CN101310202A - 粘合型光学薄膜及图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的光学薄膜的至少一面经由增粘层层叠粘合剂层的粘合型光学薄膜,其增粘层为5~300nm,粘合剂层为5~50μm,增粘层及粘合剂层中的至少任意一层由含有氨的水分散型材料形成,而且由含有氨的水分散型材料形成的所述层中,由该层导致的、测定的每1cm2粘合型光学薄膜中含有的氨量为10ng以上,每1cm2粘合型光学薄膜中含有的总氨量为2000ng以下。这种粘合型光学薄膜的外观良好,而且具有即使在高热、高湿度环境下,也可以将光学特性的变化抑制为较小的高耐久性。

Description

粘合型光学薄膜及图像显示装置
技术领域
本发明涉及在光学薄膜的至少一面经由增粘层层叠粘合剂层的粘合型光学薄膜。另外,本发明还涉及使用所述粘合型光学薄膜的液晶显示装置、有机EL显示装置、PDP等图像显示装置。作为所述光学薄膜,可以举出偏振片、相位差板膜、光学补偿薄膜、亮度改善薄膜以及将它们层叠多片而得到的构件等。
背景技术
液晶显示器等根据其图像形成方式将偏振元件配置于液晶单元的两侧当中是必不可少的,而通常具有透明保护膜的偏振片被贴附在偏振镜的一面或两面。另外,除了在液晶面板使用偏振薄膜之外,为了改善显示器的显示质量,还可以使用各种光学元件。例如,可以使用作为防止着色的相位差板、用于改善液晶显示器的视角的视角扩大薄膜、以及用于提高显示器的对比度的亮度改善薄膜等。这些薄膜总称为光学薄膜。
在液晶单元上贴附上述光学薄膜时,通常可以使用粘合剂。另外,在光学薄膜和液晶元件、还有光学薄膜之间的粘接中,通常为了减少光损失,使用粘合剂粘附各个材料。在这种情况下,由于具有在使光学薄膜固着时不需要经过干燥工序等优点,因此通常使用的是粘合剂作为粘合剂层预先被设置在光学薄膜的一侧上的粘合型光学薄膜。另外,作为粘合型光学薄膜,为了提高粘合剂层向光学薄膜的抛锚固定性,可以使用经由增粘层设置粘合剂层的粘合型光学薄膜(专利文献1)。
所述粘合型光学薄膜随着电视机、监视器、汽车导航系统、便携电话等图像显示装置的用途的扩大,需要在各种环境条件下的高耐久性,例如即使在高热、高湿度环境下长时间放置使用的情况下,光学特性也不发生变化(偏振片则为透明保护膜不发生分解劣化,偏振性能不发生变化),或者不发生粘合剂层的发泡或剥离等外观缺陷。特别是,由于液晶显示器的大型化、高亮度化、高清晰化,对以往的粘合型光学薄膜,提高外观的要求正变得越来越大。
为了防止所述保护薄膜的分解劣化,已知有减少粘合剂的丙烯酸量的方法(专利文献2)或向粘合剂中添加叔胺的方法(专利文献3)。但是,这些方法不能抑制偏振片的偏振性能的变化或粘合剂层的发泡、剥离。
另外,所述粘合剂层、增粘层以往用溶剂型的材料形成,但从环境方面的问题出发,最近,用水分散型的材料形成在增多。
专利文献1:特开平10-20118号公报
专利文献2:特开昭59-111114号公报
专利文献3:特开平4-254803号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种在光学薄膜的至少一面经由增粘层层叠粘合剂层而且增粘层及粘合剂层中的至少任意一层由水分散型材料形成的粘合型光学薄膜,其外观良好,而且具有即使在高热、高湿度环境下,也可以将光学特性的变化抑制为较小的高耐久性的粘合型光学薄膜。进而,还提供一种使用所述粘合型光学薄膜的图像显示装置。
本发明人等为了解决所述课题进行了潜心研究,结果发现利用下述粘合型光学薄膜可以解决所述课题,以至完成本发明。
即,本发明涉及一种粘合型光学薄膜,其是在光学薄膜的至少一面经由增粘层层叠粘合剂层的粘合型光学薄膜,其特征在于,
其增粘层为5~300nm,粘合剂层为5~50μm,
增粘层及粘合剂层中的至少任意一层由含有氨的水分散型材料形成,而且
由含有氨的水分散型材料形成的所述层,由该层导致的、测定的每1cm2粘合型光学薄膜中含有的氨量为10ng以上,
每1cm2粘合型光学薄膜中含有的总氨量为2000ng以下。
所述粘合型光学薄膜优选粘合剂层是由含有氨的水分散型丙烯酸系粘合剂形成的层。
所述粘合型光学薄膜优选增粘层是由含有氨而且含有水分散型聚合物的增粘剂形成的层。
在所述粘合型光学薄膜中,增粘剂可以进一步含有防静电剂。通过在增粘层中含有防静电剂,可以赋予增粘层防静电干扰功能。
