CN101276014B - 偏振片保护膜、偏振片、以及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种偏振片保护膜,其在60℃以及40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)为30g/m2·天或更小,在60℃以及95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用在60℃以及60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除WVTR95和WVTR40之差所获得的值,即(WVTR95-WVTR40)/WVTR60,为2.0或更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于实现低水蒸汽透过率的偏振片的具有涂层的保护膜、使用该保护膜的偏振片以及使用该偏振片的液晶显示装置。
背景技术
由于液晶显示装置(在下文中简称为LCDs)具有薄、轻以及低耗电的优点,近来它们已被用于取代CRTs。随着LCDs的普及,对偏振片的需求增加。同样,LCDs的应用范围还从传统小型产品例如台式计算器扩展到包括汽车设备、PC显示器以及电视机的大型产品。
偏振片通常通过将偏振片保护膜(以下简称保护膜或保护层)结合至具有偏振能力的起偏器的一个或两个相对表面而形成,并且在偏振片和起偏器之间插有粘合层。
主要使用聚乙烯醇(在下文中也称为PVA)作为起偏器的材料。起偏器的形成是通过单轴拉伸PVA膜随后用碘或二色染料染色(或者首先用这种染料将PVA膜染色随后单轴拉伸),然后用硼化合物使拉伸的PVA膜交联。
主要使用三醋酸纤维素(下文中也称为TAC)来形成保护膜,因为三醋酸纤维素是光学透明的并且显示出较低的双折射,具有光滑表面,并且相对于通过皂化处理的由PVA制成的起偏器,其提供优异的粘附力。
当三醋酸纤维素用于保护层时,在长期使用之后,由温度和相对湿度的变化所引起的起偏器尺寸的变化会导致显示图像变得不均匀,因此,已经并且正需要改善保护层。
另一方面,由于液晶显示装置往往长时间地运行,因此要求偏振片具有延长的耐久性,以使其在温度和相对湿度都显著变化的环境中长期使用之后,没有LCD的图像质量的退化。尤其是,偏振片需要经得起从背光源射出的增加的光强度以及由背光源所引起的升温(由近来在液晶显示装置亮度上的改进而引起)。
简而言之,随着液晶显示装置适用范围扩大,偏振片需要在包括高温和高相对湿度的苛刻条件下具有满意的耐久性。
针对在温度和相对湿度显著变化的条件下长期使用之后不均匀显示图象的问题,人们已经提出了解决方案。它们包括使用具有偏振片保护膜低水蒸汽透过率的薄膜的那些方案(参见,例如,日本专利申请公开(JP-A)No.10-101907)以及在醋酸纤维素上设置具有低水蒸汽透过率的层的方案(参见,例如,JP-A Nos.62-161103、2001-215331、2002-301788、2002-90546、以及2001-343526)。
然而,以上引用的专利文献中没有一篇充分描述了水蒸汽透过率。换句话说,以上引用的方案对于克服在温度和相对湿度显著改变的环境中出现的不均匀显示是不能令人满意的。
此外,已经确定,能够克服当显示装置暴露于高湿度条件时产生的漏光问题的水蒸汽透过率范围与能够克服当显示装置暴露于低湿度条件时产生的漏光问题的水蒸汽透过率范围不同,而且当过度降低保护层水蒸汽透过率以同时克服这两种漏光问题时,偏振片加工操作期间干燥过程的负荷增加,并且因此生产率降低。
发明内容
因此,本发明的目的在于解决现有技术中的相关问题并且提供一种能以高生产率制造的偏振片保护膜。
本发明的另一目的在于提供一种加工操作中干燥负荷轻的偏振片。
本发明还有的另一个目的在于提供一种在高湿度环境和低湿度环境中都能长时间保持高质量显示图象的液晶显示装置。
为了实现上述目的,本申请的发明人作了深入的研究,并且发现通过使用具有以下特征的偏振片保护膜可以实现这些目标:在60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)30g/m2·天或更小,在60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用60℃和60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除WVTR95和WVTR40之差(或(WVTR95-WVTR40)/WVTR60)所获得的值是2.0或更大。
本发明以上述本发明申请人的发现为基础。其被定义为具有如下特征的偏振片保护膜:在60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)是30g/m2·天或更小,在60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用60℃和60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除WVTR95和WVTR40之差(或(WVTR95-WVTR40)/WVTR60)所获得的值是2.0或更大。
根据本发明,还提供了一种偏振片,该偏振片包括起偏器和设置在该起偏器至少一侧的偏振片保护膜,该偏振片保护膜具有如下特征:在60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)是30g/m2·天或更小,在60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用60℃和60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除WVTR95和WVTR40之差(或(WVTR95-WVTR40)/WVTR60)所获得的值是2.0或更大。
根据本发明,还提供了一种液晶显示装置,该液晶显示装置包括液晶单元以及具有起偏器和设置在该起偏器至少一侧的偏振片保护膜的偏振片,该偏振片保护膜具有如下特征:在60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)是30g/m2·天或更小,在60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)为80g/m2·天或更大并且300g/m2·天或更小,并且用60℃和60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除WVTR95和WVTR40之差(或(WVTR95-WVTR40)/WVTR60)所获得的值是2.0或更大。
具体实施方式
这里,将更详细地描述根据本发明的偏振片保护膜,偏振片以及液晶显示装置。
在以下本发明优选具体实施方案的说明中,用“至”表示的任何数值范围都包括分别位于“至”之前和之后的值作为下限值和上限值。
在以下本发明的优选具体实施方案的说明中,例如“45°”、“平行”以及“垂直”的表述是指由这些措词所表示的角度可以伴有小于±5°的误差范围。严格字义上的角度和真实角度之间的误差优选小于4°,更优选小于3°。在角度方面,“+”是指以顺时针方向观察的角度而“-”是指以逆时针方向观察的角度。表述“慢轴”是指使折射率最大时的方向。表述“可见区”是指380nm至780nm的波长范围。除非另有说明,否则用于测量折射率的波长是指可见光范围内(λ=550nm)的值。
在以下本发明优选具体实施方案的说明中,表述“偏振片”可以是长方形(oblong)偏振片或者是被切成一定大小以此被引入液晶显示装置中的偏振片。这里所使用的表述“切”包括“冲压”和“裁剪”。
在以下本发明优选具体实施方案的说明中,虽然“偏振片”是指具有在“偏振膜”至少一侧的设置透明保护膜以保护偏振膜的层合体(laminatedbody),但是表述“偏振膜”不同于“偏振片”。
(偏振片保护膜)
根据本发明的偏振片保护膜具有以下特征:在60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)为30g/m2·天或更小,在60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)位于80g/m2·天和300g/m2·天之间,并且用60℃和60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除WVTR95和WVTR40之差(或(WVTR95-WVTR40)/WVTR60)所获得的值为2.0或更大。
对于根据本发明的偏振片保护膜,WVTR40优选为10g/m2·天或更小并且WVTR95优选为80g/m2·天或更大且200g/m2·天或更小。当WVTR40高于30g/m2·天时,改善低湿度环境中出现漏光的效果不足,而当WVTR95高于300g/m2·天时,改善高湿度环境中出现漏光的效果不足。
当WVTR95低于80g/m2·天时,偏振片加工可行性(processing feasibility)降低。
<水蒸汽透过率>
以下,将详细描述水蒸汽透过率。
为了本发明的目的,可以将“Physical Properties of Polymers II”(PolymerExperiment Course 4;Kyoritsu Shuppan),第285-294页:Measurement of VaporTransmission(mass method,thermometer method,vapor pressure method,adsorption rate method)中所描述的方法运用于水蒸汽透过率的测量。在60℃和95%RH下,使每一直径为70mm的薄膜样品增湿24小时,并且根据JISZ-0208,由增湿前后之间的质量差来计算每单位表面积内的水分含量(g/m2)。
在测量期间,从恒温恒湿度的容器中取出杯子,测量重量并且将其放回,以适当的时间间隔重复该操作,并且测定两次连续测量之间的每单位时间质量增加,直到质量增加率稳定至5%或更低的恒定水平。称量不含有吸湿剂的空白杯以消除样品吸湿的影响,并且使用称量的值校正水蒸汽透过率。
对于本发明,当测量具有形成于透明基质薄膜上的至少一层涂层的偏振片的保护膜的水蒸汽透过率时,将样品置于杯中,使得涂层比透明基质薄膜更接近杯体,并且从相对于透明基质薄膜的涂层相反侧测量水蒸汽透过率。
当涂层设置于透明支撑体的相对侧时,从两侧测量水蒸汽透过率并且采用较低值。
<偏振片保护膜的物理性能>
对于本发明,虽然可以使用满足上述水蒸汽透过率要求并且具有80%或更高的透射率的任何偏振片保护膜,但是根据本发明的偏振片保护膜优选通过在透明支撑体上设置至少一层涂层而形成。
根据本发明的偏振片保护膜优选是基本上无色的。
表述“基本上无色”是指当由L*、a*、b*色度系统表示时,a*和b*的绝对值为3.0或更低。绝对值优选为2.5或更低,更优选为2或更低。基本上无色的保护膜是所需要的,这是由于具有这种保护膜的偏振片显示出中性灰色色调并且对于色彩显示不会产生任何问题。
(偏振片)
根据本发明的偏振片具有起偏器以及设置于偏振片至少一侧表面的偏振片保护膜。根据本发明的偏振片可以具有偏振片保护膜以及作为保护膜分别设置于其起偏器相对表面上的光学补偿膜。或者,也可以使用在基膜一个表面上设置有作为光学补偿层的光学补偿膜的基膜(base film)。或者,还可以用粘合剂将光学补偿膜粘合在对侧保护膜上。
<起偏器>
虽然起偏器的材料优选通过使用聚乙烯醇(PVA)和二色性分子来形成,但是另外也可以通过如JP-A No.11-248937中所描述的方法,使PVA或聚氯乙烯脱水并且脱氯以生成多烯结构并且将后者取向来形成聚亚乙烯基的起偏器。
虽然PVA是可以由皂化聚醋酸乙烯酯而获得的聚合物材料,但其可以包含能与不饱和羧酸、不饱和磺酸、烯烃或乙烯基醚共聚的成分。可以使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化烯基等的改性PVA。
对于本发明,PVA的皂化率不受任何特别的限制,可以根据目的来适当地选择皂化程度。例如,从溶解度角度出发,皂化率优选为80摩尔%至100摩尔%,更优选为90摩尔%至100摩尔%。
对于本发明,PVA的聚合度不受任何特别的限制,可以根据目的来适当地选择聚合程度。然而,聚合度优选为1,000至10,000,更优选为1,500至5,000。
对于本发明,PVA的间同立构程度不受任何特别的限制,可以根据目的来适当地选择间同立构程度。然而,如日本专利(JP-B)No.2978219中所述,为了改善耐久性,间同立构程度优选为55%或更高,如JP-B No.3317494中所描述,同样也优选使用45%至52.5%的范围。优选通过将PVA转变为薄膜并且随后引入二色性分子来形成起偏器。
通常优选使用流延通过将PVA树脂溶解于水或有机溶剂中而形成的溶液而制造PVA薄膜的方法。溶液中聚乙烯醇树脂的浓度通常为5质量%至20质量%。通过流延成膜溶液可以制造厚度为10μm至200μm的PVA薄膜。
对于本发明,可以使用如JP-B No.3342516、JP-A Nos.09-328593、2001-302817以及2002-144401中所描述的制造PVA薄膜的方法来制造PVA薄膜。
对于本发明,PVA薄膜的结晶度不受任何特别的限制,可以根据目的来适当地选择结晶程度。例如,可以使用例如JP-B No.3251073中所描述的平均结晶度(Xc)为50质量%至75质量%的PVA薄膜。或者,可以使用如JP-ANo.2002-236214中所描述的结晶度为38%或更低的PVA薄膜来降低色彩的表面内色散(intra-surface dispersion)。
PVA薄膜优选具有低双折射(Δn)。对于本发明,可以优选使用如JP-BNo.3342516中所描述的双折射为1.0×10-3或更小的PVA薄膜。然而,为了实现高偏振度同时避免拉伸PVA薄膜过程中的切断(cutting),可以使用如JP-ANo.2002-228835中所描述的0.02或更高以及0.01或更低的双折射。或者,如JP-A No.2002-060505中所述,可以将(nx+ny)/2-hz选择为0.0003或更大且0.01或更小的值。
对于本发明,PVA薄膜的面内延迟Re优选为0nm或更大且100nm或更小,更优选为0nm或更大且50nm或更小。
PVA薄膜厚度方向上的延迟Rth优选为0nm或更大且500nm或更小,更优选0nm或更大且300nm或更小。
另外,根据本发明的偏振片可以优选使用如JP-B No.3021494中所描述的1,2-乙二醇键的比率为1.5摩尔%或更低的PVA薄膜、如JP-ANo.2001-316492中所描述的每100cm2含有500或更少的5μm或更大的光学外来物的PVA薄膜、如JP-A No.2002-030163中所描述的水热切削温度点为1.5℃或更低的PVA薄膜、或由通过以每1至100质量份数三至六价多元醇(例如甘油)混合15质量%或更高的如JP-A No.06-289225中所描述的增塑剂来制备的溶液形成的PVA薄膜。
拉伸前PVA薄膜的薄膜厚度不受任何特别的限制,可以根据目的选择适当的厚度。然而,从薄膜储藏稳定性以及拉伸均匀性的角度出发,可以优选选择1μm至1mm的厚度,更优选20μm至200μm的厚度。
可以使用如JP-A No.2002-236212中所描述的,当在水中拉伸至原始长度4倍至6倍的长度时,其中产生10N或更低应力的薄PVA薄膜。
可以优选将例如I3 -或I5 -的高价(higher degree)碘离子或者二色性染料用于二色性分子。对于本发明,尤其优选使用高价碘离子。可以通过如“Applications of Polarizing plates”,Ryo Nagata编,CMC出版以及“IndustrialMaterials”,第28页,No.7,第39-45页中所描述的,通过将PVA薄膜浸入将碘溶解在碘化钾水溶液和/或硼酸水溶液中所制备的液体中,导致碘被PVA薄膜吸附并且取向,从而产生高价碘离子。
当将二色性染料用于二色性分子时,优选偶氮颜料。对于偶氮颜料,在偶氮颜料中,更优选双偶氮颜料和三偶氮颜料。二色性染料优选为水溶性的。为此,将例如磺酸基、氨基或羟基的亲水取代基引入二色性分子中,并且优选以游离酸或者选自碱金属盐、铵盐和胺盐的盐来使用。
二色性染料的具体实例包括联苯胺染料,例如C.I.直接红(direct red)37、刚果红(C.I.直接红28)、C.I.直接紫12、C.I.直接蓝90、C.I.直接蓝22、C.I.直接蓝1、C.I.直接蓝151、C.I.直接绿1等,二苯脲染料,例如C.I.直接黄44、C.I.直接红23、C.I.直接红79等,茋染料,例如C.I.直接黄12等,二萘胺染料,例如C.I.直接红31等以及J酸染料,例如C.I.直接红81、C.I.直接紫9、C.I.直接蓝78等。
可以适用于本发明的二色性染料的其它实例包括C.I.直接黄8、C.I.直接黄28、C.I.直接黄86、C.I.直接黄87、C.I.直接黄142、C.I.直接橙26、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接橙106、C.I.直接橙107、C.I.直接红2、C.I.直接红39、C.I.直接红83、C.I.直接红89、C.I.直接红240、C.I.直接红242、C.I.直接红247、C.I.直接紫48、C.I.直接紫51、C.I.直接紫98、C.I.直接蓝15、C.I.直接蓝67、C.I.直接蓝71、C.I.直接蓝98、C.I.直接蓝168、C.I.直接蓝202、C.I.直接蓝236、C.I.直接蓝249、C.I.直接蓝270、C.I.直接绿59、C.I.直接绿85、C.I.直接棕44、C.I.直接棕106、C.I.直接棕195、C.I.直接棕210、C.I.直接棕223、C.I.直接棕224、C.I.直接黑1、C.I.直接黑17、C.I.直接黑19以及C.I.直接黑54。二色性染料的另外优选实例包括JP-ANos.62-70802、01-161202、01-172906、01-172907、01-183602、01-248105、01-265205以及07-261024中所描述的那些。
两种或更多种二色性染料可以化合以制造具有任何各种色彩的二色性分子。如JP-A No.2002-082222中所述,当使用一种或更多种二色性染料时,吸附厚度可以为4μm或更高。
由于当PVA薄膜中二色性分子含量比率过低时偏振度低,而当含量比率过高时单板透射率又会降低,所以相对于形成薄膜基体的聚乙烯醇共聚物,将本发明PVA薄膜中二色性分子的含量比率调节至0.01质量%和5质量%之间。
起偏器的优选厚度为5μm至40μm,更优选为10μm至30μm。如JP-ANo.2002-174727中所描述的,优选将起偏器厚度(A)与保护膜厚度(B)的比值(将在下文中描述)限制在0.01≤A/B≤0.8的范围。
<第一保护膜>
《透明支撑体(基层)》
用于根据本发明偏振片保护膜的透明支撑体(在下文中也可以被称为透明基膜或基层)不受任何特别的限制,并且可以适当地选用已知的透明基膜。
用于形成这种薄膜的透明树脂的优选实例包括纤维素酰化物树脂、含有含内酯环聚合物的树脂、聚酯树脂例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂例如间同聚苯乙烯(syndiotacticpolystyrene)以及聚芳酯树脂,更优选纤维素酰化物树脂、含有含内酯环聚合物的树脂、聚酯树脂以及聚碳酸酯树酯,并且最优选纤维素酰化物树脂。
[透明支撑体的厚度]
透明基膜的厚度优选为30μm至120μm,更优选40μm至80μm。当透明基膜厚度为30μm或更高时,几乎不会出现薄膜强度降低的问题,并且当透明基膜厚度为120μm或更低时,几乎不会发生不利于在20英寸或更大的大电视机中使用的质量过大问题。
(基于纤维素酰化物的薄膜)
优选将基于纤维素酰化物的薄膜用作第一保护膜的基层,这是因为它是光学均匀的并且当制备偏振片时有利于次级加工,并且其具有光滑的表面。
对于用于第一保护膜的纤维素酰化物,尤其优选具有约2至22个碳原子的脂族羧酸酯或芳族羧酸酯的低级脂肪酸纤维素酯。
低级脂肪酸纤维素酯表述中的低级脂肪酸是指具有6个或更少碳原子的脂肪酸。这种优选酯的实例包括醋酸纤维酯、丙酸纤维素酯、丁酸纤维素酯和邻苯二甲酸醋酸纤维素酯以及例如JP-A Nos.10-45804和08-231761以及美国专利No.2,319,052中描述的脂肪酸酯的混合物例如醋酸丙酸纤维素酯和醋酸丁酸纤维素酯,以及JP-A Nos.2002-179701、2002-265639以及2002-265638中所描述的芳族羧酸纤维素酯。
以上所列的酯中,对于本发明,尤其优选的低级脂肪酸纤维素酯是三醋酸纤维素酯和醋酸丙酸纤维素酯,下文中将对它们进行描述。这些纤维素酯可以组合以形成混合物。
纤维素酰化物的取代度(DS)是指每一纤维素形成单元中三个羟基(β1→4-糖苷键的葡萄糖)被酰化的比率。
可以通过测量纤维素形成单元每单位质量键合脂肪酸的量来计算确定取代度。对于本发明,可以使用符合ASTM-D817-91的测量方法。
可以通过适当平衡酰基疏水性以及羟基亲水性,使纤维素酰化物的延迟的湿度依赖性以及尺寸稳定性兼容。
换句话说,当酰基中烷基链平均太短和/或羟基比率过高时,延迟的湿度依赖性增加。
另一方面,当酰基中烷基链平均太长和/或羟基率过高时,Tg下降从而降低尺寸稳定性。
因此,当本发明中使用三醋酸纤维素时,其优选具有2.83或更大且2.91或更小的乙酰化度,并且具有三个或更多个的碳原子而没有任何其它酰基。更优选,乙酰化度为2.84或更大且2.89或更小。
除三醋酸纤维素之外优选的纤维素酯具有含有2至4个碳原子的酰基作为取代基,并且同时满足以下所示式(a)和(b)的两个要求:
2.6≤X+Y≤2.9 ...式(a)以及
0≤X≤2.5 ...式(b),
其中X为乙酰基取代度并且Y是丙酰基取代度。
在同时满足上述式(a)和(b)要求的纤维素酯之中,优选1.9≤X≤2.5并且0.1≤Y≤0.9(酰基总取代度=X+Y)的醋酸丙酸纤维素。没有被酰基取代的部分为普通羟基。可以使用任何已知的适当方法来合成这种化合物。
[包含含内酯环聚合物的树脂]
可以使用JP-A Nos.2006-96960、2000-230016、2001-151814、2002-120326以及2002-254544中所述的任意方法来制备用于透明支撑体的包含含内酯环聚合物的树脂膜。
虽然包含含内酯环聚合物的树脂含有含内酯环聚合物作为主要成分,然而它也可以另外含有一种或多种除了含内酯环聚合物以外的聚合物。
