触層を支持する基材と、を備える。この構成によれば、接触層を偏光膜に接触して配置させることで偏光膜の膨張、収縮が抑制され、温度変化によるクラックの発生を防ぐことができる。また、接触層を接触させることで、偏光膜の乾燥、吸湿が抑制され、湿度変化による偏光度の低下を防ぐことができる。
【０００７】
本発明において、前記有機色素は、好ましくはリオトロピック液晶性を示すペリレン系染料である。また、前記接触層が、好ましくは粘着剤層である。また、前記接触層が、好ましくはアクリル系粘着剤からなる粘着剤層である。また、前記接触層が、好ましくは１０μｍ／ｈ〜３００μｍ／ｈのクリープ量を有する。
【０００８】
以下、本発明の光学積層体を構成する各層について説明する。
【０００９】
（基材）
基材は、ガラス板や高分子フィルムなど任意の基材が用いられ得る。上記基材には、配向処理や、易接着処理などの任意の処理が施されていてもよい。上記配向処理としては、ラビング処理などの機械的配向処理、光配向処理などの化学的配向処理等が挙げられる。上記易接着処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、ＵＶ処理等が挙げられる。一方、上記基材には、配向膜が形成されていてもよい。上記基材に配向膜が形成される場合、該配向膜は、好ましくは配向処理が施されたものである。
【００１０】
（偏光膜）
（１）光学的性質
上記偏光膜は、好ましくは、波長５５０ｎｍにおいて吸収二色性を示す。このような偏光膜は、例えば、液晶ディスプレイの偏光子として用いられる。上記偏光膜の二色比は、波長５５０ｎｍにおいて、好ましくは２０以上であり、さらに好ましくは３０以上である。なお、上記二色比は、分光光度計を用いて、直線偏光の測定光を入射させ、光学異方層の配向方向に対し、該測定光の偏光の電界ベクトルが平行及び直交するように、透過率を測定することにより、算出することができる。
【００１１】
（２）有機色素
偏光膜は、有機色素の固化層又は硬化層である。上記固化層又は硬化層は、好ましくはリオトロピック液晶性を示す有機色素から形成される。上記リオトロピック液晶性を示す有機色素は、溶媒に可溶で、温度や濃度を変化させることにより、等方相−液晶相の相転移を起こす性質を持つものをいう。上記液晶相は、特に制限はなく、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、コレステリック液晶相などが挙げられる。上記リオトロピック液晶性を示す有機色素の溶媒に対する溶解度は、水１００ｇに対し、好ましくは０．５ミリモル〜０．１モルであり、さらに好ましくは５ミリモル〜５０ミリモルである。上記リオトロピック液晶性を示す有機色素は、水溶性であることが好ましく、そのような有機色素は、材料に水溶性を付与するために、好ましくは、親水性置換基を有する。上記親水性置換基は、好ましくは、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３Ｍ、−ＯＨ、及び−ＮＨ２からなる群から選択される少なくとも１種の置換基である。
上記有機色素としては、例えば、アントラキノン系染料、アゾ系染料、ペリレン系染料、キノフタロン系染料、ナフトキノン系染料、メロシアニン系染料等が用いられ得る。このなかで、好ましくは、ペリレン系染料が用いられる。
【００１２】
（接触層）
接触層としては偏光膜に接触して設けられ、偏光膜を覆うことで偏光膜を保護できるものであればよく、例えば、粘着剤層、弾性材層が挙げられる。接触層として粘着剤層を用いる場合、接触層、偏光膜及び基材の順に積層させて光学積層体を構成することで、接触層と偏光膜とを接触させて偏光膜のクラック防止、偏光度低下防止の効果が高いだけでなく、粘着剤層の接触層を介して光学積層体を表示装置等に貼着させることができる。この場合、偏光膜と基材とを接触させて積層させる他、配向層や接着層などを介して積層させるようにしても良い。接触層としてゴム等の弾性材層を用いた場合でも、弾性材を偏光膜に接触させて偏光膜の膨張、収縮、偏光膜の乾燥、吸湿を抑制することができる。以下、光学積層体を表示装置に貼着する場合に好適な粘着剤層について説明する。
【００１３】
（粘着剤層）
（１）粘着剤の組成
上記粘着剤層は、適宜粘着力を有するものであればよく任意の適切なものが用いられ得る。好ましくは、上記粘着剤層は、アクリル系粘着剤からなる。上記アクリル系粘着剤は、好ましくはベースポリマーとして、アクリレート系モノマー及び／又はメタクリレート系モノマーから合成させる重合体または共重合体を含む。この他、上記アクリル系粘着剤は、架橋剤、酸化防止剤、粘着付与剤等の任意の添加剤を含んでいてもよい。或いは、これらベースポリマーと添加剤とが相互に作用し、組成変化したものであってもよい。
【００１４】
（２）ベースポリマー
上記アクリル系粘着剤のベースポリマーとしては、好ましくは、直鎖又は分枝の炭素数２〜１０程度のアルキル基を有するポリマーが用いられる。その具体例としては、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート等が挙げられる。
【００１５】
（３）架橋剤