进而,本发明还涉及一种至少使用一张所述粘合型光学薄膜的图像显示装置。可以对应液晶显示装置等图像显示装置的各种使用方式,组合使用一张或多张本发明的粘合型光学薄膜。
从环境方面的点出发,本发明的粘合型光学薄膜与增粘层及/或粘合剂层由水分散型材料形成的情况相关。所述水分散型材料保持水分散液的分散稳定性,所以多数情况下氨已被中和。由氨已被中和的分散液构成的水分散型材料的分散稳定性良好,所以如果利用该水分散型材料,可以形成不产生不均等外观缺陷的增粘层或粘合剂层。从该观点出发,由增粘层及/或粘合剂层中含有的氨导致的、测定的每1cm2粘合型光学薄膜中含有的氨量被控制为10ng以上。如果所述氨量不到10ng,则在得到的粘合型光学薄膜中产生条纹、不均等外观缺陷,不优选。所述氨量优选15ng以上、进而20ng以上。此外,增粘层及粘合剂层的任意层由水分散型材料形成的情况下,对任意层而言,优选将由该层导致的、测定的所述氨量控制在10ng以上。
另一方面,从所述水分散型材料的分散稳定性的点出发,如果加大氨的比例,则增粘层及/或粘合剂层中存在的氨的比例变多。如果增粘层及/或粘合剂层中存在的氨的比例变多,则在高热、高湿度环境下,例如将偏振片用作光学薄膜的情况下,偏振片的偏振性能发生变化。这样,影响光学特性,变得不能满足高热、高湿度环境下的高耐久性。另外,从由于增粘层或粘合剂层的发泡或剥离等,产生外观缺陷的点来看,也不优选。从该观点出发,由增粘层及/或粘合剂层中含有的氨导致的、测定的每1cm2粘合型光学薄膜中含有的总氨量被控制在2000ng以下。如果所述氨量超过2000ng,则从得到的粘合型光学薄膜的高耐久性等的点来看,不优选。所述氨量优选在1800ng以下,进而1500ng以下。此外,所述氨量是作为增粘层及粘合剂层中含有的总量测定的值。
附图说明
图1是表示本发明的粘合型光学薄膜的一例的截面图。
图2是表示本发明的粘合型光学薄膜的其他一例的截面图。
图中,1-光学薄膜、2-增粘层、3-粘合剂层、4-防静电层。
具体实施方式
如图1所示,本发明的粘合型光学薄膜在光学薄膜1的一面经由增粘层2层叠粘合剂层3。另外,如图2所示,可以设置防静电层4。在图2中,防静电层4被设置于增粘层2与粘合剂层3之间,但防静电层也可以设置在光学薄膜1与增粘层2之间、还有各层之间。所述增粘层2、粘合剂层3的至少任意一方由水分散型材料形成。此外,也可以通过在增粘层的形成材料中含有水分散型导电性聚合物等防静电剂,赋予增粘层2防静电干扰功能。
所述粘合剂层由粘合剂形成。作为粘合剂,没有特别限制,可以适当选择使用例如将丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡胶系等聚合物作为基质聚合物的粘合剂。特别是优选使用显示出光学透明性出色、适度的润湿性和凝聚性以及粘接性的粘合特性,在耐气候性或耐热性等方面出色的粘合剂。可以优选使用显示出这样的特征的丙烯酸系粘合剂。
丙烯酸系粘合剂中以(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元为主骨架的丙烯酸系聚合物作为基质聚合物。其中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,与本发明的(甲基)表示相同的意思。构成丙烯酸系聚合物的主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的平均碳原子数为1~12左右,作为(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例子,可以例示为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯等,它们可以单独或者组合使用。其中,优选烷基的碳原子数为1~9的(甲基)丙烯酸烷基酯。
在所述丙烯酸系聚合物中,以改善粘接性和耐热性为目的,通过共聚导入1种以上各种单体。作为这样的共聚单体的具体例,可以举例为(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟月桂酯、(4-羟甲基环己基)-丙烯酸甲酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酐、衣康酐等含酸酐基单体;丙烯酸的己内酯加成物;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸、磺基丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰基氧萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰磷酸酯等含磷酸基单体等。