可以用于本发明的除含内酯环聚合物以外的聚合物实例包括烯烃聚合物,例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物以及聚(4-甲基-1-戊烯);含卤素聚合物,例如氯乙烯树脂和氯化乙烯基树脂;丙烯酰基聚合物,例如聚甲基丙烯酸甲酯;苯乙烯聚合物,例如聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;聚酯,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯;聚酰胺,例如尼龙6、尼龙66和尼龙610;聚缩醛;聚碳酸酯;聚苯醚;聚苯硫醚;聚醚醚酮;聚砜;聚醚砜;聚氧苯甲酯(polyoxybenzylenes);聚酰胺酰亚胺(polyaimideimides);橡胶状聚合物,例如ABS树脂以及由化合聚丁二烯橡胶或丙烯酰基橡胶而制备的ASA树脂。
制造含内酯环聚合物的方法不受任何特别的限制,可以根据目的选择适当的方法。然而,可以优选使用如下制造含内酯环聚合物的方法:在该方法中,通过聚合过程获得分子链中具有羟基和酯基的聚合物,然后热处理所获得的聚合物以通过内酯环缩合过程将内酯环结构引入共聚物中,从而获得含内酯环聚合物。
[聚酯树脂]
聚酯树脂在结构上没有任何特别的限制。聚酯树脂的实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚对苯二甲酸丁酯。
在这些之中,出于成本和机械强度的角度,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。尤其是,优选通过芳族二羧酸和脂族二醇的缩合/聚合而获得的树脂。
芳族二羧酸的实例除了对苯二甲酸之外还包括间苯二甲酸以及2,6-萘烷二羧酸。或者,也可以使用低级烷基酯(酐、可成酯衍生物例如低级烷基酯)来代替芳族二羧酸。
脂族二醇的实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇(neopenthylglycol)、1,4-环己二甲醇、二甘醇以及对苯二甲醇。在这些之中,优选使用通过对苯二甲酸和乙二醇反应所获得的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为主要成分。
聚对苯二甲酸乙二醇酯是主要成分是指聚对苯二甲酸乙二醇酯重复单元为80摩尔%或更高的共聚物,或者,当混合时,聚对苯二甲酸乙二醇酯的含量比率为80质量%或更高。
可用于本发明的聚酯可以用例如苯甲酸、苯甲酰苯甲酸、苯甲氧基苯甲酸或甲氧基聚烷撑二醇(methoxypolyalkyleneglycol)的单官能化合物封住其中的末端羟基和/或羧基,或者可以使用少量形成三或四官能酯的化合物,例如甘油或季戊四醇,在基本上获得线型(liner)共聚物的范围内将它们改性。
为了改善薄膜的热阻,用于透明支撑体的聚酯可以和双酚化合物或具有萘环或环己烷环的化合物共聚。
用于透明支撑体的聚酯优选具有80℃或更高,更优选90℃或更高的玻璃化转变温度(Tg)。当玻璃化转变温度小于80℃时,所获得薄膜在热以及高度潮湿环境中的尺寸稳定性不能令人满意。
聚酯薄膜优选由双轴向拉伸而形成。用于获得聚酯薄膜的方法不受任何特别的限制,任何已知的方法都可以用于本发明。例如,可以使用如下所述的方法。注意的是,在以下方法的说明中,纵向是指成膜方向并且横向是指垂直于成膜方向的方向。
首先,将原料聚酯制成颗粒,然后用热空气或者在真空中对其进行干燥。随后,将它们熔化并且用T型模挤出以形成聚酯片材,然后,通常通过施加静电力使片材紧紧粘附于冷却滚筒上以冷却并且固化片材。通过这种方法,获得未拉伸的片材。
随后,用多个辊组和/或红外线加热器将所获得的未拉伸片材加热至聚酯玻璃化转变温度(Tg)至Tg+100℃的温度范围,从而在单级或多级拉伸过程中纵向拉伸片材。
此后,将所获得的纵向拉伸的聚酯薄膜横向拉伸,然后在Tg至Tm(熔点)的温度范围内进行热固。
然后,通常将热固的薄膜冷却至低于Tg的温度水平,并且在用辊将其卷收之前,切去薄膜相对两侧被夹具固定的部分。此时,薄膜优选进行松弛过程,其中在Tg或更大且最终热固化温度或更小的温度范围内,该薄膜被横向和/或纵向松弛0.1%至10%。
虽然从改善薄膜尺寸稳定性的角度出发,优选当薄膜进行冷却过程和松弛过程时使其通过多个温度范围逐渐冷却,但是用于这些过程的手段并没有任何特别的限制,可以使用任何已知的方法。
可以根据薄膜的聚酯而改变热固化条件、冷却过程条件以及松弛过程条件。因此,优选观察所获得的拉伸薄膜的物理性能并且确定条件,以致能够制造具有所需特性的薄膜。
在制造薄膜的过程中,可以通过施加一种或多种试剂形成一种或多种功能层,例如抗静电层、光滑层、粘合层和/或阻挡层。如果需要的话,可以对薄膜进行任何多种的表面处理过程,例如电晕放电处理过程、大气压力等离子体处理过程和/或化学溶液处理过程。
[聚碳酸酯树脂]
用于透明支撑体的聚碳酸酯树脂是碳酸和二醇或二价苯基的聚酯,其可以是具有碳酸和2,2′-双(4-羟苯基)-丙烷(通常称为双酚-A)作为结构单元的芳族聚碳酸酯,然而本发明决不仅限于此。其它实例包括具有至少一种二价苯酚作为单体组分的均聚或共聚聚碳酸酯,该二价苯酚选自1,1-双(4-羟苯基)-烷基环烷烃、1,1-双(3-取代-4-羟苯基)-烷基环烷烃、1,1-双(3,5-取代-4-羟苯基)-烷基环烷烃、9,9-双(4-羟苯基)芴,任何这类均聚或共聚聚碳酸酯的混合物,具有选自上述的二价苯酚和双酚A作为单体组分的聚碳酸酯,以及具有选自上述的二价苯酚和双酚A作为单体组分的共聚聚碳酸酯。
1,1-双(4-羟苯基)-烷基环烷烃的具体实例包括1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3-二甲基-5,5-二甲基环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3-二甲基-5-甲基环戊烷。
1,1-双(3-取代-4-羟苯基)-烷基环烷烃的具体实例包括被具有1至12个碳原子的烷基或卤素基取代的1,1-双(4-羟苯基)-烷基环烷烃,例如1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷,1,1-双(3-乙基-4-羟苯基)-3,3-二甲基-5,5-二甲基环己烷,1,1-双(3-氯-4-羟苯基)-3,3-二甲基-4-甲基环己烷,以及1,1-双(3-溴-4-羟苯基)-3,3-二甲基-5-甲基环戊烷。
1,1-双(3,5-取代-4-羟苯基)-烷基环烷烃的具体实例包括被具有1至12个碳原子的烷基或卤素基取代的1,1-双(-4-羟苯基)-烷基环烷烃,例如1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己基,1,1-双(3,5-二氯-4-羟苯基)-3,3-二甲基-5-甲基环己烷,1,1-双(3-乙基-5-甲基-4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷,1,1-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷以及1,1-双(3,5二甲基-4-羟苯基)-3,3-二甲基-5-甲基环戊烷。
9,9-双(4-羟苯基)芴的具体实例包括9,9-双(4-羟苯基)芴、9,9-双(3-甲基-4-羟苯基)芴、以及9,9-双(3-乙基-4-羟苯基)芴。
其它可以用于本发明的双酚包括2,2′-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A),4,4′(α-甲基亚苄基)双酚,双(4-羟苯基)甲烷,2,2′-双(4-羟苯基)丁烷,3,3′-双(4-羟苯基)戊烷,4,4′-双(4-羟苯基)庚烷,4,4′-双(4-羟苯基)2,5-二甲基庚烷,双(4-羟苯基)甲基苯基甲烷,双(4-羟苯基)二苯甲烷,2,2′-双(4-羟苯基)辛烷,双(4-羟苯基)辛烷,双(4-羟苯基)4-氟苯基甲烷,2,2′-双(3-氟-4-羟苯基)丙烷,双(3,5-二甲基-4-羟苯基)甲烷,2,2′-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷,双(3,5-二甲基-4-羟苯基)苯乙烷以及双(3-甲基-4-羟苯基)二苯甲烷。可以单独地使用任何如上所列的化合物,或者可以使用它们中两种或多种的混合物。
除了双酚组分之外,聚碳酸酯还含有通过以小比率使用脂族或芳族二羧酸作为酸组分的共聚单体而形成的聚酯碳酸酯。
芳族二羧酸的实例包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、对二甲苯二醇、双(4-羟苯基)-甲烷、1,1′-双(4-羟苯基)-乙烷、1,1′-双(4-羟苯基)-丁烷以及2,2′-双(4-羟苯基)-丁烷,其中优选对苯二甲酸和间苯二甲酸。
就粘均分子量而言,聚碳酸酯的分子量优选为2,000至100,000,更优选为5,000至70,000,并且最优选为7,000至50,000。
当在20℃下以浓度为0.7g/dl的二氯甲烷溶液观察时,聚碳酸酯的比粘度优选为0.07至2.70,更优选为0.15至1.80,并且最优选为0.20至1.30。当粘均分子量小于2,000时所制备的薄膜是不合适的,因为在这种分子量下薄膜易碎。当粘均分子量为100,000或更高时,薄膜不适合加工,因此也是不理想的。
如果需要的话,和聚酯树脂的情形一样,可以向聚碳酸酯树脂中加入紫外线吸收剂。另外,为了加强相对于起偏器的粘着力,可以对其进行干燥处理和/或促粘附处理。
虽然,可以用于从聚碳酸酯树脂制造薄膜的方法包括溶液流延法、熔融挤出法以及压延法,但是优选能提供均匀厚度并且没有光学缺陷例如胶凝、粉尘、鱼眼以及擦痕的方法。
[聚苯乙烯树脂]
虽然聚苯乙烯树脂可以为间同立构结构、全规立构结构或无规立构结构。但间同立构结构是尤其良好的因为其具有高动力强度以及低热收缩系数。
以下,将从间同立构结构描述聚苯乙烯树脂。
间同立构聚苯乙烯聚合物具有三维结构,其中苯基和其衍生物交替地作为侧链位于由碳-碳键形成的主链的相对侧。由于使用碳同位素的核磁共振法(13C-NMR法)具有高精度,所以通常用它来定量立构规整度。
由13C-NMR法观测到的立构规整度可以用多个连续组分单元的比率来表示,使用两个连续组分单元的二单元组、三个连续组分单元的三单元组、五个连续单元的五单元组等等项目。
就外消旋二单元组而言,具有间同立构结构的苯乙烯共聚物优选具有75%或更大且100%或更小的立构规整度,更优选具有85%或更大且100%或更小的立构规整度。就外消旋五单元组而言,其具有30%或更大且100%或更小,更优选50%或更大且100%或更小的立构规整度。
具有间同立构结构的苯乙烯共聚物的具体实例包括有规立构的聚苯乙烯、聚(烷基苯乙烯)、聚(卤代苯乙烯)、聚(卤代烷基苯乙烯)、聚(烷氧基苯乙烯)以及聚(乙烯基苯甲酸酯酯)。
聚(烷基苯乙烯)的实例包括聚(甲基苯乙烯)、聚(乙基苯乙烯)、聚(丙基苯乙烯)、聚(丁基苯乙烯)、聚(苯基苯乙烯)、聚(乙烯基萘)、聚(乙烯基苯乙烯)以及聚(苊)。
聚(卤代苯乙烯)的具体实例包括聚(氯苯乙烯)、聚(溴苯乙烯)以及聚(氟苯乙烯)。
聚(烷氧基苯乙烯)的具体实例包括聚(甲氧基苯乙烯)以及聚(乙氧基苯乙烯)。
上述之中,更优选聚(苯乙烯)和聚(甲基苯乙烯),并且最优选聚(苯乙烯)。
间同立构聚苯乙烯聚合物可以是如上所列的均聚物或者共聚物。
除了上述所列的用于形成苯乙烯聚合物的单体之外,共聚物的共聚单体组分包括烯烃单体,例如乙烯、丙烯、丁烯、己烯和辛烯;二烯烃单体,例如丁二烯和异戊二烯;环烯烃单体;环二烯烃单体以及极性乙烯基单体,例如甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和丙烯腈。
以上所列苯乙烯中,优选通过以苯乙烯作为主要成分和烷基苯乙烯、苯乙烯羟化物(styrene hydroxide)或者苯乙烯卤化物(styrene halide)进行共聚而获得的那些苯乙烯。更优选的苯乙烯包括对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氟苯乙烯以及苯乙烯羟化物,其中最优选对甲基苯乙烯。
苯乙烯加入的比率优选为0质量%或更大且30质量%或更小,更优选1质量%或更大且20质量%或更小,进一步优选3质量%或更大且10质量%或更小。由于共聚作用,减缓了结晶速率并且抑制了球晶的产生。于是,所获得的基于间同立构聚苯乙烯的薄膜高度透明并且具有高耐折度。
间同立构聚苯乙烯聚合物可以与其它聚合物混合。
可以用于这种混合的优选聚合物包括具有如上所述间同立构结构的苯乙烯聚合物,以及从相溶解度的角度出发,具有无规立构结构的苯乙烯聚合物。
这种混合的特别优选混合配方是使用具有间同立构结构的聚苯乙烯作为主要组分,并且使用具有间同立构结构或无规立构结构的均聚物和/或具有间同立构结构或无规立构结构的通过使用至少一种这类单体和苯乙烯来形成的共聚物与其混合,其中所述均聚物通过使用对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氟苯乙烯或苯乙烯羟化物作为组分来形成。
尤其优选用具有间同立构结构的聚苯乙烯与具有间同立构结构的对甲基苯乙烯或具有间同立构结构的对甲基苯乙烯和苯乙烯的共聚物混合。
基于聚合物的总量,用于形成混合物的所加入聚合物的比率优选为0质量%或更大且30质量%或更小,更优选1质量%或更大且20质量%或更小,并且最优选3质量%或更大且10质量%或更小。由于这种混合,减缓了结晶速率并且抑制了球晶的产生。于是,所获得的基于间同立构聚苯乙烯的薄膜高度透明并且具有高耐折度。
满足上述要求的优选聚合物组成如下所列。以下,“syn”、“atc”和“iso”分别表示间同立构、无规立构以及全规立构。
(1)均聚物
P-1:syn-聚(苯乙烯)
P-2:syn-聚(对甲基苯乙烯)
P-3:syn-聚(对氯苯乙烯)
P-4:syn-聚(苯乙烯羟化物)
P-5:iso-聚(苯乙烯)
P-6:atc-聚(苯乙烯)
(2)共聚物以及质量比
P-7:syn-聚(苯乙烯/对甲基苯乙烯),(95/5)
P-8:syn-聚(苯乙烯/对甲基苯乙烯),(85/15)
P-9:syn-聚(苯乙烯/对氯苯乙烯)(95/5)
P-10:syn-聚(苯乙烯/对氯苯乙烯)(85/15)
P-11:syn-聚(苯乙烯/苯乙烯羟化物)(95/5)
P-12:syn-聚(苯乙烯/苯乙烯羟化物)(85/15)
P-13:syn-聚(苯乙烯/苯乙烯羟化物/对甲基苯乙烯)(95/5/5)
(3)聚合物混合物以及质量比
P-14:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对甲基苯乙烯)(95/5)
P-15:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对甲基苯乙烯)(85/15)
P-16:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对氯苯乙烯)(95/5)
P-17:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对氯苯乙烯)(85/15)
P-18:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(苯乙烯羟化物)(95/5)
P-19:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(苯乙烯羟化物)(85/15)
P-20:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(苯乙烯)(95/5)
P-21:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(苯乙烯)(85/15)
P-22:snd-聚(苯乙烯)+iso-聚(苯乙烯)(95/5)
P-23:snd-聚(苯乙烯)+iso-聚(苯乙烯)(85/15)
P-24:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(对甲基苯乙烯)(95/5)
P-25:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(对甲基苯乙烯)(85/15)
P-26:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(苯乙烯羟化物)(95/5)
P-27:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(苯乙烯羟化物)(85/15)
P-28:snd-聚(苯乙烯)+atc-聚(苯乙烯)+syn-聚(对苯乙烯)(95/5/5)
P-29:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对甲基苯乙烯+苯乙烯共聚物)(摩尔比=10∶90)(70/30)
P-30:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对甲基苯乙烯+苯乙烯共聚物)(摩尔比=10∶90)(50/50)
P-31:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对甲基苯乙烯+苯乙烯共聚物)(摩尔比=5∶95)(70/30)
P-32:snd-聚(苯乙烯)+syn-聚(对甲基苯乙烯+苯乙烯共聚物)(摩尔比=30∶70)(90/10)
这些苯乙烯共聚物优选具有100,000或更大且800,000或更小,更优选200,000或更大且600,000或更小的质均分子量(mass average molecularweight)。
此外,它们的分子量分布优选使得质均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的值为1.5或更大且5或更小,并且更优选2或更大且4或更小。通常,可以在存在或不存在惰性烃溶剂的情况下,使用钛化合物以及水与三烷基铝的缩合产物作为催化剂聚合苯乙烯单体(相当于苯乙烯聚合物组分的单体)来制造这种间同立构聚苯乙烯聚合物(参见JP-A No.62-187708)。
或者,如JP-A No.04-249504中所公开的内容,也可以通过使用钛化合物以及由阳离子和阴离子形成的化合物作为催化剂进行聚合来制造这种间同立构聚苯乙烯聚合物,其中所述阳离子和阴离子由键合至元素的多个基团产生。
可以以不与本发明目标产生冲突的量加入二氧化硅、滑石粉、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙、氧化钙、氯化钙或它们的任意混合物的微细无机颗粒,交联聚苯乙烯或交联聚甲基丙烯酸甲酯等的微细有机颗粒,抗氧剂,抗静电剂和/或颜料。
为了避免单体在所形成的薄膜中沉积,苯乙烯聚合物或含有它的组合物中残余苯乙烯单体优选为7,000ppm或更低。
然后,通过使用该苯乙烯聚合物或包含它的组合物作为材料来形成薄膜。可以使用熔融成膜方法或者溶液成膜方法来形成薄膜。
如下所述的成膜的点对于实现本发明所规定的面内延迟、薄膜厚度方向上的延迟、热收缩系数、全光透射效果以及耐折度来说是至关重要的。也就是说,重要的是制备在面内方向和薄膜厚度方向上都均匀并且非取向的薄膜。当使用熔融成膜方法时,原材料被加热熔化、挤出、冷却并且固化,从而制成薄膜。
对于熔融挤出,优选在250℃至330℃下,更优选在270℃至320℃下将原材料熔化。既可以使用单轴挤出机也可以使用双轴挤出机。随后,优选使用筛网过滤器进行粉碎,并且除去次级凝聚颗粒以及除去粉尘和外来杂物。
此后,通过优选被加热到250℃至330℃,并且更优选被加热到270℃至320℃的T型模,在挤出/冷却滚筒上模制成薄膜。
对于本发明,优选使T型模的下边缘温度高于上边缘温度2℃或更大且30℃或更小,并且更优选3℃或更大且20℃或更小。
这是由于,下边缘侧与冷却滚筒接触并且快速冷却,因为上边缘侧位于空气侧,所以其具有缓慢的冷却速率。通过预先提高下边缘侧的温度,可以平衡两侧的冷却速率并且可以使薄膜厚度方向上的温度分布均匀。
《涂层》
[第一涂层]
-含有乙烯醇聚合物的涂层-
为了提供具有所需的水蒸汽透过率特征的本发明的偏振片保护膜,优选在透明支撑体上设置含有乙烯醇聚合物的树脂层作为第一涂层(first coatlayer)。
虽然含有乙烯醇聚合物的树脂层由于其中分子链通过氢键紧密结合而在低湿度条件下具有优异的水蒸汽透过效果,但是众所周知,在高湿度条件下,其中分子链增塑从而变为显示差的水蒸汽透过效果。
乙烯醇聚合物的实例包括均聚物例如聚乙烯醇以及共聚物例如乙烯-乙烯醇共聚物。乙烯醇聚合物可以单独使用或者组合使用。
对于本发明,可以适当地将乙烯醇聚合物的皂化率选择为80摩尔%或更高,优选95摩尔%或更高。从水蒸汽透过率以及便于涂布的角度出发,乙烯醇聚合物的聚合度优选为100至5,000,更优选为200至4,000,并且最优选为300至3,000。
-第一涂层的厚度-
第一涂层的厚度优选为1.0μm至10μm,更优选为2μm至8μm,并且最优选为3μm至7μm。当第一涂层的厚度小于1μm时,改善漏光的效果不能令人满意,因此不优选,而当第一涂层厚度超过10μm时,第一涂层的易碎性更加严重,因而也不优选。
-层状无机化合物-
为了改善水蒸汽透过效果,优选将分层的无机化合物分散于树脂层中。对于本发明,分层的无机化合物是指具有这样结构的无机化合物:在该结构中,单晶层彼此堆叠,而且当溶剂配位于或吸收于这些层中时,显示出溶胀或者断裂性能。
这种无机化合物包括具有溶胀性能的水合硅酸盐。这种无机化合物的实例包括蒙皂石族粘土矿物(蒙脱石(mon+morillonite)、贝得石、绿脱石、皂石、锂蒙脱石、锌蒙脱石、富镁蒙脱石等),蛭石族粘土矿物(蛭石等),高岭石型矿物(叙永石、高岭石、多水埃洛石、地开石等),层状硅酸盐(滑石、叶蜡石、云母、珍珠云母、白云母、金云母、四硅云母(tetrasilylic mica)、teniolite等),蛇纹石族矿物(叶蛇纹石等),绿泥石族矿物(绿泥石、cookite、nantite等)。这种溶胀层状无机化合物可以是天然的或者合成的。