好ましくは、上記アクリル系粘着剤は、架橋剤により、架橋されたものである。上記架橋剤としては、好ましくは、過酸化物及び／又はイソシアネート化合物である。上記過酸化物としては、好ましくは、ジアシルパーオキサイド類が用いられる。市販の架橋剤としては、日本油脂社製  商品名「パーロイル」シリーズ、「ナイパー」シリーズが挙げられる。イソシアネート化合物としては、好ましくは、キシレンジイソシアネート類が用いられる。市販のイソシアネート化合物としては、三井武田ケミカル社製  商品名「タケネート」シリーズ、日本ポリウレタン工業社製  商品名「コロネート」シリーズが挙げられる。
【００１６】
（４）クリープ量
接触層のクリープ量は、多すぎると偏光膜の膨張又は収縮を抑制することができず、また、少なすぎると偏光膜の膨張又は収縮に追随できず、偏光膜と接触層との接触が分離する虞れがあることから、好ましくは１０μｍ/ｈ〜３００μｍ/ｈであり、さらに好ましくは４０μｍ/ｈ〜２６０μｍ/ｈである。このような接触層であれば、温度変化に対し、偏光膜と同調して膨張又は収縮することで、該偏光膜にかかるストレスを緩和できると考えられる。
【００１７】
なお、上記“クリープ”とは、一定応力の下で試料の塑性変形が時間と共に増加する現象をいう。クリープ量は、１０ｍｍ×３０ｍｍに切断したサンプルの上部１０ｍｍ×１０ｍｍをベーク板に、接触層である粘着剤層を介して貼着し、５０℃、５気圧、１５分のオートクレーブ処理後、室温で１時間放置した後、２３℃で積層フィルムの下端部に、５００ｇの荷重を１時間負荷したときのサンプルのズレ量を測定して算出される。本明細書に規定する粘着剤層のクリープ量は、該粘着剤のベースポリマーの分子量及び／又は粘着剤に添加する架橋剤量を変化させることによって、適宜増加ないし減少させることが可能である。例えば、ベースポリマーを高分子量にするか、あるいは粘着剤中の架橋剤量を増大させることにより、粘着剤層のクリープ量を減少させることができる。他方、ベースポリマーを低分子量にするか、あるいは粘着剤中の架橋剤量を減少させることにより、粘着剤層のクリープ量を増加させることができる。
【００１８】
本発明の光学積層体の製造方法は、基材の表面に、有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させ、前記基材と前記有機色素の固化層とを備える第１の積層を作製する工程と、剥離ライナーの表面に、粘着剤を含む溶液を塗布し、乾燥させ、前記剥離ライナーと前記粘着剤の層とを備える第２の積層を作製する工程と、前記第１の積層と前記第２の積層とを、前記固化層と前記粘着剤の層とが対向、且つ、接触するように貼着する工程とを含む。
【００１９】
本発明の光学積層体の製造方法において、前記第１の積層を作製する工程は、好ましくは配向処理、易接着処理を施した基材の表面に前記有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させるものである。または、前記第１の積層を作製する工程は、好ましくは配向膜を形成した基材の表面に有機色素を含む溶液を塗布し、乾燥させるものである。
【００２０】
なお、剥離ライナーは、本発明の光学積層体が、任意の目的物に貼着される際に剥離されるが、それまでの間は、粘着剤層の汚染を防止するため、残しておくことができる。
【００２１】
本発明の光学積層体の用途は、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機器等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警報機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等である。上記偏光膜は、基材から剥離して用いてもよいし、積層体のまま用いてもよい。積層体のまま光学用途に用いる場合、上記支持体は、可視光の波長領域で、透明なものが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、接触層を偏光膜に接触して配置させることで偏光膜の膨張、収縮が抑制され、温度変化によるクラックの発生を防ぐことができる。また、接触層を接触して配置させることで偏光膜を保護して偏光膜の乾燥、吸湿を抑制することができ、湿度変化による偏光度の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施例１）
厚み１００μｍのノルボルネン系樹脂を主成分とするフィルム［日本ゼオン社製  商品名「ゼオノア」］に、コロナ処理［放電量３４９Ｗ・分／ｍ２］を施し、その処理面に、ペリレン系染料を含む、濃度１２重量％の水溶液［オプティバ社製  商品名「ＮＯ１５」］をＭａｙｅｒ  Ｒｏｄ（＃１．５）［BUSCHMAN社製］を用いて、塗布速度２０ｍ／分で塗布し、乾燥させて、ノルボルネン系樹脂を主成分とするフィルムと、ペリレン系染料を含む固化層（厚み０．５μｍ）とを備える第１の積層を作製した。
【００２４】
剥離ライナーの表面に、下記粘着剤（１）を塗布し、乾燥して、剥離ライナーと粘着剤層（厚み２５μｍ）とを備える第２の積層を作製した。
【００２５】