另外(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺或N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺系单体;(甲基)丙烯酸氨乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯系单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯系单体;N-(甲基)丙烯酰氧亚甲基琥珀酰亚胺或N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基八亚甲基琥珀酰亚胺、N-丙烯酰吗啉等琥珀酰亚胺系单体等也可以作为改性目的的单体例举出。
另外,还可以使用乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯基己内酰胺等乙烯基系单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯系单体;缩水甘油(甲基)丙烯酸酯等含环氧基丙烯酸系单体;聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等二醇系丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、氟(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯或丙烯酸2-甲氧基乙酯等丙烯酸酯系单体等。
进而,作为除上述以外的可以共聚合的单体,可以举出含硅原子的硅烷系单体。作为硅烷系单体,例如可以举出3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、4-乙烯基丁基三甲氧基硅烷、4-乙烯基丁基三乙氧基硅烷、8-乙烯基辛基三甲氧基硅烷、8-乙烯基辛基三乙氧基硅烷、10-甲基丙烯酰基氧癸基三甲氧基硅烷、10-丙烯酰基氧癸基三甲氧基硅烷、10-甲基丙烯酰基氧癸基三乙氧基硅烷、10-丙烯酰基氧癸基三乙氧硅烷等。
其中,作为光学薄膜用途,从向液晶单元的粘接性、粘接耐久性的观点来看,优选使用丙烯酸等含羧基单体。
对丙烯酸系聚合物中的所述共聚单体的比例没有特别限制,但重量比率优选为0.1~10%左右。
对丙烯酸系聚合物的平均分子量没有特别限制,但重均分子量优选为30万~250万左右。
所述丙烯酸系聚合物的制造可以对应粘合剂的种类(溶剂型、水分散型)用各种公知的方法制造。例如,在配制溶剂型粘合剂中使用的丙烯酸系聚合物时,可以使用溶液聚合法。在溶液聚合法中,作为自由基聚合引发剂,可以使用偶氮系、过氧化物系等各种公知的物质。反应温度通常为约50~80℃左右,反应时间为1~8小时。作为丙烯酸系聚合物的溶剂,通常使用醋酸乙酯、甲苯等。溶液浓度通常为约20~80重量%左右。
另一方面,在配制水分散型粘合剂中使用的丙烯酸系聚合物时,可以采用乳液(emulsion)聚合法。此外,也可以采用悬浮聚合法。
对乳液聚合法中使用的聚合引发剂、乳化剂等没有特别限定,可以适当选择使用。
作为聚合引发剂,可以举例为2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物、2,2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-酰基)丙烷]二氢氯化物、2,2’-偶氮二(2-甲基丙烯脒)二硫酸盐、2,2’-偶氮二(N,N’-二亚甲基异丁基脒)、2,2’-偶氮二[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙酰脒]氢氧化物(和光纯药公司制,VA-057)等偶氮系引发剂,过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐,二(2-乙基己基)过二碳酸盐、二(4-叔丁基环己基)过二碳酸盐、二仲丁基过二碳酸盐、叔丁基过氧化新癸酸盐、叔己基过氧化特戊酸盐、叔丁基过氧化特戊酸盐、二月桂酰过氧化物、二正辛酰过氧化物、1,1,3,3,-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸盐、二(4-甲基苯甲酰基)过氧化物、二苯甲酰基过氧化物、叔丁基过氧化异丁酸盐、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、叔丁基氢过氧化物、氢过氧化物等过氧化物系引发剂,过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合、过氧化物与抗坏血酸钠的组合等组合过氧化物与还原剂的氧化还原系引发剂等,但不被这些所限定。
所述聚合引发剂可以单独或混合两种以上使用,作为整体含量,相对单体100重量份,优选0.005~1重量份左右,更优选0.02~0.5重量份左右。
另外,在所述乳液聚合中也可以使用链转移剂。通过使用链转移剂,可以适当调节丙烯酸系聚合物的分子量。
作为链转移剂,例如可以举出十二烷硫醇、缩水甘油基硫醇、巯基乙酸、2-巯基乙醇、硫代二酸、硫代二酸2-乙基己基酯、2,3-二巯基-1-丙醇等。
这些链转移剂可以单独或混合两种以上使用,作为整体含量,相对单体100重量份,优选0.01~0.5重量份左右
另外,作为乳化剂,例如可以举出月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、聚氧化乙烯烷基醚硫酸铵、聚氧化乙烯烷基苯基醚硫酸钠等阴离子系乳化剂,聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷嵌段共聚物等非离子系乳化剂等。这些乳化剂可以单独使用或并用两种以上。
进而,作为活性乳化剂,作为导入丙烯基、烯丙醚基等自由基聚合性官能团的乳化剂,具体而言,例如アクアロンHS-10、HS-20、KH-10、BC-05、BC-10、BC-20(第一工业制药公司制)、アデカリアソ一プSE10N(旭电化工公司制)等。活性乳化剂由于在聚合后被带入聚合物链中,所以耐水性变好,优选。乳化剂的使用量相对单体100重量份,优选为0.3~10重量份,从聚合稳定性或机械稳定性出发,更优选为0.5~5重量份。
作为聚合操作例,例如首先混合上述的单体或共聚合单体,向其中配合乳化剂及水,然后进行乳化,配制乳液。此时的单体可以配合需要使用的全部量的全部,或者也可以配合一部分,其余在聚合过程中滴入。接着,向该乳液中添加聚合引发剂及根据需要添加水,进行乳液聚合。
其中,水可以只在配制乳液时配合,或者也可以然后进一步配合,可以对应后述的聚合方法适当选择。另外,对水的配合量没有特别限定,乳液聚合后的丙烯酸系聚合物的固体成分浓度优选被配制成30~75重量%,更优选为35~70重量%。
对溶液聚合的方法没有特别限定,可以从一并聚合法、全量滴加法、组合它们的两级聚合法等中适当选择。
在一并聚合法中,例如向反应容器中加入单体混合物、乳化剂及水,通过搅拌混合使其乳化,配制乳液,然后进一步向该反应容器中加入聚合引发剂及根据需要加入水,进行乳液聚合。
另外,在全量滴加法中,首先加入单体混合物、乳化剂及水,通过搅拌混合使其乳化而调制滴加液,并且向反应容器中加入聚合引发剂及水,其次,向反应容器内滴加滴加液,进行乳液聚合。
另外,所述粘合剂(溶剂型、水分散型的任意一种的情况下均可)可以成为向所述基质聚合物中配合交联剂所成的粘合剂组合物。作为可以在粘合剂中配合的交联剂,可以举出有机系交联剂或多官能性金属螯合物。作为有机系交联剂,可以举出环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、亚胺系交联剂、噁唑啉系交联剂、三聚氰胺系交联剂、氮丙啶系交联剂等。作为有机系交联剂,优选异氰酸酯系交联剂。其中,在为水分散型的粘合剂的情况下,异氰酸酯系交联剂优选使用带有保护基的嵌段异氰酸酯化合物。多官能性金属螯合物是多价金属与有机化合物通过共价键或者配位键结合的化合物。作为多价金属原子,可以举出Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。作为形成共价键或者配位键的有机化合物中的原子,可以举出氧原子等,作为有机化合物,可以举出烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