可以对这种层状无机化合物进行有机化加工。可以通过使层状无机化合物包含具有鎓离子的化合物而将其转化为有机化合物。更具体地说,可以通过向层状无机化合物添加具有有机鎓离子的有机化试剂来将其转化为有机化合物。虽然有机鎓离子不受任何特别的限制,但是有机鎓离子的实例包括单烷基的一级季铵离子、二烷基的次级叔铵离子、三烷基的三级季铵离子的铵离子以及四烷基铵离子。烷基链长优选为4至30个碳原子,更优选6至20个碳原子,并且最优选8至18个碳原子。除了烷基链以外的实例包括具有环氧乙烷作为组成单元的聚乙二醇链的一级季铵离子(或者单乙二醇(monoethylene glycol)、二甘醇、三甘醇、四甘醇的铵离子)。其它实例包括高级脂肪酸的一级季铵离子、高级脂肪酸酯的一级季铵离子以及高级醇的一级季铵离子,或者具有这种组合的分子链的铵离子。进一步的实例包括通过向脂肪酸中加入任何这类分子链而获得的化合物的次级季铵离子。
进一步地,这种层状无机化合物可以单独使用或者组合使用。
优选对溶胀层状无机化合物进行微造粒工艺(micro granulationprocess),这是因为通过这种无机化合物可以使基层和阻气层之间的阻气性和紧密接触相互协调。当对溶胀层状无机化合物进行微造粒工艺时,化合物颗粒通常具有板状或扁平外形,其中从平面观察,扁平外形的轮廓不受任何特别的限制。换句话说,颗粒可以具有任何轮廓。
在微造粒工艺之后,溶胀层状无机化合物颗粒的平均尺寸(通过光散射法观测时,平面图中颗粒外形的平均直径)优选为0.1μm至10μm,更优选为0.5μm至8μm,并且最优选为0.8μm至6μm。当粒度低于上述范围时,降低水蒸汽透过率的效果不足,而当平均粒度高于上述范围时,雾度值和表面粗糙度值不利地增加。
层状无机化合物的浓度优选为3质量%至60质量%,更优选3质量%至50质量%,并且最优选3质量%至40质量%。当浓度降低到上述范围以下时,降低水蒸汽透过率的效果不足,而当浓度超过上述范围时,雾度值和易碎性不利地增加。
平均粒度是指当用普通粒度分布分析器,例如,光散射型粒度分布分析器(Microtrack UPA:商品名,得自Nikkiso)测量时,在颗粒半径分布内最多出现的颗粒半径。
当层状无机化合物以中间层整齐裂开的状态分散于粘合剂内部时,其延长了水分子或水分子簇的扩散路径长度,从而降低了水蒸汽透过率。
因此,用于实现层状无机化合物每一中间层整齐裂开状态的分散过程是非常重要的。分散过程优选在溶液中、在高压下多次进行。过程压力优选为10MPa或更高,更优选为20MPa或更高。
用于分散过程的溶剂不受任何特别的限制,可以根据目的使用适当的溶剂。可以用于未有机化的层状无机化合物的溶剂的实例包括水以及水溶性溶剂(低级醇,例如甲醇、乙醇、以及异丙醇,以及丙酮等等),其中特别优选水。
为了提供消泡效果,同样优选使用水和醇的混合溶剂。同样优选使用选自硅乳剂、PEO-PPO嵌段聚合物、辛醇、甲醇等的消泡剂。可以用于高压分散过程的方法包括这样一种方法:该方法将溶胀层状无机化合物浸泡在溶剂中使其溶胀,随后搅拌并且用高压均化器在高压下将其分散。虽然调整涂层溶液的方法不受任何特别的限制,然而可以有效地使用将涂层粘合剂组分均匀溶解于溶剂中并且随后将分层颗粒均匀分散使其与溶剂混合的技术。
在制备溶液之后,优选使用过滤器进行过滤,该过滤器筛目尺寸大于层状无机化合物的最大粒度。
对于本发明,为了改善粘合层的抗水性,可以向PVA聚合物以及层状无机化合物中加入作为树脂组合物成分的PVA聚合物交联剂。交联剂不受任何特别的限制,对于本发明,可以有利地使用任何已知交联剂。这种交联剂的实例包括酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、聚酰胺聚脲、二羟甲基脲、二羟甲基三聚氰胺、多羟基环氧化合物、二醛化合物、多价异氰酸酯树脂、氮丙啶化合物、聚酰胺胺表氯醇化合物、活化乙烯化合物、二碳酸盐化合物(dicarbonate compounds)、含肼基化合物、胶态氧化硅、锆盐、多价金属盐、硼酸、磷酸、聚丙烯酸、二羧酸、己二酸酐、琥珀酸酐以及钛化合物例如钛酸四异丙酯和二异丙氧双(乙酰丙酮)酞酸酯(diisopropoxy-bis(acetylacetone)titanate)。也可以使用偶联剂例如3-缩水甘油丙基甲氧基硅烷和/或自由基产生剂例如过氧化物。
在以上所列的交联剂中,最合适使用活化乙烯化合物、二碳酸盐化合物、胶态氧化硅、锆盐、多价金属盐、硼酸、磷酸、聚丙烯酸、二羧酸、己二酸酐、琥珀酸酐以及钛化合物例如钛酸四异丙酯和二异丙氧双(乙酰丙酮)酞酸酯,因为就平衡粘度和粘合强度而言它们是最优异的。
交联剂的加入量(交联剂/(PVA聚合物+交联剂))优选为0.5质量%或更高,更优选为1质量%或者更高,并且最优选为2质量%或更高。当相对于PVA聚合物以及交联剂的总质量,交联剂的质量比小于0.5质量%时,不能显示出加入交联剂的效果。相对于PVA聚合物和交联剂的总质量,交联剂的质量比优选为50质量%或更低,更优选40质量%或更低,并且最优选30质量%或更低。当交联剂质量比超过50质量%时,由树脂组合物形成的粘合层的透明度以及抗水性趋于降低。
虽然用于调整涂层溶液的技术不受任何特别的限制,但是可以有效地使用以下技术:将预先分散于溶剂中的层状无机化合物加入到溶解乙烯醇聚合物的溶液中,并且随后在高压下将其分散的技术,或者使用将乙烯醇聚合物加入到层状无机化合物的分散体中并且随后溶解乙烯醇聚合物的技术。形成水分散树脂和水溶胀层状无机化合物薄膜层的方法不受任何特别的限制。可以使用由水分散树脂和水溶胀层状无机化合物的水分散体,通过选自直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、染料涂布法、comma涂布法等的涂布方法,在纤维素酰化物基板上形成薄膜层的技术。涂层厚度优选为1μm至10μm,并且更优选为2μm至8μm。
优选对透明支撑体进行表面处理步骤,例如皂化过程或电晕处理,并且从树脂层和纤维素酰化物基板之间紧密粘合的角度出发,优选对透明支撑体进行在基板上提供粘合促进层(adhesion facilitating layer)的步骤。
[第二涂层]
为了降低高湿度下的水蒸汽透过率并且满足本发明所规定的水蒸汽透过率要求,除了上述含有乙烯醇聚合物作为主要组分的涂层之外,可以设置另一涂层。除含有乙烯醇聚合物作为主要组分的涂层以外的涂层可以是与第一涂层结合的,包含具有源自含氯的乙烯基单体重复单元的聚合物的层;含有烷氧基硅烷化合物、具有与羟基或烷氧基和/或硅烷偶联剂发生反应的官能团的化合物的涂膜(coat film);或者包含由含聚硅氮烷涂布组分形成的二氧化硅的涂膜。考虑到水蒸汽透过率,最优选第一涂层与包含具有源自含氯的乙烯基单体的重复单元的聚合物的层相结合含氯的乙烯基单体。将第一和第二涂层中的一层层压至另一层的方法以及这两个涂层的设置顺序不受特别的限制。可以将第一涂层和第二涂层设置在透明支撑体的相对两侧。
-包含具有源自含氯的乙烯基单体重复单元的聚合物的树脂层-
常用的含氯的乙烯基单体包括氯乙烯和偏二氯乙烯。可以通过用能与氯乙烯或偏二氯乙烯单体共聚的单体与氯乙烯或偏二氯乙烯单体进行共聚来获得含氯聚合物。
可以用于本发明的含氯聚合物包括JP-A Nos.53-58553、55-43185、57-139109、57-139136、60-235818、61-108650、62-256871、62-280207以及63-256665中所描述的那些。
含氯聚合物中含氯的乙烯基单体的含量比率优选为50质量%至99质量%,更优选60质量%至98质量%,并且最优选70质量%至97质量%。当含氯的乙烯基单体的含量比率为50%或更高时,会产生水蒸汽透过效果降低的问题以及其它问题,而当含量比率为99%或更低时,含氯聚合物可以有利地溶于各种溶剂中。
可以从Asahi Kasei Chemicals和Kureha Chemical Industry获得含氯聚合物。可从Asahi Kasei Chemicals获得的含氯聚合物包括以下这些:“莎纶树脂(Saran Resin)R241C”、“莎纶树脂F216”、“莎纶树脂R204”、“莎纶胶乳(Saran Latex)L502”、“莎纶胶乳L529B”、“莎纶胶乳L536B”、“莎纶胶乳L544D”、“莎纶胶乳L549B”、“莎纶胶乳L551B”、“莎纶胶乳L557”、“莎纶胶乳L561A”、“莎纶胶乳L116A”、“莎纶胶乳L411A”、“莎纶胶乳L120”、“莎纶胶乳L123D”、“莎纶胶乳L106C”、“莎纶胶乳L131A”、“莎纶胶乳L111”、“莎纶胶乳L232A”以及“莎纶胶乳L321B”,其中可有利地使用莎纶树脂F216和莎纶树脂R204,因为它们在酮类溶剂(甲基乙基酮、环己酮等)中具有可溶性。
-第二涂层厚度-
第二涂层的厚度优选为0.3μm至5μm,更优选为0.5μm至4μm,并且最优选为0.7μm至3μm。当第二涂层厚度小于0.3μm时,由于降低水蒸汽透过率的效果不足,所以减少漏光问题的效果不能令人满意。
另一方面,当第二涂层厚度超过5μm时,会出现薄膜发黄的问题和/或其它问题。
对于本发明,当含氯聚合物为偏二氯乙烯时,可以有利地使用四氢呋喃作为主溶剂。
优选选择偏二氯乙烯的共聚物,因为其相对于甲苯溶剂和酮溶剂具有高溶解度。更优选用甲苯溶剂或酮溶剂代替四氢呋喃。最优选使用甲基乙基酮或者环己酮。
可以优选在溶质能溶于四氢呋喃的范围内加入任意以上所列溶剂。从光稳定性的角度出发,当使用四氢呋喃时,优选以0.01质量%至1质量%的量向涂布溶液中加入还原物质,例如对甲酚、间苯二酚、对苯二酚或亚铁盐。可以优选使用这种添加剂,因为其提供阻止涂层着色的效果。
当以胶乳分散体提供含氯聚合物时,优选使用水作为主溶剂。当使用胶乳分散体时,可以优选加入表面活性剂和/或增稠剂。
当通过涂布,在透明基膜上形成包含含氯聚合物的涂层时,优选向含氯聚合物中加入0.2份至1.0份的二氧化硅粉末,例如Sylysia(商品名,可由FujiSilysia Chemical获得)、Mizukasil(商品名,可由Mizusawa Industrial Chemicals获得)或者Nipseal(商品名,可由Tosoh Silica Corporation获得),或者向含氯聚合物中加入0.2份或5.0份的蜡乳液,例如石蜡(可由Nippon Seiro获得)、山嵛酸(可由NOF Corporation获得)或者硬脂酸(可由NOF Corporation获得)。同样优选使用如JP-ANo.09-143419第[0012]至[0016]段所描述的改性蜡。
由于含氯聚合物会被热、光和紫外线分解从而变得着色,所以优选加入铅、锌或钡的硬脂酸盐、银盐或氧化镁作为稳定剂。或者,也可以使用如JP-A No.2004-359819第[0013]至[0020]段所描述的抗氧剂。
为了改善包含含氯聚合物的涂层和透明基膜及其它层之间的紧密粘附,可以优选向含氯聚合物中加入0.1份至1.0份的异氰酸酯粘合剂,例如Coronate L(商品名,可由Nippon Polyurethane Industry获得)或者TakenateA-3(商品名,可由Takeda Pharmaceutical Company Ltd.获得)。
-由二氧化硅涂膜形成的涂层-
为了实现目标水蒸汽透过率并且使其和保护膜一样实践上耐用,需要在由纤维素酰化物制成的透明基膜的至少一侧设置二氧化硅涂膜,并且使其兼具稠密性和柔韧性。
因此,仅仅使用二氧化硅薄膜(通过向其中加入催化剂和水而水解并且缩合烷氧基硅烷而制备的水解产物)不适合于本发明,因为其柔韧性不足。因此,本发明优选使用含有烷氧基硅烷化合物、具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物和/或硅烷偶联剂的涂膜。本发明尤其优选含有烷氧基硅烷化合物、具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物和硅烷偶联剂的涂膜。
-烷氧基硅烷形成的化合物-
通常,用如下所示的通式(1)表示用于本发明的由烷氧基硅烷形成的化合物:
其中R1表示氢原子、烷基或酰基,R2表示氢原子、烷基或芳基并且n表示2至4的数值。
当以上通式(1)中R1为烷基时,其选自甲基、乙基、丙基和丁基以及其它基团。当R1为酰基时,其选自乙酰基、丙酰基以及其它基团。在以上所列基团中,优选甲基、乙基和丙基,并且更优选乙基。n的值优选为2至4,更优选为3和4,并且最优选为4。
因此,优选四烷氧基硅烷,其中更优选四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷以及四丙氧基硅烷,并且最优选四乙氧基硅烷。当n为2或3时,R2表示的烷基可以是具有1至18个碳原子的烷基,优选1至5个碳原子的烷基。当选择芳基时,其中优选苯基。
-具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物-
本发明使用具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物。虽然可以使用任何具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物而没有任何特别的限制,但是更具体地说,优选具有与羟基或烷氧基反应的官能团的单体、低聚物或聚合物。
这种化合物的实例包括用于选自丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂以及三聚氰胺树脂的热固化树脂、电离辐射固化树脂或湿固化树脂中的含羟基单体、含羟基低聚物以及含羟基聚合物;在它们中,优选含羟基聚合物,并且更优选乙烯醇聚合物例如聚乙烯醇(PVA)和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的均聚物,并且最优选聚乙烯醇(PVA)的均聚物。
还可以使用任何被羰基等部分改性的乙烯醇聚合物或者任何包含二丙酮丙烯酰胺单元作为其一部分的共聚物。各种乙烯醇聚合物可以单独使用或者组合使用。
优选用作具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物的乙烯醇共聚物的皂化率可以选自80摩尔%或更高的范围,优选96摩尔%或更高,最优选98摩尔%或更高。从水蒸汽透过率以及便于涂布的角度出发,该乙烯醇聚合物的聚合度优选为200至5,000,更优选为400至5,000,并且最优选为500至3,000。
-硅烷偶联剂-
本发明使用硅烷偶联剂。虽然硅烷偶联剂不受任何特别的限制,只要其是在相对末端具有烷氧基硅烷的化合物即可,然而它优选具有乙烯基、环氧基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基、胺基、巯基、羟基、异氰酸酯基、羧基和/或酸酐基,并且更优选具有环氧基、胺基以及丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
具有乙烯基的优选硅烷偶联剂包括乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
具有环氧基的优选硅烷偶联剂包括β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷,β-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷,以及γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷。
具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的优选硅烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。
具有胺基的优选硅烷偶联剂包括N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷,N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷,γ-氨基丙基三甲氧基硅烷,γ-氨基丙基三乙氧基硅烷以及N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷。
具有巯基的优选硅烷偶联剂包括γ-巯基丙基三甲氧基硅烷以及γ-巯基丙基三乙氧基硅烷。
具有异氰酸酯基的优选硅烷偶联剂包括γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷以及γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
根据本发明,由于硅烷偶联剂可以和具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物一起使用,因此为了和具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物交联,优选使用具有环氧基的硅烷偶联剂。
此外,由于硅烷偶联剂和具有烷氧基硅烷的化合物一起使用,因此从提高烷氧基硅烷脱水/聚合/缩合反应速率的角度,优选使用具有胺基的硅烷偶联剂。
对于本发明,优选在涂层上设置具有硬涂层(hard coat)效果的层。然后,尤其优选使用具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的硅烷偶联剂,从而提高中间层与具有硬涂层效果的层的紧密粘合。
在实现本发明的另一优选方面中,优选使用在相对末端具有烷氧基硅烷的硅烷偶联剂。
由于能与烷氧基硅烷化合物交联,所以在相对末端具有烷氧基硅烷的硅烷偶联剂是理想的。这种化合物的实例包括如JP-A No.2000-326448中所描述的在两个末端具有官能团的含有机链的硅烷单体。
本发明优选使用硅烷偶联剂的水解产物或硅烷偶联剂的部分缩合产物。因此,对于本发明,硅烷偶联剂可以是硅烷偶联剂的水解产物或者硅烷偶联剂水解产物的部分缩合产物。
虽然可以单独使用具有环氧基、胺基或者丙烯酰基或甲基丙烯酰基的硅烷偶联剂,但是优选组合使用两种或更多种的这类硅烷偶联剂。尤其优选组合使用三种这类硅烷偶联剂。高度优选使用能溶于有机溶剂的作为提高反应速率的聚合/缩合催化剂的叔胺与两种不同硅烷偶联剂组合:一种具有环氧基并且一种具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
这里,假设由烷氧基硅烷形成的化合物、具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物、以及硅烷偶联剂的含量比率分别定义为a质量%、b质量%以及c质量%(其中烷氧基硅烷化合物的含量比率由极化(polarization)/缩合之后的计算值决定,其中缩合是理想地实现)。当使用包括烷氧基硅烷形成的化合物以及具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物的两个时,a/b优选为10/90至90/10,更优选为20/80至80/20,并且最优选为40/60至80/20。当使用包括烷氧基硅烷化合物和硅烷偶联剂的两个时,a/b优选为40/60至95/5,并且更优选为50/50至90/10。
当使用包括烷氧基硅烷形成的化合物、具有与羟基或烷氧基反应的官能团的化合物以及硅烷偶联剂的全部三种时,a/(b+c)优选为10/90至90/10,更优选为20/80至80/20,最优选为40/60至80/20。在这种情况中,b/c优选为10/90至90/10,更优选为20/80至80/20,并且最优选为40/60至80/20。
--其它组分--
对于本发明,使用催化剂和水来促进烷氧基硅烷化合物的极化/缩合反应。
可以用于本发明的固化催化剂包括酸,例如盐酸、硝酸、乙酸、草酸、马来酸以及富马酸,叔胺,例如N-N-二甲基苄胺、三丙胺、三丁基胺以及三戊基胺,有机金属以及金属烷氧基化合物。
相对于100质量份数的烷氧基硅烷化合物,所加入固化催化剂的比率优选为1质量%至10质量%,并且更优选为1质量%至5质量%。
就加入水而言,理想地,加入理论上能100%水解该部分水解产物的量或更高量的水。优选加入相当于110%至300%量、并且更优选加入相当于120%至200%量的水。
对于本发明,可以使涂层包含紫外线吸收剂。
当使用具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的硅烷偶联剂时,优选相对于硅烷偶联剂的含量,其含有0.5质量%至5质量%的下文硬涂层标题下所描述的光引发剂。
[涂布溶剂]
对于形成作为上述涂层的二氧化硅涂膜的涂布组合物来说,优选使用选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇以及辛醇中的一种化合物或两种或更多种化合物的混合物作为溶剂。理想地,调整溶剂量,以使固体浓度等于15质量%至60质量%。
-聚硅氮烷-
用于涂层的二氧化硅涂膜的另一优选材料是含有聚硅氮烷的一组涂布组合物。可以优选使用的聚硅氮烷包括在JP-A No.11-240103第0097至0104段中所描述的那些。虽然聚硅氮烷可以单独使用,但其也可以用于代替烷氧基硅烷化合物。
[层合涂层的方法]
透明支撑体和涂层的组合以及层合涂层的方法没有任何特别的限制,只要它们满足本发明所定义水蒸汽透过率范围的要求。然而,当组合使用透明支撑体以及涂层时,可以满足本发明所定义水蒸汽透过率范围的要求,其中,所述透明支撑体由聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、聚芳酯树脂、环烯烃树脂等制成,在60℃和95%RH下显示出相对低的水蒸汽透过率,所述涂层通常由乙烯醇树脂制成,在低湿度环境中显示出优异的低水蒸汽透过率。
另一方面,当使用通常由纤维素酰化物薄膜制成,在60℃和95%RH下显示出较高的水蒸汽透过率的透明支撑体时,除了乙烯醇树脂层之外,优选提供至少一个在高湿度环境中降低水蒸汽透过率的涂层。
层合多个不同涂层的方法和顺序不受特别的限制,可以选择适当的方法和顺序。例如可以将这种层设置在透明支撑体的相对侧,或者可以通过不同粘合层将多个层一层层地叠放。当将乙烯醇树脂涂层和含氯聚合物涂层彼此叠放时,尤其优选设置粘合促进层。对于乙烯醇树脂涂层和含氯聚合物涂层,优选使用莎纶胶乳和乙烯醇树脂混合物的层作为粘合促进层。
[涂层雾度]
涂层雾度优选为5%或更低,更优选3%或更低,并且最优选1%或更低。
表面雾度比内部雾度的比率不受任何特别的限制,可以根据用途适当选择该比值。但是,例如,表面雾度优选为1%或更低。
[涂层表面粗糙度]
涂层表面的算术平均粗糙度Ra优选为0.2或更低,并且其平方根粗糙度Rq优选为0.2或更低,而十点平均粗糙度优选为1.5或更低。
如果需要的话,可以将一种或多种如热稳定剂、光稳定剂和/或润滑剂的添加剂用于本发明的偏振片保护膜的涂层。