次に、第２の積層と第１の積層とを、該固化層と粘着剤層とが対向、且つ、接触するように貼着して、第１の積層が第２の積層のほぼ全面を覆うように配置した積層体（i）を作製した。図１は積層体（i）の層構成を示す図であり、符号１０は第２の積層を構成する粘着剤層、符号２０は第１の積層を構成するペリレン系染料を含む固化層（偏光膜）、符号３０は第１の積層を構成するフィルム（基材）を示している。なお、フィルム３０は固化層２０に接触していても接触していなくてもよい。例えば、図２に示すように、フィルム３０と固化層２０との間に配光膜や接着層などの任意の層４０を配置してもよい。
【００２６】
（実施例２）
粘着剤（１）に代えて、下記粘着剤（２）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で積層体（ii）を作製した。
【００２７】
（実施例３）
粘着剤（１）に代えて、下記粘着剤（３）を用いた以外は、実施例１と同様の方法で積層体（iii）を作製した。
【００２８】
（比較例１）
第１の積層と第２の積層とを、基材と粘着剤層とが対向、且つ、接触するように貼着した以外は、実施例１と同様の方法で、積層体（iv）を作製した（図３参照）。
【００２９】
（粘着剤（１）〜（３）の組成）
表１は実施例１〜３及び比較例１にそれぞれ用いた粘着剤（１）〜（３）の組成を示す。なお、これら粘着剤は、重合開始剤の存在下、トルエン溶液中で６０℃、８時間、熱重合反応させて合成した。
【００３０】
【表１】
2009092825.tif 000003
【００３１】
配合比：単位は重量部
ＢＡ：ブチルアクリレート
ＨＥＡ：２−ヒドロキシエチルアクリレート
ＡＣＭＯ：アクリロイルモルホリン 
ＡＡ：アクリル酸
ＨＢＡ：４−ヒドロキシブチルアクリレート
コロネートＬ：日本ポリウレタン工業社製  商品名  「コロネートＬ」
ＢＭＴ４０ＳＶ：日本油脂社製  商品名「ナイパーＢＭＴ４０ＳＶ」
Ｄ１１０Ｎ：三井武田ケミカル社製  商品名「タケネートＤ１１０Ｎ」
Ａ−１００：総研化学社製  商品名「Ａ−１００」
【００３２】
（評価）
実施例及び比較例に係る積層体（i）〜（iv）を、粘着剤層を介して、剥離ライナーを取り除きながら、ガラス板に貼り合せ、サンプル（i）〜（iv）をそれぞれ作製した。なお、次のクラック試験と、偏光度変化試験には、それぞれサンプルを用意した。
【００３３】
（高温耐久試験）
上記サンプル（i）〜（iv）を８０℃の恒温室に５００時間保存した。その後、該高温室からサンプル（i）〜（iv）を取り出して、室温で３０分放置した後、目視観察で、偏光膜のクラックの有無を確認した。
【００３４】
（高湿耐久試験）
上記サンプル（i）〜（iv）を６０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿室に５００時間保存した。その後、高湿室からサンプル（i）〜（iv）を取り出して、室温で３０分放置した後、偏光度を測定し、偏光度変化を求めた。
【００３５】
表２にサンプル（i）〜（iv）の高温耐久試験と高湿耐久試験の結果を示す。
【００３６】
【表２】
2009092825.tif 000004
【００３７】
（粘着剤層のクリープ量の測定方法）
１０ｍｍ×３０ｍｍに切断したサンプルの上部１０ｍｍ×１０ｍｍをベーク板に、粘着剤層を介して貼着し、５０℃、５気圧、１５分のオートクレーブ処理後、室温で１時間放置した後、２３℃で積層フィルムの下端部に、５００ｇの荷重を１時間負荷したときのサンプルのズレ量を測定した。(レーザー式クリープ試験機)
【００３８】
（偏光度の測定方法）
積層フィルムの偏光度は、同一条件で作製した積層フィルムのサンプルを２枚用意し、高速積分球式分光透過率測定器[村上色彩技術研究所社製  製品名「Ｄｏｔ−３Ｃ」]を用いて、Ｔｐ及びＴｃを測定し、次式より求めた。
Ｐ＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２×１００
なお、Ｔｐは、２枚の積層フィルムの吸収軸を平行にした場合の光線透過率を表し、Ｔｃは、２枚の積層フィルムの吸収軸を直交にした場合の光線透過率を表す。
【００３９】
（偏光度変化の測定方法）
偏光度変化は、｛試験後の偏光度（Ｐ５００）−試験前の偏光度（Ｐ０）｝より算出した。なお、上記Ｐ５００は、８０℃の恒温室又は６０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿室に、５００時間保存した後の、サンプルの偏光度を表す。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学積層体の層構造を示す図
【図２】本発明の実施の形態に係る光学積層体の他の層構造を示す図
【図３】本発明の比較例に係る光学積層体の層構造を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１０  粘着剤層
２０  偏光膜
３０  基材
４０  層
【図１】
2009092825.tif 000005
【図２】
2009092825.tif 000006
【図３】
2009092825.tif 000007