对丙烯酸系聚合物等基质聚合物与交联剂的配合比例没有特别的限定,通常相对100重量份基质聚合物(固体成分),优选为0.01~10重量份左右交联剂(固体成分),进一步优选为0.1~5重量份左右。
另外,在所述粘合剂中,根据需要且在不偏离本发明的目的范围内,还可以适当使用增粘剂、增塑剂、玻璃纤维、玻璃珠、金属粉以及其它无机粉末等构成的填充剂、颜料、着色剂、填充剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、硅烷偶合剂等各种添加剂。另外,还可以作为含有微粒显示光漫射性的粘合剂层等。
作为所述粘合剂,使用水分散型粘合剂(特别是水分散型丙烯酸系粘合剂)的情况下,该水分散型粘合剂用氨水中和使用。氨水通常被用作浓度1~20%的水溶液。氨水的配合被控制为在光学薄膜上形成的粘合剂层中含有的所述氨量为10ng以上而且粘合型光学薄膜中含有的所述氨量为2000ng以下。粘合剂层中含有的氨量的控制通过增粘层中含有的氨量、粘合剂层的厚度等适当调制。
所述氨水的配合量通常配合成,相对所述水分散型粘合剂中含有的固体成分100重量份,氨水中含有的氨优选为0.05~5重量份左右,进而优选0.1~1重量份。
此外,在用氨水中和的水分散型粘合剂中,除了上述添加剂以外,例如可以适当使用pH缓冲剂、消泡剂、稳定剂等各种的添加剂。
对形成增粘层的材料没有特别限定,例如可以举出各种聚合物层、金属氧化物的溶胶、氧化硅溶胶等。其中,特别优选使用聚合物类。所述聚合物类的使用方式可以为溶剂可溶型、水分散型、水溶解型的任意一种。
作为所述聚合物类,例如可以举出聚氨基甲酸酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚醚系树脂、纤维素系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯系树脂等。其中,特别优选聚氨基甲酸酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂。可以在这些树脂中适当配合交联剂。这些其他粘合剂成分可以根据其用途适当使用1种或2种以上。
此外,作为聚合物类,还可以举出在分子中含有氨基的聚合物类。作为在分子中具有氨基的聚合物类,例如可以举出聚乙烯亚胺、聚烯丙胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚乙烯吡咯烷、在上述丙烯酸系粘合剂的共聚合单体中显示的二甲基氨基乙基丙烯酸酯等含氨基单体的聚合物等。其中,优选聚乙烯亚胺。
在用水分散型材料形成增粘层的情况下,使用水分散性聚合物。作为水分散型聚合物,可以举出使用乳化剂对聚氨基甲酸酯、聚酯等各种树脂进行乳液化所得的产物,或者在所述树脂中导入水分散性的阴离子基、阳离子基或非离子基并进行自身乳化的产物等。
另外,作为形成增粘层的材料,此外,还可以使用交联反应型水溶性化合物。交联反应型水溶性化合物为在交联反应之前在水中可溶的单体、寡聚物、或聚合物,而且在交联反应之后形成3维网状结构,成为在水中不溶的化合物,例如可以举出双组分反应型水溶性环氧树脂、三聚氰胺-甲醛树脂及尿素-甲醛树脂等。
双液体反应型的水溶性环氧树脂作为主剂由水溶性的多官能环氧树脂和水溶性的固化剂构成,通过混合二者发生加成型的交联反应,形成3维的聚合物网状结构。作为水溶性的多官能环氧树脂,可以举出三缩水甘油基异氰酸酯、山梨糖醇聚缩水甘油醚、(聚)甘油聚缩水甘油醚、(聚)乙二醇二缩水甘油醚及(聚)丙二醇二缩水甘油醚等脂肪族缩水甘油醚,山梨聚糖聚缩水甘油醚等脂环族缩水甘油醚等。另一方面,作为水溶性的固化剂,可以举出二亚乙基三胺、三亚乙基四胺及聚氨基酰胺等脂肪族多元胺类,2-甲基咪唑及2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类,苄基二甲胺等叔胺类,甲基降冰片烯二酸酐(Himic anhydride)及苯二甲酸酐等酸酐类,三氟化硼等路易斯酸类等。