《硬涂层》
为了给保护膜提供机械强度,优选使第一保护膜具有位于透明基膜相对表面一侧上起硬质涂层(在下文中也将其称为硬涂层)作用的层。
用于施加起硬涂层作用的层的表面不受任何特别的限制。然而,从涂布适合性的角度出发,优选直接将这种层施加于基层上(施加在涂层对侧上的整个基层上)。
更优选地,在硬涂层上设置低折射率层。最优选在硬涂层和低折射率层之间设置中折射率层和高折射率层以形成防反射薄膜。可以通过层合两个或更多个组成层来形成硬涂层。
对于本发明,从制备防反射薄膜的光学设计角度出发,硬涂层的折射率优选为1.48至2.00,更优选为1.49至1.90,并且最优选为1.50至1.80。
由于在本发明中在硬涂层上至少设置有低折射率层,所以当折射率小于上述范围时,防反射效应降低,而当折射率大于上述范围时,反射光的色泽趋向于变强。
从给薄膜提供足够的耐久度和耐冲击性的角度出发,硬涂层的厚度优选为约0.5μm至50μm,更优选为1μm至20μm,进一步优选为2μm至15μm,并且最优选为3μm至10μm。
通过铅笔硬度试验,硬涂层的强度优选为H或更高,更优选为2H或更高,并且最优选为3H或更高。
尤其是,在根据JIS K5400的泰伯(taber)磨耗试验中,如果与该试验前相比较,优选试验后试件的磨耗率尽可能的小。
优选通过电离辐射可固化化合物的交联反应或聚合反应来形成硬涂层。例如,可以通过将含有电离辐射可固化多官能单体或多官能低聚物的涂布组合物施加到透明基膜上,并且使该多官能单体或多官能低聚物实现交联反应或聚合反应,从而形成硬涂层。
电离辐射可固化多官能单体和多官能低聚物优选为光、电子束以及辐射聚合官能团,并且更优选光聚合官能团。
光聚合官能团包括不饱和聚合官能团,例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基以及烯丙基,其中对于本发明,优选(甲基)丙烯酰基。
除了具有不饱和聚合基团的单体之外,还可以在粘合剂中引入交联官能团,或者在粘合剂中引入交联官能团以代替具有不饱和聚合基团的单体。
可以用于本发明的交联官能团的实例包括异氰酸酯基、环氧基、氮丙啶基、噁唑啉基、醛基、羰基、肼基、羧基、羟甲基以及活性亚甲基。
可以将例如乙烯基磺酸的金属醇盐、酸酐、氰基丙烯酸酯衍生物、三聚氰胺、醚化羟甲基、酯、氨基甲酸酯以及四甲氧基硅烷用作具有交联结构的单体。
本发明还可以使用通过分解反应而显示出交联性能的官能团,例如封端(block)异氰酸酯基。
简单地说,对于本发明,交联官能团可以在分解时具有活性,而非一开始就有活性。
在施加之后加热时,任何具有交联官能团的粘合剂都可以形成交联结构。
为了使层具有内部散射特性,硬涂层可以包含消光颗粒,例如平均粒度为1.0μm至10.0μm,优选1.5μm至7.0μm的无机化合物颗粒或树脂颗粒。
为了控制硬涂层的折射率,可以向硬涂层的粘合剂中加入高折射率单体或无机颗粒或者它们两者。除控制折射率的效果之外,无机颗粒还提供抑制由交联反应引起的固化收缩的效果。
对于本发明,将在硬涂层形成之后,通过多官能单体和/或高折射率单体的聚合而形成的聚合物(包括分散于其中的无机颗粒)称为粘合剂。
硬涂层的雾度随防反射薄膜所提供的功能而改变。
当硬涂层在内部和表面不具有光散射功能以维持图像清晰度并且抑制表面反射时,雾度值越低越好。更具体地说,雾度值优选10%或更低,更优选5%或更低,并且最优选2%或更低。
另一方面,当硬涂层除了具有抑制表面反射的功能之外,还具有硬涂层表面散射的防眩功能时,表面雾度优选为5%至15%,并且更优选5%至10%。
当通过硬涂层内部散射使得液晶板图案、色彩和亮度不均匀性以及眩光最小化时,和/或当硬涂层通过散射而具有扩大视角的功能时,内部雾度值(总雾度值减去表面雾度值)优选为10%至90%,更优选为15%至70%,并且最优选为20%至50%。
为了获得清晰的表面以便维持图像的清晰度,在显示表面粗糙度的特征中,就硬涂层表面的不规则(asperity)轮廓而言,中线平均粗糙度(Ra)优选0.10μm或更低,更优选0.09μm或更低,并且最优选0.08μm或更低。
就薄膜而言,硬涂层的表面不规则体决定了薄膜的表面不规则体。因此,可以通过调整硬涂层的中线平均粗糙度来将防反射膜的中线平均粗糙度保持在以上规定的范围内。
为了维持图像的清晰度,除了调整起伏的表面轮廓之外,还需要调整传输图像的清晰度。清晰防反射膜的传输图像清晰度优选为60%或更高。
传输图像清晰度通常是表示传输通过薄膜之后投射图像模糊程度的指数。当清晰度高时,传输通过薄膜的图像清晰并且清楚。传输图像清晰度优选为70%或更高,并且更优选为80%或更高。
当把根据本发明的偏振片保护膜设置于液晶显示装置的表面时,反射图像会从周围投射到液晶显示装置的表面上,从而降低显示图象的可见度。因此,硬涂层表面优选具有不规则体,从而在表面产生散射光的效果(防眩效果)。
优选通过使硬涂层表面和/或内部具有光散射效果而使其起光散射层的作用(当使硬涂层表面具有光散射效果时,它也可以被称为防眩层)。
[用于硬涂层的溶剂]
在很多情形中,硬涂层都是通过湿法涂布而施加到涂层上,因此用于涂布组合物的溶剂尤其重要。该溶剂需要满足的条件包括:其能够充分溶解包括光透射树脂在内的各种溶质,但其不溶解光透射微粒而且在涂布和干燥过程中几乎不引起涂布不均和干燥不均。
其它优选的特征包括其对底层的溶解度不是太高(为了避免表面光滑度降低以及例如白化问题的发生),而且相反地,其能最小程度地溶解并且溶胀涂层(为了确保紧密粘附)。
虽然可以使用单一溶剂,但是为了调整涂层的溶解度和溶胀度、组成材料的溶解度和干燥特性、粒子聚集等,可以优选组合使用两种或更多种的溶剂。当主溶剂难以溶胀涂层时,可以通过向主溶剂中加入少量高度溶胀溶剂来改善硬涂层和涂层之间的紧密粘附,而无需牺牲其它性能以及表面轮廓。
可用于本发明的溶剂的具体实例包括各种酮类(甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、环己酮等)以及各种纤维素溶剂(乙基纤维素溶剂、丁基纤维素溶剂、丙二醇单甲基醚(propyleneglycolmonomethylether)等)。
其它可以优选使用的溶剂包括各种醇(丙二醇、乙二醇、乙醇、甲醇、异丙醇、1-丁醇、2-丁醇等)以及甲苯。
对于本发明,优选使用当硬涂层直接施加在涂层上时能溶解和溶胀涂层的溶剂。尤其是,当涂层由偏二氯乙烯构成时,优选加入四氢呋喃。同样优选选择具有偏二氯乙烯的共聚物用于涂层,从而使其在甲苯和酮类溶剂中具有可溶性。换句话说,优选不使用四氢呋喃而使用甲苯或酮类溶剂。为了显著改善涂层和硬涂层之间的粘附,还优选在涂层的涂布溶液以及硬涂层的涂布溶液中选择和使用能溶解包括涂层和硬涂层两种溶质的溶剂。
[低折射率层]
当在图像显示装置的表面使用根据本发明的偏振片保护膜时,优选在硬涂层的表面形成低折射率层以作为阻止反射的方法。以下,将描述可以优选用于本发明的低折射率层。
用于本发明的低折射率层优选通过施加热固化和/或光固化组合物来形成,所述组合物主要包含35质量%至80质量%的含氟原子的氟化合物以及交联或聚合官能团。
防眩防反射薄膜低折射率层的折射率优选为1.45或更小,更优选1.30或更大且1.40或更小,最优选1.33或更大且1.37或更小。
此外,从降低反射率的角度出发,优选低折射率层满足由以下式(1)所定义的要求:
(m/4)×0.7<n1×d1<(m/4)×1.3 ...式(1)
其中m是正奇数,n1是低折射率层的折射率并且d1是低折射率层的薄膜厚度(nm)。λ是500nm至550nm范围内的波长值。
满足式(1)的要求是指在上述波长范围内,存在满足式(1)要求的m(正奇数,通常为1)。
低折射率层是固化的薄膜,该薄膜通过涂布、干燥并且固化包含含氟化合物作为主要成分的可固化组合物而形成。
用于形成低折射率层的可固化组合物优选包含(A)含氟化合物,(B)微细无机颗粒以及(C)有机硅烷化合物中的至少两种,更优选包含全部三种。
优选的含氟化合物包括具有低折射率的含氟聚合物以及含氟溶胶和凝胶材料。
含氟聚合物以及含氟溶胶和凝胶材料优选的那些材料是通过加热或者电离辐射而交联,并且动摩擦系数以及相对于所形成低折射率层表面水的接触角分别为0.03至0.30以及85°至120°。
-用于低折射率层的含氟聚合物-
以下,将描述可以用于形成低折射率层的材料。
用于本发明的含氟聚合物优选是这样的聚合物:当其转化为固化涂层时,涂层表面的动摩擦系数、相对于水的接触角以及纯水滑下角度分别为0.03至0.20、90°至120°以及70°或更低,并且,特别是从施加和固化的角度出发,在用网(web)输送辊轧的薄膜时通过加热或电离辐射而交联,从而提高生产率。
当在图像显示装置上设置防眩膜或防眩/防反射膜时,在施加封条(seal)或便笺条(memo sheet)之后,可以在剥离力低于可商购的胶带时,轻易将该膜剥落。因此,这种薄膜的剥离强度优选为500gf(4.9N)或更低,更优选为300gf(2.9N)或更低,最优选100gf(0.98N)或更低。此外,由于当用微硬度计测量表面硬度高时这种薄膜易于刮伤,所以表面硬度优选为0.3GPa或更高,并且更优选为0.5GPa或更高。
用于低折射率层的含氟聚合物优选包含35质量%至80质量%的氟原子并且同样包含交联或者聚合官能团。这种聚合物的实例包括含全氟烷基硅烷化合物的水解产物和脱水缩合产物[例如,(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)三乙氧基硅烷],以及具有含氟单体单元以及交联反应单元作为组分单元的含氟共聚物。这种含氟共聚物优选具有仅有碳原子形成的主链。换句话说,它们优选在主链骨架中既不含有氧原子也不含有氮原子。
含氟单体单元的具体实例包括氟烯烃(例如,氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、全氟辛基乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(dioxol)等),部分或完全氟化的(甲基)丙烯酸的烷基酯衍生物(例如,biscoat6F(商品名,可由Osaka Organic Chemical Industry获得)以及M-2020(商品名,可由Daikin获得)等等)以及完全或部分氟化的乙烯基醚类,其中从折射率、溶解度、透明度以及可用性的角度出发,优选全氟烯烃并且更优选六氟丙烯。
交联反应单元的具体实例包括可以通过预先在分子中具有自交联官能团的单体聚合而获得组分单元,例如缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯以及缩水甘油基乙烯基醚,以及通过将例如(甲基)丙烯酰基的交联反应类基团引入到组分单元中而获得的组分单元,所述组分单元是用聚合物反应(通常是指使丙烯酰氯作用于羟基的技术)聚合具有羧基、羟基、氨基或磺基的单体[例如,(甲基)丙烯酸、羟甲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、芳基丙烯酸酯、羟乙基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、马来酸、巴豆酸等]而获得的。
从对溶剂溶解度以及涂层透明度的角度出发,可以共聚不含有氟原子的单体,并且除了含氟单体和交联反应单元之外,还可以引入其它的聚合单元。
可以用于本发明的单体单元不受任何特别的限制。单体单元的实例包括烯烃[乙烯、丙烯、异戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯等]、丙烯酸酯[丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己基酯等]、甲基丙烯酸酯[甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯等]、苯乙烯衍生物[苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等]、乙烯基醚[乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基环己醚等]、乙烯基酯[乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、肉桂酸乙烯酯等]、丙烯酰胺[N-叔丁基丙烯酰胺、N-己基丙烯酰胺等]、甲基丙烯酰胺以及丙烯腈衍生物。
含氟聚合物可以与JP-A Nos.10-25388以及10-147739中公开的固化剂一起使用。
对于本发明特别有用的含氟聚合物为全氟烯烃和乙烯基醚或乙烯基酯的无规共聚物。
尤其是,优选这种聚合物具有能单独实现交联反应的基团[自由基反应基团,例如(甲基)丙烯酰基,或开环聚合基团,例如环氧基或氧环丁基(oxetanyl group)]。
包含交联反应基团的聚合单元优选占总聚合单元的5摩尔%至70摩尔%,并且更优选30摩尔%至60摩尔%。
用于低折射率层的含氟聚合物优选是由以下通式(2)所表示的共聚物。
通式(2)
在通式(2)中,L表示具有优选1至10个碳原子,更优选1至6个碳原子,并且最优选2至4个碳原子的连接基团。其可以是直链或者具有分支结构和/或环状结构。其可以具有选自O、N以及S的杂原子。
L结构的实例包括*-(CH2)2-O-**、*-(CH2)2-NH-**、*-(CH2)4-O-**、*-(CH2)6-O-**、*-(CH2)2-O-(CH2)2-O-**、*-CONH-(CH2)3-O-**、*-CH2CH(OH)CH2-O-**以及*-CH2CH2OCONH(CH2)3-O-**(其中*表示聚合物主链侧的连接位点并且**表示(甲基)丙烯酰基侧的连接位点,而m表示0或1)。
在通式(2)中,X表示氢原子或甲基,然而从固化反应性的角度出发优选为氢原子。
在通式(2)中,A表示源自任意选择的乙烯基单体的重复单元,所述乙烯基单体不受任何特别的限制,只要其是能与六氟丙烯共聚的单体组分即可。可以从与基底的紧密粘附、聚合物的Tg(有利于涂层硬度)、对溶剂的溶解性、透明度、光滑性、防尘、防污等的角度来选择A。其可以根据目的,由单个乙烯基单体或多个乙烯基单体来形成。
乙烯基单体的实例包括乙烯基醚类,例如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基叔丁醚、乙烯基环己醚、乙烯基异丙醚、乙烯基羟乙醚、乙烯基羟丁醚、乙烯基缩水甘油醚以及乙烯基烯丙醚,乙烯基酯类,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯以及丁酸乙烯酯,(甲基)丙烯酸酯类,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、羟基(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、芳基(甲基)丙烯酸酯以及(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,苯乙烯,苯乙烯衍生物,例如对羟甲基苯乙烯,不饱和羧酸类,例如巴豆酸、马来酸和衣康酸以及它们的衍生物,其中优选乙烯基醚衍生物和乙烯基酯衍生物,并且更优选乙烯基醚衍生物。
在通式(2)中,x、y和z表示各个组分的摩尔%,它们分别优选为30≤x≤60,5≤y≤70以及0≤z≤65,更优选为35≤x≤55,30≤y≤60以及0≤z≤20并且最优选为40≤x≤55,40≤y≤55以及0≤z≤10。然而,请注意,x+y+z=100。
用于本发明的共聚物优选由以下所示的通式(3)来表示。
通式(3)
在通式(3)中,X的含义与通式(2)中的相同,并且通式(3)的优选范围与通式(2)相同。
在通式(3)中,n表示2≤n≤10,优选2≤n≤6并且更优选2≤n≤4的整数。
在通式(3)中,B表示源自任意选择的乙烯基单体的重复单元。其可以由单个乙烯单体或多个乙烯单体来形成。以上为通式(2)中A所引用的实例同样适用于通式(3)中的B。
在通式(3)中,x、y、z1以及z2表示各个组分的摩尔%。在通式(3)中,x和y分别优选为30≤x≤60以及5≤y≤70,更优选为35≤x≤55以及30≤y≤60,并且最优选为40≤x≤55,40≤y≤55。在通式(3)中,z1和z2分别优选为0≤z1≤65以及0≤z2≤65,更优选0≤z1≤30以及0≤z2≤10,并且最优选为0≤z1≤10,0≤z2≤5。然而,请注意,x+y+z1+z2=100。
由通式(2)或者通式(3)表示的共聚物可以通过使用上述的一种技术,将(甲基)丙烯酰基引入通常包含六氟丙烯组分和羟烷基乙烯基醚组分的共聚物中来形成。所使用的再沉淀溶剂优选选自异丙醇、己烷、甲醇等。
由通式(2)或通式(3)表示的具体优选实例包括JP-A No.2004-45462第[0035]至[0047]中所描述的那些,并且它们可以通过上述专利文献中所描述的技术来合成。
-用于低折射率层的微细无机颗粒-
微细无机颗粒的加入比率优选为1mg/m2至100mg/m2,更优选为5mg/m2至80mg/m2,并且最优选为10mg/m2至60mg/m2。当该比率低于上述范围时,抗磨擦性的改善效果降低,而当该比率高于上述范围时,会在低折射率层的表面形成微观不规则体从而降低黑色稳定性以及整体反射率方面的表现。因此,需要遵守以上规定的范围。
由于微细无机颗粒将被包含在低折射率层中,因此它们优选具有低折射率。这种微细无机颗粒的实例包括氟化镁微细无机颗粒以及氧化硅(二氧化硅)微细无机颗粒,其中从折射率、分散稳定性以及成本的角度出发,优选二氧化硅细粒。
相对于低折射率层的厚度,微细无机颗粒的平均粒度为10%或更大且100%或更小,优选30%或更大且100%或更小,更优选35%或更大且80%或更小,更优选40%或更大且60%或更小。换句话说,当低折射率层的厚度为100nm时,微细二氧化硅颗粒的粒度优选为30nm或更大且100nm或更小,更优选35nm或更大且80nm或更小,最优选40nm或更大且60nm或更小。
当微细无机颗粒的粒度过小时,抗磨擦性效果降低,而当微细无机颗粒的粒度过大时,会在低折射率层的表面形成微观不规则体,从而降低黑色稳定性以及整体反射率方面的表现。因此,需要遵守以上规定的范围。只要该微细无机颗粒满足粒度要求,其可以是晶体或无定形,并且可以是独立分散的颗粒或者聚集颗粒。虽然微细无机颗粒优选具有球形轮廓,但是其也可以具有不确定的轮廓。
用库尔特计数器测量微细无机颗粒的平均粒度。
为了进一步降低折射率上升的风险,微细无机颗粒优选具有空心结构。微细无机颗粒的折射率优选为1.17至1.40,更优选为1.17至1.35,并且最优选为1.17至1.30。当微细无机颗粒具有空心结构时,本文中所使用的表述折射率是指整体颗粒的折射率而非仅仅无机壳体的折射率。如果颗粒中空腔半径为“a”并且颗粒壳体半径为“b”,则颗粒的孔隙比(void ratio)“x”由以下式(2)表示。
x=(4πa3/3)/(4πb3/3)×100% ...式(2)
孔隙比x优选为10%至60%,更优选为20%至60%,并且最优选为30%至60%。
如果要尝试进一步降低空心微细无机颗粒的折射率并且增加孔隙比,则壳体的厚度降低转而降低颗粒的强度。从抗磨擦性的角度出发,不可能存在折射率低于1.17的颗粒。
可以用阿贝折射计(可由Atago获得)来测量微细无机颗粒的折射率。
可以组合使用至少一种平均粒度小于低折射率层厚度的25%的微细无机颗粒(在下文中称为“小尺寸微细无机颗粒”)以及粒度在以上规定范围之内的微细无机颗粒(在下文中称为“大尺寸微细无机颗粒”)。
由于小尺寸微细无机颗粒可以存在于大尺寸微细无机颗粒的缝隙中,因此它们可以起保持大尺寸微细无机颗粒的保持剂(retention agents)的作用。
当低折射率层的厚度为100nm时,小尺寸微细无机颗粒的平均粒度优选为1nm或更大且20nm或更小,更优选为5nm或更大且15nm或更小,并且最优选为10nm或更大且15nm或更小。从材料成本以及保持剂效果的角度出发,优选使用这种微细无机颗粒。
与以上所指出的一样,本发明尤其优选使用平均粒度为低折射率层厚度的30%至100%,以及具有空心结构并且折射率为1.17至1.40的微细无机颗粒。
为了在分散液体或涂布溶液中建立分散稳定性和/或增强相对于粘合剂组分的亲合力及粘合效应,可以对微细无机颗粒进行例如等离子体放电步骤或电晕放电步骤的物理表面处理,或者使用表面活性剂或偶联剂进行化学表面处理。尤其优选使用偶联剂。
优选使用烷氧基金属化合物作为偶联剂(例如,钛偶联剂、硅烷偶联剂)。使用硅烷偶联剂的处理是尤其有效的。
尽管在制备涂布溶液之前,预先在表面处理中使用偶联剂作为低折射率层微细无机颗粒的表面处理剂,然而当制备涂布溶液时,其也可以优选作为添加剂进一步包含在层中。
从降低表面处理负荷的角度出发,优选在表面处理之前将微细无机颗粒分散于媒介中。
-用于低折射率层的有机硅烷化合物-
以下,将描述(C)有机硅烷化合物。从抗磨擦性、尤其是防反射能力和抗磨擦性的兼容性角度出发,可固化组合物优选至少含有有机硅烷化合物、有机硅烷化合物的水解产物、有机硅烷化合物水解产物的部分缩合产物(下文中,同样将获得的反应溶液称为“溶胶组分”)。
当通过干燥和加热过程施加并且缩合可固化组合物以形成固化产物时,上述组分起低折射率层粘合剂的作用。此外,由于根据本发明的偏振片保护膜优选含有含氟聚合物作为氟化合物,因此通过照射活性光射线来形成具有三维结构的粘合剂。
有机硅烷化合物优选由以下所示通式(4)来表示。
通式(4)
在通式(4)中,R10表示取代或未取代的烷基或者取代或未取代的芳基。可以用于本发明的烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、己基、癸基以及十六烷基。
烷基碳原子数目优选为1至30,更优选为1至16,并且最优选为1至6。可以用于本发明的芳基的实例包括苯基以及萘基,其中优选苯基。
在通式(4)中,X表示羟基或可水解基团。这种基团的优选实例包括烷氧基(优选具有1至5个碳原子的烷氧基,例如,甲氧基、乙氧基等)、卤原子(例如,Cl、Br、I等)以及R2COO(其中R2优选为氢原子或具有1至5个碳原子的烷基,例如CH3COO、C2H5COO等),其中优选烷氧基并且更优选甲氧基或乙氧基。
在通式(4)中,m表示1至3的整数,其中优选1或2并且更优选1。
当存在多个R10或X时,这些R10和X可以彼此相同或不同。
虽然R10中包含的取代基不受任何特别的限制,但是这种取代基的实例包括卤原子(氟、氯、溴等)、羟基、巯基、羧基、环氧基、烷基(甲基、乙基、异丙基、丙基、叔丁基等)、芳基(苯基、萘基等)、芳族杂环基(呋喃基、吡唑基、吡啶基等)、烷氧基(甲氧基、乙氧基、异丙氧基、己氧基等)、芳氧基(苯氧基等)、烷硫基(甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(苯硫基)、烯基(乙烯基、1-丙烯基等)、酰氧基(乙酰氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等)、烷氧羰基(甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(苯氧羰基等)、氨基甲酰基(氨基甲酰基、N-硫代氨甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、N-甲基-N-辛基氨基甲酰基等)以及酰氨基(乙酰氨基、苯甲酰氨基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基等)。取代基可以进一步被取代。
当存在许多R10时,至少它们中的一个是取代的烷基或取代的芳基。
在由通式(4)表示的有机硅烷化合物中,优选由以下所示通式(5)表示的具有乙烯基聚合取代基的有机硅烷化合物。
通式(5)
在通式(5)中,R1表示氢原子、甲基、甲氧基、烷氧羰基、氰基、氟原子或氯原子。可以用于通式(5)的烷氧羰基的实例包括甲氧羰基和乙氧羰基。在以上所列中,优选氢原子、甲基、甲氧基、甲氧羰基、氰基、氟原子或氯原子,其中更优选氢原子、甲基、甲氧羰基、氟原子或氯原子并且最优选氢原子或甲基。
在通式(5)中,Y表示单键、*-COO-**、*-CONH-**或*-O-**,其中优选单键、*-COO-**或*-CONH-**,更优选单键或*-COO-**并且最优选*-COO-**。在以上式中,*表示与=C(R1)-结合的位点并且**表示与L结合的位点。
在通式(5)中,L表示二价连接链。这种链的具体实例包括取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚芳基、在内部具有连接基团的取代或未取代的亚烷基(例如,醚、酯、酰胺等)以及在内部具有连接基团的取代或未取代的亚芳基。在这些基团中,优选取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚芳基或在内部具有连接基团的亚烷基,更优选未取代的亚烷基、未取代的亚芳基或在内部具有醚或酯连接基团的亚烷基,并且最优选未取代的亚烷基或在内部具有醚或酯连接基团的亚烷基。这种取代基的实例包括卤原子、羟基、巯基、羧基、环氧基、烷基以及芳基。取代基可以进一步被取代。
在通式(5)中,n表示0或1。当存在许多X时,这些X可以彼此相同或不同。优选地,n为0。
在通式(5)中,R10具有与通式(4)中R10相同的含义。R10优选为取代或未取代的烷基或未取代的芳基,并且更优选为未取代的烷基或未取代的芳基。
在通式(5)中,X具有与通式(4)中X相同的含义。其优选为卤原子、羟基或未取代的烷氧基,更优选为氯原子、羟基或具有1至6个碳原子的未取代的烷氧基,尤其更优选羟基或具有1至3个碳原子的烷氧基并且最优选甲氧基。
可以组合使用两种或更多种由通式(4)及通式(5)所表示的化合物。以下是由通式(4)和通式(5)表示化合物具体实例的非排他列表。
在以上所列的(M-1)至(M-10)中,尤其优选(M-1)、(M-2)以及(M-5)。
通常,通过在催化剂的存在下处理有机硅烷化合物来制造有机硅烷化合物的水解产物和/或部分缩合产物。
可以用于处理有机硅烷化合物的催化剂包括无机酸,例如盐酸、硫酸以及硝酸;有机酸,例如乙二酸、乙酸、甲酸、甲磺酸以及甲苯磺酸;无机盐,例如氢氧化钠、氢氧化钾以及氨;有机盐,例如三乙胺以及吡啶;金属烷氧基化合物,例如三异丙氧基铝以及四丁氧基锆以及具有例如Zr、Ti或Al的中心金属的金属螯合物。
对于本发明,优选使用金属螯合物或选自无机和有机酸的酸性催化剂。无机酸之中优选盐酸和硫酸,同时优选在水中酸解常数(pKa值(25℃))为4.5或更低的有机酸。在这些之中,更优选盐酸、硫酸以及在水中酸解常数为3.0或更低的有机酸,并且更优选盐酸、硫酸以及在水中酸解常数为2.5或更低的有机酸,并且最优选在水中酸解常数为2.5或更低的有机酸。具体地,优选甲磺酸、乙二酸、邻苯二甲酸以及丙二酸并且最优选乙二酸。
可以使用任何金属螯合物而没有特别的限制,只要其具有由R3OH(其中R3表示具有1至10个碳原子的烷基)表示的醇、由R4COCH2COR5(其中R4表示具有1至10个碳原子的烷基并且R5表示具有1至10个碳原子的烷基或具有1至10个碳原子的烷氧基)表示的化合物作为配体,以及选自Zr、Ti和Al的金属作为中心金属。可以组合使用两种或更多种的金属螯合物,只要它们处于以上定义的范围内即可。
用于本发明的金属螯合物优选选自一组化合物,其中每一个由通式Zr(OR3)p1(R4COCHCOR5)p2、Ti(OR3)q1(R4COCHCOR5)q2以及Al(OR3)r1(R4COCHCOR5)r2中的一个来表示。这种金属螯合物具有促进有机硅烷化合物水解产物和/或部分缩合产物的缩合反应的效果。
金属螯合物中R3和R4可以彼此相同或不同。它们选自具有1个碳原子至10个碳原子的烷基以及苯基,烷基具体包括乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基。金属螯合物中的R5选自如上所指出的具有1至10个碳原子的烷基以及具有1至10个碳原子的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基以及叔丁氧基。金属螯合物中的P1、p2、q1、q2、r1以及r2表示满足p1+p2=4、q1+q2=4以及r1+r2=3要求的整数。
这种金属螯合物的具体实例包括锆螯合物,例如三正丁氧基乙基乙酰乙酸锆、二正丁氧基双(乙基乙酰乙酸)锆、正丁氧基三(乙基乙酰乙酸)锆以及四(正丙基乙酰乙酸)锆、四(乙基乙酰乙酸)锆;钛螯合物,例如二异丙氧基·双(乙酰乙酸)钛、二异丙氧基·双(乙酰乙酸)钛以及二异丙氧基·双(乙酰丙酮)钛;以及铝螯合物,例如二异丙氧基乙基乙酰乙酸铝、二异丙氧基乙酰丙酮铝、异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)铝、异丙氧基双(乙酰丙酮)铝、三(乙基乙酰乙酸)铝、三(乙酰丙酮)铝以及单乙酰丙酮·双(乙基乙酰乙酸)铝。
在以上所列金属螯合物中,优选三正丁氧基乙基乙酰乙酸锆、二异丙氧基·双(乙酰丙酮)钛、二异丙氧基乙基乙酰乙酸铝以及三(乙基乙酰乙酸)铝。这些金属螯合物可以单独使用或者组合使用。本发明也可以使用任意这些金属螯合物的部分水解产物。
对于本发明,优选向可固化组合物中加入β-二酮化合物和/或β-酮酯化合物。以下将进一步描述这一点。
对于本发明,使用由通式R4COCH2COR5表示的β-二酮化合物和/或β-酮酯化合物。它们起可固化组合物稳定性增强剂的作用。
在以上通式中,R4表示具有1至10个碳原子的烷基并且R5表示具有1至10个碳原子的烷基或具有1至10个碳原子的烷氧基。本发明的发明人相信,由于它们与金属螯合物(一种或多种)(锆、钛和/或铝化合物)中的任何适当金属原子(一种或多种)配位,因此它们会抑制金属螯合物促进有机硅烷化合物水解产物和/或部分缩合产物的缩合反应,从而增强所获得组合物储藏稳定性的效果。β-二酮化合物和β-酮酯化合物中的R4和R5与金属螯合物(一种或多种)中的相同。
可以用于本发明的β-二酮化合物和β-酮酯化合物的具体实例包括乙酰丙酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸正丙酯、乙酰乙酸异丙酯、乙酰乙酸正丁酯、乙酰乙酸仲丁酯、乙酰乙酸叔丁酯、2,4-己烷-二酮、2,4-庚烷-二酮、3,5-庚烷-二酮、2,4-辛烷-二酮、2,4-壬烷-二酮以及5-甲基-己烷-二酮,其中优选乙酰乙酸乙酯和乙酰丙酮,并且最优选乙酰丙酮。以上所列β-二酮化合物和β-酮酯化合物可以单独使用或者组合使用。相对于1摩尔金属螯合物,优选以2摩尔或更高,更优选以3摩尔至20摩尔来使用β-二酮化合物和/或β-酮酯化合物。在以上所引范围之内可以获得优良的储藏稳定性。
有机硅烷化合物的含量比率优选为低折射率层总固体量的0.1质量%至50质量%,更优选为0.5质量%至20质量%,并且最优选为1质量%至10质量%。
尽管可以将有机硅烷化合物直接加入到可固化组合物(用于防眩层和低折射率层的涂布溶液)中,然而优选预先在催化剂的存在下处理有机硅烷化合物从而制备该有机硅烷化合物水解产物和/或部分缩合产物,然后使用所获得的反应溶液(溶胶)制备可固化组合物。因此,对于本发明,首先制备含有有机硅烷化合物水解产物和/或部分缩合产物以及金属螯合物的组合物,并且制备用于至少防眩层或低折射率层的涂布溶液,使其含有通过在施加该涂布溶液之前向组合物中加入β-二酮化合物和/或β-酮酯化合物而制备的溶液。
对于本发明,优选防眩层和低折射率层两者都由固化薄膜形成,所述固化薄膜通过施加并且固化含有通式(4)表示的有机硅烷化合物的水解产物和/或部分缩合产物的可固化涂布组合物而形成。
相对于低折射率层的含氟聚合物,有机硅烷化合物溶胶的含量比率优选为5质量%至100质量%,更优选为5质量%至40质量%,尤其更优选8质量%至35质量%,并且最优选10质量%至30质量%。当该含量比率过低时,难以产生本发明的效果,而当该含量比率过高时,折射率不期望地升高并且所获得薄膜的轮廓和表面光滑度变差。
除了上述微细无机颗粒之外,可以向可固化组合物中加入不与本发明预期效果相抵触范围内的无机填料。优选以上述用于防眩层的微细无机颗粒作为无机填料。优选加入可以在不显著影响折射率的范围内具有电子传导率的铟、锡或锑。
-溶胶凝胶材料-
可以使用任意的各种溶胶凝胶材料作为低折射率层的材料。这种溶胶凝胶材料包括金属烷氧基化合物(metal alkoxylates)(硅烷、钛、铝、锆的烷氧化物等)、有机烷氧基金属化合物以及它们的水解产物。这些之中,优选烷氧基硅烷、有机烷氧基硅烷以及它们的水解产物。这种化合物的实例包括四烷氧基硅烷(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等)、烷基三烷氧基硅烷(甲基三烷氧基硅烷、乙基三烷氧基硅烷等)、芳基三烷氧基硅烷(苯基三甲氧基硅烷等)、二烷基二烷氧基硅烷以及二芳基二烷氧基硅烷。其它优选的化合物包括有机烷氧基硅烷(乙烯基三烷氧基硅烷、甲基乙烯基二烷氧基硅烷、γ-缩水甘油基氧基丙基三烷氧基硅烷、γ-缩水甘油基氧基丙基甲基二烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧基二环己基)乙基三烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、γ-氨基丙基三烷氧基硅烷、γ-巯基丙基三烷氧基硅烷、γ-氯丙基三烷氧基硅烷等)、含全氟烷基硅烷化合物(例如,(十七氟-1,1,2,2-十四基)三乙氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷等)。尤其是,从降低层折射率并且使其具有防水/防油效应的角度出发,优选使用含氟硅烷化合物。和(A)含氟化合物一样,可以优选含有这种化合物。
-用于低折射率层的可固化组合物中含有的其它物质-
如果需要的话,通过向(A)含氟化合物、(B)微细无机颗粒以及(C)有机硅烷化合物中加入各种添加剂、自由基极化引发剂、阳离子极化引发剂,并且将它们溶解于适当溶剂来制备可固化组合物。尽管可以根据目的适当地选择固体组分的浓度,然而其通常优选为0.01质量%至60质量%,更优选为0.5质量%至50质量%,并且最优选为1质量%至20质量%。
从低折射率层和直接衬底层界面紧密粘附的角度出发,可以少量地加入选自多官能环氧化合物、聚异氰酸酯化合物、氨基塑料、多价酸及它们的脱水物的固化剂。当加入任何这些物质时,相对于低折射率层的总固体含量,添加剂的比率优选为30质量%或更低,更优选20质量%或更低,最优选10质量%或更低。
为了提供防污效果、防水效果、耐化学性能效果和滑动效果以及其它效果,可以适当地加入已知硅化合物或已知氟化合物的防污剂和/或滑动促进剂。当加入这种添加剂时,它们优选以0.01质量%至20质量%、更优选0.05质量%至10质量%,并且最优选0.1质量%至5质量%的范围来加入。
优选硅化合物的实例包括具有多个二甲硅氧基单元作为重复单元的硅化合物以及在末端和/或在侧链上具有一个或多个取代基的硅化合物。含有二甲硅氧基作为重复单元的化合物在化合物链中也可以含有一种或多种其它结构单元。当该化合物具有多个取代基时,它们可以彼此相同或不同。优选取代基的实例包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、芳基、肉桂酰基、环氧基、氧环丁基、羟基、氟烷基、聚氧化烯基、羧基以及氨基。尽管分子量不受任何特别的限制,然而其优选为100,000或更低,更优选为50,000或更低,并且最优选为3,000至30,000。尽管硅化合物硅原子含量比率不受任何特别的限制,然而其优选为18.0质量%或更高,更优选为25.0质量%至37.8质量%,并且最优选为30.0质量%至37.0质量%。
优选硅化合物的实例非限制性地包括X-22-174DX、X-22-2426、X-22-164B、X-22-164C、X-22-170DX、X-22-176D和X-22-1821(商品名,可由Shin-Etsu Chemical获得),FM-0725、FM-7725、FM-4421、FM-5521、FM-6621和FM-1121(商品名,可由Chisso Corporation获得)以及DMS-U22、RMS-033、RMS-083、UMS-182、DMS-H21、DMS-H31、HMS-301、FMS121、FMS123、FMS131、FMS141和FMS221(商品名,可由Gelest获得)。
优选使用具有氟烷基的化合物作为氟化合物。氟烷基优选具有1至20个碳原子,并且更优选1至10个碳原子。其可以为直链(例如-CF2CF3、-CH2(CF2)4H、-CH2(CF2)8CF3、-CH2CH2(CF2)4H等)、支链结构(例如-CH(CF3)2、-CH2CF(CF3)2、-CH(CH3)CF2CF3、-CH(CH3)(CF2)5CF2H等)或脂环结构(优选具有五元环或六元环,例如,全氟环己基、全氟环戊基或被它们任何一个取代的烷基等)并且可以具有醚键(例如,-CH2OCH2CF2CF3、-CH2CH2OCH2C4F8H、-CH2CH2OCH2CH2C8F17、-CH2CH2OCF2CF2OCF2CF2H等)。一个分子可以具有多个氟烷基。
氟化合物优选具有能有效进行键形成并且与低折射率层兼容的取代基。优选地,存在多于两个这种可以彼此相同或不同的取代基。优选取代基的实例包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、芳基、肉桂酰基、环氧基、氧环丁基、羟基、聚氧化二烯基、羧基以及氨基。氟化合物可以是和不含有任何氟原子的聚合物形成的聚合物或低聚物。分子量不受任何特别的限制。尽管氟化合物中氟原子含量比率不受任何特别在限制,然而其优选为20质量%或更高,更优选为30质量%至70质量%,并且更优选为40质量%至70质量%。优选氟化合物的实例包括可从Daikin获得的R-2020、M-2020、R-3833以及M-3833(商品名),可由Dainippon Ink & Chemicals获得的Megaface F-171、F-172和F-179A以及Defensa MCF-300(商品名)。
用于低折射率层的可固化组合物中的(A)含氟化合物的分子结构优选包括硅化合物或氟化合物的分子结构,为了提供防污效果、防水效果、耐化学性效果和滑动效果以及其它效果,可以适当地加入这些化合物。换句话说,含氟聚合物或氟溶胶凝胶的分子结构包括嵌段或接枝形式的这些化合物的分子结构。
为了提供防尘效果以及抗静电效果,可以适当地加入防尘剂和抗静电剂,例如已知的阳离子表面活性剂或已知的聚氧化烯化合物。这种防尘剂以及这种抗静电剂的结构单元可以包含在硅化合物或氟化合物中作为其功能特征的一部分。当它们以添加剂形式加入时,添加剂的含量比率优选为低折射率层固体组分的0.01质量%至20质量%,更优选为0.05质量%至10质量%,最优选为0.1质量%至5质量%。而优选化合物的实例非限制性地包括可由Dainippon Ink & Chemicals获得的Megaface F-150(商品名)以及可由Dow Corning Toray获得的SH-3748(商品名)。
-用于低折射率层的溶剂-
用于形成低折射率层的涂布组合物所使用的溶剂,可以从能够溶解或分散组分、在涂布过程和干燥过程中能形成均匀表面、能提供液体保持效果并且具有中等饱和蒸汽压的角度出发来选择各种溶剂。从干燥负荷的角度出发,该溶剂优选包含在大气压力和室温环境下沸点为100℃或更低的混合溶剂作为主要组分。更优选地,为了调节干燥速率,其包含少量的沸点为100℃或更高的混合溶剂。
沸点为100℃或更低的溶剂的实例包括烃,例如己烷(沸点68.7℃)、庚烷(98.4℃)、环己烷(80.7℃)以及苯(80.1℃);卤代烃,例如二氯甲烷(39.8℃)、氯仿(61.2℃)、四氯化碳(76.8℃)、1,2-二氯乙烷(83.5℃)以及三氯乙烯(87.2℃);醚,例如二乙醚(34.6℃)、二异丙醚(68.5℃)、二丙醚(90.5℃)、以及四氢呋喃(66℃);酯,例如甲酸乙酯(54.2℃)、乙酸甲酯(57.8℃)、乙酸乙酯(77.1℃)以及乙酸异丙酯(89℃);酮,例如丙酮(56.1℃)以及2-丁酮(与甲基乙基酮相同,79.6℃);醇,例如甲醇(64.5℃)、乙醇(78.3℃)、2-丙醇(82.4℃)以及1-丙醇(97.2℃);氰基化合物,例如乙腈(81.6℃)以及丙腈(97.4℃);以及二硫化碳(46.2℃),其中优选酮和酯并且更优选酮。在酮类中,尤其优选2-丁酮。
沸点为100℃或更高的溶剂的实例包括辛烷(125.7℃)、甲苯(110.6℃)、二甲苯(138℃)、四氯乙烯(121.2℃)、氯苯(131.7℃)、二噁烷(101.3℃)、二丁醚(142.4℃)、乙酸异丁酯(118℃)、环己酮(155.7℃)、2-甲基-4-戊酮(与MIBK相同,115.9℃)、1-丁醇(117.7℃)、N,N-二甲基甲酰胺(153℃)、N,N-二甲基乙酰胺(166℃)以及二甲基亚砜(189℃)。这些中,优选环己烷以及2-甲基-4-戊酮。
<防眩层>
形成防眩层是为了给薄膜提供通过表面散射的防眩效果以及用于改善薄膜抗磨擦性的硬涂层的效果。因此,对于本发明,这种层可以用作硬涂层的变体。
可以用于形成防眩层的已知技术包括:如JP-A No.6-16851中所述,形成表面上具有微观不规则体的消光样薄膜作为层合物的方法;如JP-ANo.2000-206317所述,通过不同剂量的电离辐射固化收缩电离辐射固化化合物,从而形成防眩层的方法;如JP-A No.2000-338310中所述,凝胶化并且固化光透射微粒和光透射树脂,从而在通过施加而形成的薄膜的表面产生不规则体的方法,所述施加通过干燥从而降低相对于光透射树脂的溶剂质量比来实现;如JP-A No.2000-275404中所述,通过在外部施加压力而在薄膜表面形成不规则体的方法;以及如JP-A No.2005-195819中所述,通过利用溶剂从多种聚合物混合物溶液中蒸发的过程中发生相分离的现象,从而在薄膜表面上形成不规则体的方法。可以使用这些方法中的任何方法。
可以用于本发明的优选防眩层形式包括能提供硬涂层效果的粘合剂、用于提供防眩效果的光透射颗粒以及作为不可缺少成分的溶剂,并且具有形成于表面上的通过光透射颗粒本身的突起或者许多颗粒聚合体形成的突起而产生的不规则体。
具有防眩效果的防眩层优选可以同时提供防眩效果和硬涂层效果。
-紫外线吸收剂-
透明基膜、涂层、粘合促进层以及硬涂层中的至少一种包含两种或更多种由以下显示的通式(6)表示的紫外线吸收剂。
在通式(6)中,R1、R2、R3、R4和R5独立地表示氢原子或一价有机基团,其中R1、R2和R3的至少一个表示碳原子总数为4至20的未取代支链或直链烷基,并且R1、R2和R3彼此不同。
通式(6)
更优选地,使用如下特征的纤维素酰化物薄膜作为透明基膜:其辛醇/水分配系数(下文中也称为log P)平均值(下文中也称为平均log P)由以下所示的式(c)表示并且酰化度DS满足以下所示式(d)关系。
在以下公式(c)中,Wn表示第n种(n-th)紫外线吸收剂的质量分数并且(log P)n表示第n种紫外线吸收剂的“log P”。
平均 式(c)
5.0×DS-6.7≤平均log P×≤5.0×DS-5.1 式(d)
紫外线吸收剂log P的平均值优选为(5.0×DS-6.7)或更大且(5.0×DS-5.1)或更小,更优选(5.0×DS-6.5)或更大且(5.0×DS-5.2)或更小。
当log P平均值过大时,表面状态退化,而在高温和高湿度条件下保持紫外线吸收剂的效果降低。
在330nm至360nm的波长范围内,通式(6)表示的化合物具有最大吸收。
-log P值-
可以用JIS Z7260-107(2000)中所规定的振荡瓶法技术来测量辛醇/水分配系数(log P值)。
可以用计算/化学技术或者用经验技术代替真实测量过程来估算辛醇/水分配系数。
可以优选使用的计算技术包括Crippen′s碎裂法(fragmentation method)(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987))、Viswanadhan′s碎裂法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,29,163(1989))以及Broto′s碎裂法(Eur.J.Med.Chem.-Chim.Theor.,19,71(1984)),其中最优选Crippen′s碎裂法(J.Chem.Inf.Comput.Sci.,27,21(1987))。
如果化合物的log P值根据测量方法或计算方法而变化,则优选使用Crippen′s碎裂法来确定该化合物是否能在本发明的范围内使用。
从挥发性的角度出发,紫外线吸收剂的分子量优选为250至1,000,更优选为260至800,进一步优选为270至800,并且最优选为300至800。
紫外线吸收剂可以具有特定的单体结构或者通过结合多个的这种单体单元而产生的低聚物或聚合物结构。
紫外线吸收剂优选在制备纤维素酰化物薄膜的涂布(doping)/流延以及干燥过程中不挥发。
--紫外线吸收剂的添加比率--
相对于纤维素酰化物,紫外线吸收剂的添加比率优选为0.01质量%至10质量%,更优选为0.1质量%至5质量%,最优选0.2质量%至3质量%。
--加入紫外线吸收剂的方法--
就加入紫外线吸收剂的时间而言,其可以在浓液制备过程的任何阶段加入。其可以在浓液制备过程的最后阶段加入。
以下,将更详细地描述由通式(6)表示的紫外线吸收剂。
在通式(6)中,R1、R2、R3、R4和R5独立地表示氢原子或一价有机基团,其中R1、R2和R3中的至少一个表示碳原子总数为4至20的未取代支链或直链烷基,并且R1、R2和R3彼此不同。
可以用于紫外线吸收剂的取代基包括烷基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至12个碳原子,并且最优选1至8个碳原子,例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基以及环己基)、烯基(优选具有2至20个碳原子,更优选2至12个碳原子,并且最优选2至8个碳原子,例如乙烯基、芳基、2-丁烯基以及3-戊烯基)、炔基(优选具有2至20个碳原子、更优选2至12个碳原子,并且最优选2至8个碳原子,例如炔丙基和炔戊基)、芳基(优选具有6至30个碳原子,更优选6至20个碳原子,并且最优选6至12个碳原子,例如苯基、对甲苯基以及萘基)以及取代或未取代的氨基(优选具有0至20个碳原子,更优选0至10个碳原子,并且最优选0至6个碳原子,例如氨基、甲氨基、二甲氨基、二乙氨基以及二苄氨基)。
取代基的其它实例包括烷氧基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至12个碳原子,并且最优选1至8个碳原子,例如甲氧基、乙氧基以及丁氧基)、芳氧基(优选具有6至20个碳原子,更优选6至16个碳原子,并且最优选6至12个碳原子,例如苯氧基和2-萘氧基)、酰基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如乙酰基、苯甲酰基、甲酰基以及新戊酰基)、烷氧羰基(优选具有2至20个碳原子,更优选2至16个碳原子,并且最优选2至12个碳原子,例如甲氧羰基以及乙氧羰基)、芳氧羰基(优选具有7至20个碳原子,更优选7至16个碳原子,并且最优选7至10个碳原子,例如苯氧羰基)、酰氧基(优选具有2至20个碳原子,更优选2至16个碳原子,并且最优选2至10个碳原子,例如乙酰氧基以及苯甲酰氧基)、酰氨基(优选具有2至20个碳原子,更优选2至16个碳原子,并且最优选2至10个碳原子,例如乙酰氨基以及苯甲酰氨基)、烷氧羰基氨基(优选具有2至20个碳原子,更优选2至16个碳原子,并且更优选2至12个碳原子,例如甲氧羰基氨基)、芳氧羰基氨基(优选具有7至20个碳原子,更优选7至16个碳原子,并且最优选7至12个碳原子,例如苯氧羰基氨基)、磺酰氨基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如甲磺酰氨基以及苯磺酰氨基)、氨磺酰基(优选具有0至20个碳原子,更优选0至16个碳原子,并且最优选0至12个碳原子,例如氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基以及苯基氨磺酰基)、氨基甲酰基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基以及苯基氨基甲酰基)、烷硫基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如甲硫基以及乙硫基)、芳硫基(优选具有6至20个碳原子,更优选6至16个碳原子,并且最优选6至12个碳原子,例如苯硫基)、磺酰基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如甲磺酰基以及甲苯磺酰基)、亚磺酰基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如甲亚磺酰基以及苯亚磺酰基)、酰脲基(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如酰脲基、甲基酰脲基以及苯基酰脲基)、磷酸酰胺基(amide phosphate group)(优选具有1至20个碳原子,更优选1至16个碳原子,并且最优选1至12个碳原子,例如二乙基膦酰胺基和苯基膦酰胺基)、羟基、巯基、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、异羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基(优选具有1至30个碳原子,更优选1至12个碳原子,并且含有一个或多个例如氮原子、氧原子、和/或硫原子的杂原子,例如咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、以及苯并噻唑基)以及甲硅烷基(优选具有3至40个碳原子,更优选3至30个碳原子,并且最优选3至24个碳原子,例如三甲基硅烷基以及三苯基甲硅烷基)。这些取代基的任何一种都可以被进一步取代。
当存在两个或更多个取代基时,它们可以彼此相同或不同,并且如果可能,它们可以连接而形成环。然而,请注意,R1、R2和R3中的至少一个表示碳原子总数为4至20的未取代支链或直链烷基,并且R1、R2和R3彼此不同。
R1和R3各自优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、羟基或卤原子,更优选为氢原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或卤原子,尤其更优选氢原子或具有1至12个碳原子的烷基,并且最优选具有1至12个碳原子的烷基(优选具有4至12个碳原子)。
R2优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、羟基或卤原子,更优选为氢原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或卤原子,尤其更优选氢原子或具有1至12个碳原子的烷基,尤其进一步更优选氢原子或甲基,并且最优选氢原子。
R4和R5各自优选为氢原子、烷基、烯基、炔基、芳基、取代或未取代的氨基、烷氧基、芳氧基、羟基或卤原子,更优选为氢原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或卤原子,尤其更优选为氢原子或卤原子,并且最优选为氢原子或氯原子。
以下是通式(6)所示化合物的具体实例的非排他性列表。
<层的形成>
对于本发明,通过在透明基膜上连续施加各个涂布溶液,将它们加热并且干燥,并且如果需要的话,随后照射光线和/或加热以固化该层的单体和可固化树脂,从而形成涂层、硬涂层、低折射率层以及其它层。从而,制备了各个层。
可以使用任何技术将层溶液施加到基膜上,所述技术不受任何特别的限制。可以用于施加它们的技术包括:浸涂、气刀涂布、幕帘涂布、辊式涂布、线棒涂布、凹版式涂布、挤出涂布(模涂布)(参见美国专利No.2,681,294)、微型凹版式涂布以及其它已知技术。其中,优选微型凹版式涂布以及模涂布。为了提供高生产率,优选使用模涂布。
优选在一定条件下干燥每一施加的溶液,其中在干燥之后,所施加溶液中有机溶剂的浓度优选为5质量%或更低,更优选2质量%或更低,最优选1质量%或更低。尽管干燥条件受到基质热强度、传递速率、干燥过程持续时间等的制约,然而从涂层硬度以及预防粘合的角度出发,有机溶剂的含量比率优选尽可能低。当涂布溶液不包含任何有机溶剂时,可以省略干燥过程并且在涂布之后立即在所施加的溶液上照射紫外线。
为了提高结晶度,可以对涂层进行热处理。优选的热处理温度为40℃至130℃,并且尽管热处理持续时间通常为约5分钟至48小时,但其可以根据所需要的结晶度来适当确定。
此外,如果需要,为了改善透明基膜和涂层之间的紧密粘附,可以在透明基膜的一个或两个表面上用氧化法或波形法(undulating method)对透明基膜进行表面处理。氧化方法可以包括电晕放电法、辉光放电法、铬酸法(湿法)、火焰法、热空气法、臭氧/紫外线照射法等。
《下涂层》
下涂层形成于透明基膜和涂层之间。更具体地说,下涂层设置于具有多层结构的涂层的一侧或相对两侧上。下涂层可以具有单层结构或多层结构。对于本发明,优选在透明基膜和涂层之间设置具有如下所述双层结构的下涂层。
[下涂层组合物]
第一层:含有水分散或水溶性合成树脂、碳二酰亚胺化合物以及导电金属氧化物颗粒作为必不可少成分的抗静电层。
第二层:含有水分散或水溶性合成树脂以及交联剂作为必不可少组分的表层。
将抗静电层和表层以所提到的顺序设置于透明基膜上从而形成下涂层。抗静电层具有这样的电导率,使得通过在透明基膜上设置抗静电层而获得的低电荷基膜的雾度为3%或更低,并且形成在其上的表层的表面电阻为1×106至1×1011Ω。通过提供抗静电层,可以抑制由在运用塑料支撑体的制造过程中产生的粘附粉尘而形成的损坏。
<第二保护膜>
本发明所提供的第二保护膜位于偏振薄膜和液晶单元之间,作为偏振片的组成元件。第二保护膜起偏振片保护膜的作用是足够的,并且为了起无光学副作用的光学补偿膜的作用,其还优选具有所需要的相差。可以使用任何各种常用热塑性聚合物膜作为第二保护膜。
《起光学补偿膜的作用》
对于本发明,第二保护膜适合于保护偏振片起偏器的至少一个表面,并且优选还起具有所需相差特征的光学补偿膜的作用。
光学补偿膜面内相差值(Re值)和厚度方向相差(Rth值)分别由以下所示式(e)和(f)表示。
Re=(nx-ny)×d ...式(e)
Rth=((nx+ny)/2-nz)×d ...式(f)
上述式(e)和(f)中,nx、ny和nz分别是薄膜的三维折射率,或者薄膜面内X轴方向、Y轴方向各自的折射率以及垂直于薄膜的Z轴方向的折射率,并且d是薄膜厚度(nm)。
在上述公式中,nx、ny以及nz是显示薄膜光学各向异性的指数。更具体地说,对用于本发明的薄膜来说,它们定义如下。
nx:薄膜面内的最大折射率
ny:与薄膜面内显示最大折射率方向垂直的方向的折射率。
nz:薄膜法线方向的折射率。
对于本发明,当折射率在拉伸方向(如果该聚合物膜为单轴向拉伸)或在其中取向(alignment)程度提高的拉伸方向(如果该聚合物膜为双轴向拉伸)为最大时,光学各向异性为正。换句话说,从化学结构的角度出发,当折射率在聚合物主链取向方向最大时,光学各向异性为正。当折射率在拉伸方向最小时,光学各向异性为负。
对于本发明,聚合物膜的光学各向异性被认为是折射率椭圆,并且通过使用已知方法,使用用于确定三维折射率的折射率椭圆来确定三维折射率。
由于三维折射率取决于所使用光源的波长,所以其优选根据光源波长来定义。对于本发明,除非另有规定,否则三维折射率通过使用550nm光源波长来测定。
《制造作为光学补偿膜的第二保护膜的方法》
在许多情形中,为了使所获得的薄膜具有与目标相符的相差特征,对第二保护膜进行拉伸处理。
可以用于本发明的拉伸方法包括利用辊转速差异的辊垂直单轴向拉伸法;用针或夹具固定薄膜横向末端并且横向延伸该固定部分的拉幅机水平单轴向拉伸法;利用移动速度差异和/或薄膜固定部分通过距离差异的拉幅机对角单轴向拉伸法;在方向厚度施加拉伸应力的特殊Z轴拉伸法以及连续拉伸法例如施加面内压缩应力的特殊Z轴拉伸法。
其它可以用于本发明的拉伸法包括重复单轴向拉伸的相继双轴向拉伸法;横向延伸在薄膜流动方向具有速度差的拉幅机的同步双轴向拉伸法以及重复若干次这种拉伸的多级拉伸法。
尽管为了获得具有相差的薄膜,以上列出了一些连续拉伸方法,然而可以用于拉伸聚合物膜的方法并不局限于这些。尽管从生产率的角度出发优选连续拉伸,然而用于本发明的拉伸方法决不仅限于连续拉伸法。
可以在薄膜表面上设置光学各向异性层作为另一种使第二保护膜具有相差的方法。尽管这种光学各向异性层不受任何特别的限制,然而它可以通过在热塑性聚合物膜表面直接形成取向层(alignment layer)或者经由下涂层并在其上取向和固结液晶化合物来形成。或者,可以将单独的取向层作为光学各向异性层。
既可以将光学各向异性层设置在结合起偏器的表面上,也可以将其设置在没有结合起偏器的表面上,然而优选将其设置在没有结合起偏器的表面上。
[取向层]
为了在光学各向异性层中取向液晶化合物分子,将取向层设置在邻接光学各向异性层的热塑性聚合物膜上。
可以用于形成取向层的材料的具体实例非限制性地包括聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酮硫化物(polyketonesuflides)、聚醚砜、聚砜、聚苯硫化物、聚苯氧化物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚芳酯、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素塑料、环氧树脂以及酚树脂。
尽管对于本发明可以使用任何已知的取向方法,然而可以利用例如普遍用于LCD液晶取向方法的摩擦处理的处理方法并且可以使用已知的光取向的取向层。
[光学各向异性层]
尽管从改善液晶显示装置视角特征的角度出发,光学各向异性层的厚度随双折射的大小以及光学各向异性层液晶化合物取向状态而变化,然而其优选为约0.1μm至10μm,更优选为0.2μm至5μm。
尽管对于单个热塑性聚合物膜来说可以设置多个光学各向异性层,然而从生产率的角度出发,优选设置单个光学各向异性层。
-液晶化合物-
本发明可以使用任何液晶化合物只要其能被取向。可以使用的液晶化合物的实例包括盘状或棒状液晶化合物。本发明同样可以使用几种不同液晶化合物的混合物,只要其能通过利用化学反应或温差的方法来固定取向。
当制备含有液晶化合物和有机溶剂的溶液并且施加和干燥该溶液以制备光学各向异性层时,可以在低于液晶转变温度的条件下进行液晶化合物的取向过程而不将其加热到高于该温度。
在施加含有液晶化合物溶液的情形中,在施加之后通过干燥除去溶剂,从而制备具有均匀厚度的液晶层。可以在热能或光能或者在联合热能和光能的化学反应的作用下固定液晶层的液晶取向。
当液晶化合物为聚合物液晶时,不需要通过使用上述化学反应的固化反应来固定液晶的取向。
例如,可以通过在高于液晶玻璃化转变温度的温度下热处理该液晶,并且使该液晶放热而将其冷却到玻璃化转变温度以下,从而固定聚合物液晶的取向。
当聚合物液晶的玻璃化转变温度高于热塑性聚合物膜的抗热温度时,在为取向而将聚合物液晶加热到高于其玻璃化转变温度之前,将取向膜设置在热塑性聚合物膜上并且向其施加聚合物液晶。
或者,可以在使聚合物液晶取向并且在不同支撑体上固定该取向并且用粘合剂将其转移至热塑性聚合物膜上之后制备光学各向异性物质。
以上列举了拉伸并且设置光学各向异性层以提供与用途相配的相差特征的方法,它们中的任意方法可以组合使用。
尤其是,当需要提供具有不同波长依赖性的面内相差和厚度方向相差时,可以在各自具有不同相差依赖性的热塑性聚合物膜上设置光学各向异性层。
例如,存在这样的情形,其中具有对较短波长的相差更显著的特征的光学各向异性层被设置在具有对较短波长的相差较不显著的特征的热塑性聚合物膜上。当像在特殊Z轴拉伸的情形一样需要低生产性拉伸过程时,可能有这样的情形:其中光学各向异性层被设置在受过高生产性拉伸过程的热塑性聚合物膜上,从而在总体上实现目标相差特征。如同在IPS型液晶、圆形偏振片等的情形中一样,可以将厚度方向相差为负的光学各向异性层设置在受过单轴向拉伸过程并且具有正光学各向异性的热塑性聚合物膜上。可以将厚度方向相差为正的单轴向光学各向异性层设置在受过单轴向拉伸过程并且具有负光学各向异性的热塑性聚合物膜上。可以将具有面内光轴以及正相差的光学各向异性层设置在受过双轴向拉伸过程并且具有负光学各向异性的热塑性聚合物膜上。
《第二保护膜的粘附度》
为了改善与起偏器的粘附,优选在由热塑性聚合物膜制成的第二保护膜上形成层和/或可以对第二保护膜进行表面处理。
可以用于第二保护膜的表面处理方法包括皂化法、电晕放电法、紫外线照射法以及层合粘合促进层法。期望产生这样的表面状态:薄膜表面上水滴接触角优选为65°或更小,更优选60°或更小,最优选40°或更小。
<制备偏振片的方法>
将偏振片保护膜(第一保护膜)结合至起偏器相对表面的至少一面上从而形成偏振片。优选将水蒸汽透过率优选为700g/m2·天至3,000g/m2·天,更优选1,000g/m2·day至1,700g/m2·天的第二保护膜结合至该起偏器的另一表面。通常,适当地使用TAC(三醋酸纤维素)薄膜作为第二保护膜。
尽管可以使用普通醋酸纤维素薄膜作为第二保护膜,另外也可以使用通过溶液成膜法制造的并且以卷收薄膜形式被横向拉伸至10%至100%拉伸大小的醋酸纤维素薄膜。
可以在本发明偏振片(该偏振片相对表面的一面具有本发明的偏振片保护膜)的另一表面提供保护膜(该保护膜是具有由液晶型化合物制成的光学各向异性层的光学补偿膜)。
或者,可以在本发明偏振片(该偏振片相对表面的一面具有本发明的偏振片保护膜)的另一表面提供面内延迟Re和厚度方向延迟Rth分别为0nm至10nm以及-20nm至20nm的保护膜(参见,例如,JP-A No.2005-301227),第[0095]段)。
起偏器可以由碘基的偏振薄膜、使用二色性染料的染料基的偏振薄膜或者聚烯基的偏振薄膜制成。碘基的偏振薄膜以及染料基的偏振薄膜通常通过使用聚乙烯醇基的薄膜来制造。
在设置于起偏器上的两个保护膜中,优选为光学补偿膜(该光学补偿膜具有包含光学各向异性层的光学补偿层)的是偏振片保护膜(第二保护膜),而不是本发明的偏振片保护膜(第一保护膜)。
光学补偿膜(相差薄膜)可以改善液晶显示器银幕的视角特征。
尽管本发明可以使用任何已知的光学补偿膜,然而从扩大视角的角度出发,优选JP-A No.2001-100042中所描述的光学补偿膜。
当本发明偏振片保护膜与液晶显示装置一起使用时,优选将其设置在与液晶单元侧相反的观察侧。
(液晶显示装置)
可以在例如液晶显示装置的图像显示装置中有利地使用根据本发明的偏振片保护膜和偏振片。优选将它们设置为显示器的最上层。
液晶显示装置具有液晶单元以及一对设置在该单元相对侧的偏振片,而液晶单元在一对电极基板之间容纳液晶。此外,可以在液晶单元和一个偏振片之间设置光学各向异性层,或者可以在液晶单元和一对偏振片之间设置一对光学各向异性层。
液晶单元优选采用TN(扭曲向列)模式、VA(垂直取向)模式、OCB(光学补偿弯曲)模式、IPS(面内切换)模式、或者ECB(电控双折射)模式。
<TN模式>
在TN模式的液晶单元中,当不对其施加电压时,棒状液晶分子基本上水平取向并且也以60°至120°的角度扭转取向。
在彩色TFT液晶显示装置中尤其普遍使用TN模式液晶单元,并且在很多文献中均有描述。
<VA模式>
在VA模式液晶单元中,当不对其施加电压时,棒状液晶分子基本上垂直取向。
VA模式液晶单元包括(1)字面狭义的VA模式液晶单元(如JP-ANo.02-176625中所描述),其中当不对其施加电压时,棒状液晶分子基本上垂直取向,并且当对其施加电压时,基本上水平取向,(2)液晶单元(MVA模式),其中为了扩大视角VA模式变为多域(如SID97,Digest of Tech Papers(preprints)28(1997)845中所描述),(3)以下模式的液晶单元,在该模式中,当不对其施加电压时,棒状液晶分子基本上垂直取向,而当对其施加电压时,为扭转多域取向(n-ASM模式)(如Japanese Liquid Crystal SocietySympodium,preprints 58-59(1998)中所述)以及(4)SURVAIVAL模式的液晶单元(发表于LCD International 98)。
<OCB模式>
OCB模式的液晶单元是那些弯曲取向模式的,如美国专利Nos.4,583,825和5,410,422中所公开的,其中上部的棒状液晶分子和下部的棒状液晶分子基本上以相反方向(对称)取向。由于上部和下部的棒状液晶分子对称取向,所以弯曲取向模式的液晶单元具有自光学补偿特性。因此,该液晶模式称为OCB(光学补偿弯曲)液晶模式。弯曲取向模式的液晶显示装置具有响应速度快的优点。
<IPS模式>
对向列型液晶施加横向电场以进行IPS模式液晶单元的切换。Proc.IDRC(Asia Display′95),p.577-580和p.707-710中详细描述了IPS模式液晶单元。
<ECB模式>
在ECB模式液晶单元中,当不对其施加电压时,棒状液晶分子基本上水平取向。ECB模式是具有最简单结构的液晶显示模式中的一种。其详细描述于JP-A No.05-203946中。
<触板(touch panel)>
可以将根据本发明的保护膜施加于如JP-A Nos.05-127822以及2002-48913中所描述的触板上。
<有机EL设备>
根据本发明的保护膜可以用作有机EL设备基板(透明基膜)的保护膜。
当将根据本发明的保护膜用于有机EL设备时,可以施加JP-ANos.11-335661、11-335368、2001-192651、2001-192652、2001-192653、2001-335776、2001-247859、2001-181616、2001-181617、2002-181816、2002-181617以及2002-056976中所描述的内容。参照JP-ANos.2001-148291、2001-221916以及2001-231443的内容,优选使用根据本发明的保护膜。
从而,本发明可以以高生产率方式提供偏振片保护膜。
此外,本发明可以提供制造过程中干燥负荷小的偏振片。
另外,本发明还能提供一种在高湿度环境和低湿度环境中都能长时间保持高显示图象质量的液晶显示装置。
实施例
以下,将通过实施例进一步描述本发明,然而,这些实施例不应当被认为是对本发明范围的限制。
<制备涂层涂布溶液a-1>
将以下组合物投入混合槽中并且搅拌以溶解组分,并且制备涂层涂布溶液a-1。
[涂层涂布溶液a-1组合物]
·R204(含氯聚合物,莎纶树脂R204,可由 ...12质量份数Asahi Kasei Life& Living Corporation获得)
·四氢呋喃(稳定剂BHT含量:250PPM) ...44质量份数
·MEK(甲基乙基酮) ...10质量份数
·甲苯 ...10质量份数
<制备涂层涂布溶液a-2>
将水和MEB-3混合,并且在加入PVA103之后,在95℃下搅拌该混合物2小时。然后,将温度降低至40℃并且加入MeOH,并且用孔径为100μm的聚丙烯制过滤器过滤该涂布溶液,从而制备涂层涂布溶液a-2。以下显示了涂层涂布溶液a-2组合物。
[涂层涂布溶液a-2组合物]
·乙烯醇聚合物PVA103(可由Kuraray获得) ...5质量份数
·水下高压分散MICA MEB-3(平均粒度=1μm至 ...3.1质量份数3μm,固体含量比率=8质量%,Co-op Chemical)
·水 ...60质量份数
·MeOH ...10质量份数
<制备涂层涂布溶液a-3>
将水与MEB-3混合,并且在加入HR-3010之后,在95℃下搅拌该混合物2小时。随后,用孔径为100μm的聚丙烯制过滤器过滤该涂布溶液,从而制备涂层涂布溶液a-3。以下显示了涂层涂布溶液a-3组合物。
[涂层涂布溶液a-3组合物]
·乙烯醇聚合物HR-3010(可由Kuraray获得) ...5质量份数
·水下高压分散MICA MEB-3(固体含量比率=8质 ...3.1质量份数量%,可由Co-op Chemical获得)
·水 ...70质量份数
<制备涂层涂布溶液a-4>
将水和PVA103混合并且在95℃下搅拌该混合物2小时。随后,用孔径为100μm的聚丙烯制过滤器过滤该涂布溶液,从而制备涂层涂布溶液a-4。以下显示了涂层涂布溶液a-4组合物。
[涂层涂布溶液a-4组合物]
·乙烯醇聚合物PVA 103(可由Kuraray获得) ...5质量份数
·水 ...70质量份数
<制备涂层涂布溶液a-5>
将水与MEB-3混合,并且在加入PVA103后,在95℃下搅拌该混合物2小时。随后,将温度降低至40℃并且加入MeOH,并且用孔径为100μm的聚丙烯制过滤器过滤该涂布溶液。然后,在施加该溶液之前立即加入乙二醛,从而制备涂层涂布溶液a-5。以下显示了涂层涂布溶液a-5组合物。
[涂层涂布溶液a-5组合物]
·乙烯醇聚合物PVA 103(可由Kuraray获得) ...5质量份数
·水下高压分散MICA MEB-3(固体含量比率=8质量 ...3.1质量份数%,可由Co-op Chemical获得)
·乙二醛 ...0.5质量份数
·水 ...60质量份数
·MeOH ...10质量份数
<制备涂层涂布溶液a-6>
将以下组合物投入混合槽中并且搅拌以溶解组分并且制备涂层涂布溶液a-6。
[涂层涂布溶液a-6组合物]
·异丙醇 ...19质量份数
·水 ...47质量份数
·四乙氧基硅烷 ...25质量份数
·0.1N HCl ...1.3质量份数
·PVA(4%) ...106质量份数
·γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 ...2.2质量份数
·N,N-二甲基苄胺 ...0.002质量份数
<制备涂层涂布溶液a-7>
将以下组合物投入混合槽中并且搅拌以溶解组分,并且制备涂层涂布溶液a-7。
[涂层涂布溶液a-7组合物]
·纯水 ...47g
·乙醇 ...19g
·四乙氧基硅烷 ...28g
·0.1NHCl ...1.3g
·γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 ...1.52g
·γ-氨基丙基三甲氧基硅烷 ...1.52g
<制备涂层涂布溶液a-8>
将以下组合物投入混合槽中并且搅拌以溶解组分,并且制备涂层涂布溶液a-8。
[涂层涂布溶液a-8组合物]
·乙烯醇聚合物PVA103(可由Kuraray获得) ...5质量份数
·Sumecton SA(平均颗粒半径=0.02μm,可由 ...0.25质量份数Kunimine Industries获得)
·水 ...60质量份数
·MeOH ...10质量份数
<制备用于粘合促进层的涂布溶液b-1>
将水以及PVA203混合并且在95℃下搅拌该混合物2小时。冷却后,混合莎纶胶乳从而制备用于粘合促进层的涂布溶液b-1。以下显示了用于粘合促进层的涂布溶液b-1组合物。
[用于粘合促进层的涂布溶液b-1组合物]
·乙烯醇聚合物PVA203(可由Kuraray获得) ...0.19质量份数
·莎纶胶乳L536B(固体含量比率=50%)(Asahi ...3.6质量份数Kasei Corporation)
·水 ...44.7质量份数
<制备用于涂层的涂布溶液>
[制备溶胶溶液1]
将187g(0.80mol)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、27.2g(0.20mol)甲基三甲氧基硅烷、320g(10mol)甲醇以及0.06g(0.001mol)KF投入到装备有温度计、氮气供给管以及滴液漏斗的1,000ml反应容器中,并且在室温下慢慢滴加15.1g(0.86mol)水,同时搅拌该混合物。在滴加结束后,在室温下搅拌该混合物3小时。随后,在甲醇回流下加热并且搅拌该混合物2小时。此后,减压下除去低沸点馏分并且过滤混合物,从而获得120g溶胶溶液1。
对所获得的物质进行GPC,从而发现质均平均分子量为1,500,并且低聚物中分子量为1,000至20,000的组分占30%。
根据1H-NMR测量,发现所获得的物质具有由以下所示通式表示的结构。
注意:比率80∶20是摩尔比
29Si-NMR测量结果显示缩合比α为0.56。分析结果发现,直链结构部分占硅烷偶联剂溶胶的主要部分。
气相色谱法分析结果发现,起始材料丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的残余比率为5%或更低。
(1)制备硬涂层的涂布溶液
将以下组合物投入混合槽中并且搅拌以溶解组分。随后,用孔径为30μm的聚丙烯制过滤器过滤该混合物,从而制备用于硬涂层的涂布溶液。
[用于硬涂层的涂布溶液组合物]
·PET-30 40.0g
·DPHA 10.0g
·IRGACURE 184 2.0g
·SX-350(30%) 2.0g
·交联丙烯酰基苯乙烯颗粒(30%) 13.0g
·FP-13 0.06g
·溶胶溶液1 11.0g
·甲苯 38.5g
以下列举了用于制备硬涂层涂布溶液的化合物。
·PET-30:季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物[可由Nippon Kayaku获得]
·IRGACURE 184:聚合引发剂[可由Ciba specialty Chemicals获得]
·IRGACURE 907:聚合引发剂[可由Ciba specialty Chemicals获得]
·SX-350:平均粒度为3.5μm的交联聚苯乙烯颗粒[折射率:1.60,可由Soken Chemical & Engineering获得,30%甲苯分散液体,在用Polytron分散研磨机以10,000rpm分散20分钟后使用]。交联丙烯酰基苯乙烯颗粒:平均粒度3.5μm[折射率:1.55,可由Soken Chemical & Engineering获得,30%甲苯分散液体,在用Polytron分散研磨机以10,000rpm分散20分钟后使用]。
<制备用于低折射率层的涂布溶液>
将13g含有聚硅氧烷和羟基,并且折射率为1.44的热交联氟聚合物(JTA113,固体含量浓度6%:商品名,可由JSR Corporation获得)、1.3g胶体二氧化硅分散液体MEK-ST-L(商品名,平均粒度45nm,固体含量浓度30%,可由Nissan Chemical Industries获得)、0.65g溶胶溶液、4.4g甲基乙基酮、1.2g环己酮放置在一起,搅拌然后用孔径为1μm的聚丙烯制过滤器过滤,从而制备用于低折射率层的涂布溶液。由该涂布溶液形成的层的折射率为1.45。
(实施例1)
<制备偏振片保护膜>
将涂层涂布溶液a-1施加于为三醋酸纤维素膜的透明基膜上(TAC-T80UZ:商品名,可由Fuji Film获得)),从而在传送速率为30m/min以及100℃下干燥2分钟后制备干燥后厚度为1μm的层。然后将所制备的薄膜卷起。
随后,在50℃ 1mol/L碱溶液中对形成于透明基膜上的涂层A-1进行皂化过程,并且将粘合促进层的涂布溶液b-1施加于涂层A-1上,从而制备干燥后厚度为0.1μm的层,实际上在100℃下干燥3分钟从而形成粘合促进层B-1。然后将所制备的薄膜卷起。
此后,将涂层涂布溶液a-2施加于粘合促进层B-1上从而制备干燥后厚度为6μm的层,实际上在100℃下干燥3分钟从而形成涂层A-2。然后将所制备的薄膜卷起。
《形成硬涂层》
铺开其上设置有涂层的偏振片保护膜卷,并且用具有节流模的涂布机在传送速率为30m/min的条件下将硬涂层涂布溶液直接挤出并且施加于透明基膜的表面,该表面与涂层涂布溶液a-1所施加的表面相反,并且在30℃下干燥15秒然后再在90℃下干燥20秒。此后,在氮气吹扫下,通过用160W/cm的气冷金属卤化物灯(可由Eyegraphics获得)以90mJ/cm2的剂量照射紫外线来固化所施加的层,从而制备厚度为6μm的防眩层。然后将所制备的薄膜卷起。
《形成低折射率层》
将其上设置有硬涂层的偏振片保护膜卷铺开,并且用具有节流模的涂布机将低折射率层涂布溶液直接挤出并且施加在支承辊上的偏振片保护膜已经形成有硬涂层的表面上。
然后,在120℃下干燥所施加的涂布溶液150秒然后在140℃下再干燥8分钟。此后,在氮气吹扫下,通过用240W/cm的气冷金属卤化物灯(可由Eyegraphics获得),在氧浓度为0.1%的氛围中,以300mJ/cm2的剂量照射紫外线来固化所施加的层,从而制备厚度为100nm的低折射率层。然后将所制备的薄膜卷起。从而,制备了涂层A-1、粘合促进层以及涂层A-2按以上顺序形成在透明基膜一个相对面上、并且低折射率层和硬涂层位于透明基膜另一表面的实施例1的偏振片保护膜。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
<评价水蒸汽透过率>
可以使用“Physical Properties of Polymers II”(Polymer ExperimentalLecture 4;Kyoritsu Shuppan),第285-294页:Measurement of VaporPermeability(mass method,thermometer method,vapor pressure method,adsorption rate method)中所描述的方法来测量所制备的偏振片保护膜的水蒸汽透过率。
除了将湿度调节条件变为60℃、95%RH以外,根据JIS Z-0208的方法计算确定水蒸汽透过率。表2显示了计算确定的水蒸汽透过率。在测量期间,从恒温恒湿度的容器中取出杯子,测量重量并且将其放回,以适当的时间间隔重复该操作,并且测定两次连续测量之间的每单位时间质量增加,直到质量增加率稳定至5%或更低的恒定水平。
称量不含有吸湿剂的空白杯子以消除样品吸湿的影响,并且使用称量的值校正水蒸汽透过率。
所制备的偏振片保护膜在60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)为200g/m2·天,在60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)为6g/m2·天,并且用60℃和60%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR60)除60℃和95%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR95)和60℃和40%相对湿度下的水蒸汽透过率(WVTR40)之差(或(WVTR95-WVTR40)/WVTR60)所获得的值为4.9。
(实施例2)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的相同方法制备实施例2的偏振片保护膜,区别在于用1mol/L碱溶液在50℃下对与涂层A-1相反的透明基膜表面进行皂化处理并且在该皂化的表面形成第二涂层A-2,而在第一涂层A-1上形成低折射率层和硬涂层。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备的偏振片保护膜WVTR40为7g/m2·天,WVTR95为210g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为4.8。
(实施例3)
<制备偏振片保护膜>
《透明基膜的制备》
将9,000g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、1,000g甲基-2-(羟甲基)丙烯酸酯(MHMA)、10,000g 4-甲基-2-戊酮(甲基异丁基酮)(MIBK)以及5g正十二硫醇投入到装备有搅拌器、温度传感器、冷却管以及氮气供给管的30L反应容器中,并且在通入氮气时将混合物温度升至105℃。当氮气回流时,加入5.0g叔丁基过氧异丙基碳酸酯(Kayacarbon Bic-7:商品名,可由KYAKUAKZO Corporation获得)作为引发剂,同时在4小时内,在回流条件下(约105℃至120℃)滴加10.0g叔丁基过氧异丙基碳酸酯和230g MIBK的混合物溶液,从而聚合该溶液。然后,将该聚合物老化(aged)4小时。
然后,加入30g磷酸十八烷基酯/磷酸双十八烷基酯混合物(PhoslexA-18:商品名,可由Sakai Chemical Industry获得)以获得聚合物溶液并且在回流条件下(约90℃至120℃),对该混合物进行5小时闭环/缩合反应。
然后将通过闭环/缩合反应获得的聚合物溶液引入处理速率为2.0kg/小时的抽气式螺杆双轴挤出机中,使树脂在挤出机中实现闭环/缩合反应以及脱挥发份作用,所述挤出机具有一个后部通风孔和四个前部通风孔,并且机筒温度为260℃、每单位时间转数为100rpm并且减压为13.3hPa至400hPa(10mmHg至300mmHg)。从而,通过挤出获得透明颗粒。
将所获得的颗粒熔化并且用具有200mm直径螺杆的双轴挤出机从150mm宽的衣架型T模挤出,从而制备约80μm厚的含内酯环的透明基膜。
表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
《形成涂层》
以727J/m2对所制备的透明基膜进行电晕放电处理,并且将涂层涂布溶液a-3施加于经电晕处理的表面,从而制备干燥之后厚度为3μm的层。从而,制备具有形成于透明基膜上的涂层A-3的实施例3的偏振片保护膜。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为12g/m2·天,WVTR95为230g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.7。
(实施例4)
<制备偏振片保护膜>
《制备透明基膜》
将100质量份数聚碳酸酯树脂(粘均分子量:40,000,双酚A)、1.0质量份数2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-苯并三唑、430质量份数的二氯甲烷以及90质量份数的甲醇投入气密容器中并且在高压、80℃的持续温度下搅拌完全熔化,从而获得浓液组合物。
过滤浓液组合物,冷却至33℃的恒温水平,将其流延在不锈钢带上并且在33℃下干燥5分钟。
然后,从不锈钢带上剥离该流延组合物并且终止干燥过程,同时用大量辊将其转移,从而获得60μm厚的聚碳酸酯薄膜作为透明基膜。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
《形成涂层》
此后,对该聚碳酸酯薄膜的表面进行电晕处理并且将涂层涂布溶液a-3施加于经电晕处理的表面,制得干燥后厚度为5μm的层。从而,制备具有形成于透明基膜上的涂层A-3的实施例4的偏振片保护膜。
所制备的偏振片保护膜的WVTR40为8g/m2·天,WVTR95为150g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为3.4。
(实施例5)
<制备偏振片保护膜>
《制备透明基膜》
在亨舍尔(Henschel)混合器和桨叶干燥器(paddle drier)中干燥聚酯片材料至水份含量比率为50ppm或更低,随后使其在加热温度设置为280℃至300℃的挤出机中熔化。然后将熔化的聚酯树脂从模部件喷射到施加静电的冷却辊上,从而获得无定形基质。在基质流向上拉伸该无定形基质至拉伸比为3.3并且随后在基质横向上拉伸至拉伸比为3.9,从而制备厚度为100μm的聚酯薄膜。
《形成涂层》
对该聚酯薄膜的表面进行电晕处理并且将涂层涂布溶液a-3施加于经电晕处理的表面,从而制备干燥后厚度为5μm的层。从而,制备具有形成于透明基膜上的涂层A-3的实施例5的偏振片保护膜。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为8g/m2·天,WVTR95为120g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.8。
(实施例6)
<制备偏振片保护膜>
对厚70μm聚苯乙烯薄膜的表面进行电晕处理并且将涂层涂布溶液a-3施加于经电晕处理的表面,从而制备干燥后厚度为5μm的层。从而,制备具有形成于透明基膜上的涂层A-3的实施例6的偏振片保护膜。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为12g/m2·天,WVTR95为130g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.9。
(实施例7)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备具有形成于透明基膜上的涂层A-1、粘合促进层以及涂层A-4(以上述次序形成)的实施例7偏振片保护膜,区别在于施加涂层涂布溶液a-4来代替实施例1的涂层涂布溶液a-2,从而制备干燥后厚度为5μm的层。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为23g/m2·天,WVTR95为200g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.4。
(实施例8)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备实施例8偏振片保护膜,所述保护膜具有形成于透明基膜一个表面上的涂层A-1、粘合促进层以及涂层A-5(以上述次序形成)并且在透明基膜另一表面上具有低折射率层和硬涂层,所述方法的区别在于施加涂层涂布溶液a-5来代替实施例1的涂布溶液a-2,从而制备干燥后厚度为5μm的层。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为12g/m2·天,WVTR95为180g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为4.4。
(实施例9)
<制备偏振片保护膜>
将涂层涂布溶液a-6施加于透明基膜上(其为三醋酸纤维素薄膜(TAC-T80UZ:商品名,可由Fuji Film获得)),从而在传递速率为30m/min并且100℃下干燥3分钟后制备干燥后厚度为0.5μm的层。然后将所制备的薄膜卷起。
随后,将涂层涂布溶液a-2施加于涂层A-6上从而制备干燥后厚度为5μm的层,实际上干燥在100℃下进行3分钟从而形成涂层A-2。然后将所制备的薄膜卷起。
用这种方法,制备了实施例9的偏振片保护膜,其具有形成于透明基膜上的涂层A-6和另一涂层A-2(以上述次序形成)。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为9g/m2·天,WVTR95为280g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为7.1。
(实施例10)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备实施例10的偏振片保护膜,区别在于透明基膜上的第二涂层A-1的薄膜厚度变为15μm。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为7g/m2·天,WVTR95为85g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.3。
(实施例11)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备实施例11的偏振片保护膜,区别在于透明基膜上第二涂层的涂布溶液变为a-8。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为22g/m2·天,WVTR95为180g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为3.1。
(实施例12)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备实施例12的偏振片保护膜,区别在于透明基膜上第一涂层的薄膜厚度变为0.2μm。表1-1显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为8g/m2·天,WVTR95为280g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为5.6。
(实施例13)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备实施例13的偏振片保护膜,区别在于既不涂布硬涂层也不涂布低折射率层。所制备偏振片保护膜的WVTR40为8g/m2·天,WVTR95为180g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为3.1。
(实施例14)
<制备偏振片保护膜>
用实施例1的方法制备实施例14的偏振片保护膜,区别在设置低折射率层而不涂布硬涂层。所制备偏振片保护膜的WVTR40为8g/m2·天,WVTR95为180g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为3.1。
(比较实施例1)
<制备偏振片保护膜>
使用三醋酸纤维素薄膜(TAC-T80UZ:商品名,可由Fuji Film获得)作为比较实施例1的偏振片保护膜而不设置任何涂层。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为375g/m2·天,WVTR95为1,200g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为1.3。
(比较实施例2)
<制备偏振片保护膜>
使用1mol/L的碱溶液,在50℃下对透明基膜(其是三醋酸纤维素薄膜(TAC-T80UZ:商品名,可由Fuji Film获得))的一个表面进行皂化处理,并且在该经处理的表面上施加涂层涂布溶液a-2,从而制备干燥后厚度为3μm的层。然后,将该涂布溶液在100℃下干燥2分钟以形成涂层A-2。
随后,用实施例1的方法制备比较实施例2的偏振片保护膜,在该透明基膜(其是卷绕的)的另一表面形成低折射率层和硬罩层,以使该透明基膜载有形成于前表面上的涂层A-2以及形成于另一表面上的硬涂层。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为24g/m2·天,WVTR95为600g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为5.8。
(比较实施例3)
<制备偏振片保护膜>
使用ZEONOR 1420颗粒(商品名,降冰片烯开环聚合物的氢化物,可由Zeon Corporation获得,Tg:140℃)。
在260℃机筒温度下,使用缸内径为50mm并且螺杆L/D为28的单轴向挤出模(可由Japan Steel Works获得)熔化并且挤出这些颗粒,然后从模温度为260℃的衣架模挤出650mm宽的熔化树脂片。然后,按顺序使该片材紧密粘附至第一冷却滚筒(直径200mm,温度T1:135℃,圆周速度R1:12.50m/sec),此后立即至第二冷却滚筒(直径350mm,温度T2:125℃,圆周速度R2:14.46m/sec)并且此后立即至第三冷却滚筒(直径350mm,温度T3:80℃,圆周速度R3:14.40m/sec)并且转移,使得该片材连续被冷却,并且由于把该片材从一个冷却滚筒转移到下一个,其前后表面变得光滑。结果,获得宽550mm(左右两侧具有50mm的内缩量(neck-in))的热塑性树脂膜。在通过调节滚筒(regulation drum)之后,用切割器在相对边缘各切除30mm,并且用卷取辊卷绕成卷,获得卷绕的光学薄膜。
片状热塑性树脂与第一冷却滚筒的接触时间t1为3.1秒,当树脂离开第一冷却滚筒时其温度T1为132℃并且t1×(T1-Tg)为-12(sec/deg)。
用这种方法,挤出并且模制成厚60μm的降冰片烯树脂膜作为偏振片保护膜。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为4g/m2·天,WVTR95为22g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为1.1。
(比较实施例4)
用对比实施例3的方法制备降冰片烯树脂膜,区别在于薄膜厚度变为50μm。随后,将涂层涂布溶液a-7施加于所制备的降冰片烯树脂膜上,从而在30m/min传递速率并且100℃下干燥3分钟后制备干燥后厚度为1μm的层。然后将所制备的薄膜卷起。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为3g/m2·天,WVTR95为19g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.1。
(比较实施例5)
使用1mol/L碱溶液,在50℃下对透明基膜(其是TAC-T80UZ:商品名,可由Fuji Film获得)的一个表面进行皂化处理,并且将涂层涂布溶液a-7施加于该经处理的表面从而制备干燥后厚度为2μm的层。然后,在100℃下干燥该涂布溶液2分钟从而形成涂层(A-7)。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为31g/m2·天,WVTR95为300g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为2.5。
(比较实施例6)
用实施例1的方法制备比较实施例6偏振片保护膜,所述保护膜具有形成于透明基膜一个表面上的涂层A-1、粘合促进层以及涂层A-7(以上述次序形成)并且在透明基膜另一表面上具有低折射率层和硬涂层,所述方法的区别在于施加涂层涂布溶液a-7来代替实施例1的涂布溶液a-2,从而制备干燥后厚度为2μm的层。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为30g/m2·天,WVTR95为300g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为1.8。
(比较实施例7)
<制备偏振片保护膜>
使用1mol/L碱溶液,在50℃下对透明基膜(其是三醋酸纤维素薄膜(TAC-T80UZ:商品名,可由Fuji Film获得))的一个表面进行皂化处理,并且将涂层涂布溶液a-4施加于该经处理的表面从而制备干燥后厚度为3μm的层。然后,在100℃下干燥该涂布溶液2分钟以形成涂层A-4,并且将该薄膜卷起以制备比较实施例7的偏振片保护膜。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为45g/m2·天,WVTR95为800g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为4.7。
(比较实施例8)
<制备偏振片保护膜>
在透明基膜(其是三醋酸纤维素薄膜(TAC-T80UZ:商品名,可由FujiFilm获得))的一个表面上施加涂层涂布溶液a-1,从而制备干燥后厚度为1.5μm的层。然后,在100℃下干燥该涂布溶液2分钟以形成涂层A-1,并且将薄膜卷起以制备比较实施例8的偏振片保护膜。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为72g/m2·天,WVTR95为290g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为1.1。
(比较实施例9)
<制备偏振片保护膜>
使用与实施例3中制备的相同的透明基膜作为比较实施例9的偏振片保护膜。表1-2显示了该偏振片保护膜的构造。
所制备偏振片保护膜的WVTR40为84g/m2·天,WVTR95为260g/m2·天并且(WVTR95-WVTR40)/WVTR60为1.2。
(实施例15)
<制备起偏器>
将120μm厚的聚乙烯醇薄膜浸渍在含有1质量份数碘、2质量份数碘化钾以及4质量份数硼酸的水溶液中,在50℃下将其拉伸至4倍并且制备起偏器。
<皂化第二保护膜>
在55℃下使WV薄膜(可由Fuji Film获得)在1.5mol/L氢氧化钠水溶液中浸渍120秒作为其上施加有光学各向异性层的第二保护膜,随后用水洗涤并且干燥。
<制备偏振片>
通过以下方法制备实施例15的偏振片:使用实施例1的偏振片保护膜作为第一保护膜,使用完全皂化型聚乙烯醇的5%水溶液作为粘合剂,将所制备的起偏器粘合至其没有施加涂层的表面,以及没有施加光学各向异性层的第二保护膜表面,并且随后在70℃下干燥该粘合剂。
<评价偏振片的加工适应性>
当制备实施例15的偏振片时,通过参照以下所列的评价标准,考虑干燥所需负荷,或者干燥后偏振片保护膜是否从起偏器上剥离来评价加工适应性。表3中显示该评价结果。
[评价标准]
A:在70℃下干燥10分钟后偏振片保护膜不剥离。
B:在70℃下干燥10分钟后偏振片保护膜轻易剥离。
<评价偏振片抗湿/抗热性>
通过考虑偏振片的收缩比来评价实施例15中制备的偏振片的抗湿/抗热性。
在60℃下干热50小时之后测量偏振片垂直于拉伸方向的方向上的收缩比,并且当在25℃下将湿度调节为60%RH保持24小时时,在60℃下干热50小时之后测量偏振片垂直于拉伸方向的方向上的收缩比。参照以下所列评价标准来评价偏振片的抗湿/抗热性。
A:偏振片收缩比为0.3%或更低,并且当暴露于需要抗热性或者需要抗湿/抗热性的环境时实际上是可行的。
B:偏振片收缩比为0.3%或更高,并且当暴露于需要抗热性或者需要抗湿/抗热性的环境时实际上不可行。
(实施例16至28)
<制备偏振片>
用实施例15的方法制备实施例16至28的偏振片,区别在于如表3中所示改变实施例15的第一保护膜。
如实施例15中一样评价实施例16至28的偏振片。表3显示了评价结果。
(比较实施例10至18)
<制备偏振片>
用实施例15的方法制备比较实施例10至18的偏振片,区别在于如表3中所示改变实施例15的第一保护膜。
如实施例15中一样评价比较实施例10至18的偏振片。表3显示了评价结果。
除了上述偏振片之外,用上述方法制备不具有实施例1至14以及比较实施例1至9的WV薄膜的偏振片,区别在于使用TAC(TD80:商品名,可与由Fuji Film获得)代替WV薄膜。
从表3可以看出,实施例15至28的偏振片具有优异的加工适应性,并且在将它们施加于液晶显示装置的制造过程中效率很高。
另一方面,当加工比较实施例10至18的偏振片时,它们显示出高干燥负荷,从而证明从制造的角度出发它们是不利的。
(实施例29)
<制备液晶显示装置>
《制备TN型液晶显示装置》
通过以下方法制备实施例29的液晶显示装置:剥离设置于具有TN型液晶单元(MRT-191S:商品名,可由Mitsubishi Electric获得)的液晶显示装置中的偏振片,用粘合剂粘合实施例15的偏振片作为替换,使得根据本发明的保护膜位于外面(观察侧)并且该偏振片的透射轴与所剥离偏振片的透射轴相一致。
《制备VA型液晶显示装置和IPS型液晶显示装置》
当根据本发明的偏振片用于VA型液晶显示装置和IPS型液晶显示装置时,使用不具有WV薄膜的偏振片。
[制备VA型液晶显示装置]
剥离设置于VA型液晶显示装置(LC-26GD3:商品名,可由Sharp获得)中的偏振片,保留相差薄膜并且粘合实施例15的偏振片作为替代,使该偏振片的透射轴与所剥离偏振片的透射轴保持一致。
[制备IPS型液晶显示装置]
剥离设置于IPS型液晶显示装置(Th-26LX300:商品名,可由MatsushitaElectric获得)中的偏振片,保留相差薄膜并且粘合实施例15的偏振片作为替代,使该偏振片的透射轴与所剥离偏振片的透射轴保持一致。
<评价高湿度和低湿度处理之后的漏光>
(评价外周不均匀性)
在65℃、10%RH下处理50小时后,将上述TN型液晶显示装置、VA型液晶显示装置以及IPS型液晶显示装置保持在25℃、60%RH的环境中1小时并且使其显示黑色,从而通过参照以下所列评价标准,由许多观察者从正前方(square front side)评价漏光。表4-1显示了该评价结果。
通过亮度计测量每一液晶显示装置的亮度分布以观察漏光的程度。在显示黑色时,测量在板中心和偏振片一个长边的中点的亮度差。
此外,在60℃、90%RH下处理50小时之后,参照以下所示评价标准评价每一液晶显示装置,随后使其在25℃、60%RH的环境中放置24小时。表4-1显示了该评价结果。
此外,将每一液晶显示装置在25℃、60%RH的环境中持续放置3天,并且在3天后用相同方式评价这些设备的漏光。表4-1同样显示了该评价结果。
[评价标准]
AA:完全没有观察到漏光。
A:尽管在一定程度上观察到漏光,然而从中心开始的亮度差小于0.3cd/cm2并且对实际应用不产生任何影响。
B:在一定程度上观察到漏光,并且从中心开始的亮度差为0.3cd/cm2或更大且1cd/cm2或更小,并且对实际应用产生一定影响。
C:在一定程度上观察到漏光,并且从中心开始的亮度差大于1cd/cm2,并且对实际应用产生一定影响。
(实施例30至42)
<制备液晶显示装置>
用实施例29的方法制备实施例30至42的液晶显示装置,区别在于对于每一设备,用表4-1中所示的方式改变实施例29的第一偏振片。
如实施例29中一样评价实施例30至42的液晶显示装置。表4-1显示了该评价结果。
(比较实施例19至27)
<制备液晶显示装置>
用实施例29的方法制备比较实施例19至27的液晶显示装置,区别在于对于每一设备,用表4-2中所示的方式改变实施例29的第一偏振片。
如实施例29中一样评价比较实施例19至27的液晶显示装置。表4-2显示了该评价结果。
正如表4-1和4-2所看到,实施例29至42的液晶显示装置被证明具有高生产率并且其在实际应用中具有有利的性能,在各种模式中抑制高湿度条件以及低湿度条件中出现的外周不均匀性。
另一方面,比较实施例19至27的液晶显示装置被证明具有低生产率并且在实际应用中是不利的,其在各种环境中显示出漏光。
表1-1
构造 | 透明基膜 | 第一涂层溶液 | 第一涂层厚度(μm) | 第二涂层溶液 | 第二涂层厚度(μm) | 硬涂层 | 低折射率层 | |
实施例1 | (A-2),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 1 | a-2 | 6 | 正 | 正 |
实施例2 | (低折射率层)(硬涂层)(A-1)(透明基膜)(A-2) | TAC | a-1 | 1 | a-2 | 6 | 正 | 正 |
实施例3 | (A-3)(透明基膜+电晕) | 含内酯环树脂 | a-3 | 3 | - | - | 负 | 负 |
实施例4 | (A-3)(透明基膜+电晕) | 聚碳酸酯 | a-3 | 3 | - | - | 负 | 负 |
实施例5 | (A-3)(透明基膜+电晕) | 聚酯基的树脂 | a-3 | 3 | - | - | 负 | 负 |
实施例6 | (A-3)(透明基膜+电晕) | 聚苯乙烯基树脂 | a-3 | 3 | - | - | 负 | 负 |
实施例7 | (A-4)(B-1)(A-1)(透明基膜) | TAC | a-1 | 1 | a-4 | 5 | 正 | 正 |
实施例8 | (A-5),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 1 | a-5 | 5 | 正 | 正 |
实施例9 | (A-2)(A-6)(透明基膜) | TAC | a-6 | 0.5 | a-2 | 5 | 正 | 正 |
实施例10 | (A-2),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 1 | a-2 | 15 | 正 | 正 |
实施例11 | (A-8),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 1 | a-8 | 6 | 正 | 正 |
实施例12 | (A-2),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 0.2 | a-2 | 6 | 正 | 正 |
实施例13 | (A-2),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 1 | a-2 | 6 | 负 | 负 |
实施例14 | (A-2),(B-1),(A-1)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-1 | 1 | a-2 | 6 | 负 | 负 |
表1-2
构造 | 透明基膜 | 第一涂层溶液 | 第一涂层厚度(μm) | 第二涂层溶液 | 第二涂层厚度(μm) | 硬涂层 | 低折射率层 | |
比较实施例1 | (透明基膜) | TAC | - | - | - | - | 负 | 负 |
比较实施例2 | (A-2)(透明基膜)(硬涂层)(低折射率层) | TAC | a-2 | 3 | - | - | 负 | 负 |
比较实施例3 | (透明基膜) | 降冰片烯 | - | - | - | - | 负 | 负 |
比较实施例4 | (A-7)(透明基膜) | 降冰片烯 | a-7 | 1 | - | - | 负 | 负 |
比较实施例5 | (A-7)(透明基膜) | TAC | a-7 | 2 | - | - | 负 | 负 |
比较实施例6 | (A-7)(透明基膜) | TAC | a-1 | 1 | a-7 | 2 | 负 | 负 |
比较实施例7 | (A-4)(透明基膜) | TAC | a-4 | 3 | - | - | 负 | 负 |
比较实施例8 | (A-1)(透明基膜) | TAC | a-1 | 1.5 | - | - | 负 | 负 |
比较实施例9 | (透明基膜) | 含内酯环树脂 | - | - | - | - | 负 | 负 |
表2
表3
第一保护膜 | 偏振片剥离 | 偏振片收缩比 | |
实施例15 | 实施例1 | A | A |
实施例16 | 实施例2 | A | A |
实施例17 | 实施例3 | A | A |
实施例18 | 实施例4 | A | A |
实施例19 | 实施例5 | A | A |
实施例20 | 实施例6 | A | A |
实施例21 | 实施例7 | A | A |
实施例22 | 实施例8 | A | A |
实施例23 | 实施例9 | A | A |
实施例24 | 实施例10 | A | A |
实施例25 | 实施例11 | A | A |
实施例26 | 实施例12 | A | A |
实施例27 | 实施例13 | A | A |
实施例28 | 实施例14 | A | A |
比较实施例10 | 比较实施例1 | A | B |
比较实施例11 | 比较实施例2 | A | B |
比较实施例12 | 比较实施例3 | B | - |
比较实施例13 | 比较实施例4 | B | - |
比较实施例14 | 比较实施例5 | A | B |
比较实施例15 | 比较实施例6 | A | B |
比较实施例16 | 比较实施例7 | A | B |
比较实施例17 | 比较实施例8 | A | B |
比较实施例18 | 比较实施例9 | A | B |
表4-1
表4-2
根据本发明的偏振片保护膜在抗磨擦性和防尘效果方面具有优异的表现并且具有低反射率,同时其能降低由表面光散射引起的反射。简单地说,当施加于液晶显示装置的偏振片或显示屏的表面时,根据本发明的偏振片保护膜表现优良。
根据本发明的偏振片在偏振片加工生产率方面具有优异的特性。
根据本发明的液晶显示装置在实际运用中具有有利性能,在各种模式中抑制高湿度条件以及低湿度条件中产生的外周不均匀性。
从而,根据本发明的保护膜在抗磨擦性和防尘效果方面具有优异的表现并且具有低反射率,同时其能降低由表面光散射效果引起的反射。从而,当施加于偏振片或由使用这种偏振片形成的液晶显示装置的表面时,根据本发明的保护膜表现优良。
由于根据本发明的偏振片在偏振片加工生产率方面具有优异的特性,所以可以将其适当地用于液晶显示装置。
最后,由于根据本发明的液晶显示装置具有在生产率方面的优异特性,并且具有有利性能,抑制由漏光产生的不均匀性并且降低在高湿度条件和低湿度条件中产生的漏光,因此其可以在包括移动式电话、个人电脑的显示器、电视机以及液晶投影仪中应用。
Claims (11)
1.一种偏振片保护膜,在60℃以及40%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR40为30g/m2·天或更小,在60℃以及95%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR95为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用在60℃以及60%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR60除WVTR95和WVTR40之差所获得的值,即(WVTR95-WVTR40)/WVTR60,为2.0或更高。
2.根据权利要求1的偏振片保护膜,其中在60℃以及40%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR40为10g/m2·天或更小。
3.根据权利要求1的偏振片保护膜,其中所述保护膜包括至少包含含内酯环树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂或聚苯乙烯树脂的透明支撑体,以及包含乙烯醇树脂的涂层。
4.根据权利要求1的偏振片保护膜,其中所述保护膜包括含有纤维素酰化物树脂的透明支撑体、含乙烯醇树脂的第一涂层、以及至少一层含树脂的第二涂层,所述树脂不同于第一涂层中所含的树脂。
5.根据权利要求4的偏振片保护膜,其中第一涂层的厚度为1μm至10μm。
6.根据权利要求4的偏振片保护膜,其中第一涂层包含平均颗粒半径为0.1μm至10μm的层状无机化合物。
7.根据权利要求4的偏振片保护膜,其中所述第二涂层包含具有源自含氯的乙烯基单体的重复单元的树脂。
8.根据权利要求4的偏振片保护膜,其中所述第二涂层的厚度为0.3μm至5μm。
9.根据权利要求1的偏振片保护膜,其中所述保护膜进一步包含至少作为硬质涂层的硬涂层,以及防反射层中的至少一种。
10.一种偏振片,其包含:
起偏器;以及
设置在该起偏器至少一侧的偏振片保护膜,
其中该偏振片保护膜在60℃以及40%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR40为30g/m2·天或更小,在60℃以及95%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR95为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用在60℃以及60%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR60除WVTR95和WVTR40之差所获得的值,即(WVTR95-WVTR40)/WVTR60,为2.0或更高。
11.一种液晶显示装置,其包括:
液晶单元;
起偏器;以及
设置在该起偏器至少一侧的偏振片保护膜,
其中该偏振片保护膜在60℃以及40%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR40为30g/m2·天或更小,在60℃以及95%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR95为80g/m2·天或更大且300g/m2·天或更小,并且用在60℃以及60%相对湿度下的水蒸汽透过率WVTR60除WVTR95和WVTR40之差所获得的值,即(WVTR95-WVTR40)/WVTR60,为2.0或更高。
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