尿素-甲醛树脂或三聚氰胺-甲醛树脂可以通过使尿素与甲醛或三聚氰胺与甲醛进行加成反应所得的初期预聚物进行脱水缩合反应得到。所述初期预聚物也可以用苯酚类或苯鸟粪胺等使其改性。作为所述初期预聚物的市售品的例子,可以举出ユ一ラミン系列(三井化学株式会社制)、ニカラツク系列(三和ケミカル株式会社)等。
作为所述增粘剂,使用水分散型聚合物时,该增粘剂用氨水中和使用。氨水通常被用作浓度1~20%的水溶液。氨水的配合被控制为在光学薄膜上形成的增粘层中含有的所述氨量为10ng以上而且粘合型光学薄膜中含有的所述所述氨量为2000ng以下。增粘层中含有的氨量的控制通过粘合剂层中含有的氨量、增粘层的厚度等适当调制。
所述氨水的配合量通常配合成,相对所述水分散型聚合物中含有的固体成分100重量份,氨水中含有的氨优选为0.05~5重量份左右,进而优选0.1~1重量份。
可以在所述增粘剂中含有防静电剂。防静电剂只要是可以赋予导电性的材料即可没有特别限制,例如可以举出离子性表面活性剂、导电性聚合物、金属氧化物、炭黑及碳纳(nano)材料等。
作为离子性表面活性剂,例如可以举出阳离子系(季铵盐型、鏻盐型、锍盐型)、阴离子系(羧酸型、磺酸盐型、硫酸盐型、磷酸盐型、亚磷酸盐型(phosphite)等)、两性离子系(磺基甜菜碱型、烷基甜菜碱型、烷基咪唑啉鎓(イミダゾリウム)甜菜碱型等)、非离子系(多元醇衍生物、β-环糊精包合化合物、山梨聚糖脂肪酸一酯、山梨聚糖脂肪酸二酯、聚烯化氧衍生物、氧化胺等)的表面活性剂。
作为导电性聚合物,使用光学特性、外观、防静电干扰效果及防静电干扰效果在热时、加湿时的稳定性良好的导电性聚合物。作为这样的导电性聚合物,可以举出聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚喹喔啉等聚合物。其中,可以优选使用容易成为紫外线固化型导电性聚合物、水溶性导电性聚合物或水分散性导电性聚合物的聚苯胺、聚噻吩等。
通过使用水溶性导电性聚合物或水分散性导电性聚合物,可以将形成防静电层时的涂敷液配制成水溶液或水分散液,不需要在涂敷液中使用有机溶剂。所以,可以抑制有机溶剂引起的光学薄膜基材的变质或劣化。从附着性的点出发,水溶液或水分散液优选只以水作为溶媒,但也可以含有亲水性溶媒。作为亲水性溶媒,例如可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇及环己醇等醇类。
所述水溶性或水分散性的聚苯胺用聚苯乙烯换算的重均分子量优选为500000以下,进而优选为300000以下。所述水溶性或水分散性的聚噻吩用聚苯乙烯换算的重均分子量优选为400000以下,进而优选为300000以下。重均分子量超过上述值时,存在变得不能满足上述水溶性或水分散性的趋势,使用这样的聚合物配制涂敷液(水溶液或水分散液)时,存在该涂敷液中残存聚合物的固体成分,或者高粘度化而变得难以形成膜厚均一的防静电层的趋势。
水溶性导电聚合物的水溶性是指相对水100g的溶解度在5g以上的情况。所述水溶性导电聚合物相对水100g的溶解度优选为20~30g。水分散性导电性聚合物是指聚苯胺、聚噻吩等导电性聚合物以微粒状在水中分散而成的聚合物,水分散液的液体粘度小,薄膜涂敷容易,而且涂敷层的均一性出色。在此,作为微粒的尺寸,从防静电层的均一性的点出发,优选1μm以下的微粒。
另外,所述聚苯胺、聚噻吩等水溶性导电性聚合物或水分散性导电性聚合物优选在分子中具有亲水性官能团。作为亲水性官能团,例如可以举出磺基、氨基、酰胺基、酰亚胺基、季铵盐基、羟基、巯基、肼基、羧基、硫酸酯基、磷酸酯基、或它们的盐等。通过在分子内具有亲水性官能团,变得容易溶解于水中或容易以微粒状分散于水中,可以容易地配制所述水溶性导电性聚合物或水分散性导电性聚合物。
作为水溶性导电性聚合物的市售品的例子,可以举出聚苯胺磺酸(三菱レ一ヨン公司制,利用聚苯乙烯换算的重均分子量150000)等。作为水分散性导电聚合物的市售品的例子,可以举出聚噻吩系导电性聚合物(长濑化学技术(ナガセケムテツクス)公司制,デナトロン系列)等。
作为金属氧化物,可以举出氧化锡系、氧化锑系、氧化铟系、氧化锌系等。其中,优选氧化锡系。作为氧化锡系的金属氧化物,例如除了氧化锡以外,还可以举出掺杂了锑的氧化锡、掺杂了铟的氧化锡、掺杂了铝的氧化锡、掺杂了钨的氧化锡、氧化钛-氧化铈-氧化锡的复合体、氧化钛一氧化锡的复合体等。金属氧化物通常使用的微粒的形状优选为粒子状或针状的形状。微粒的平均粒径为1~100nm左右,优选为2~50nm。
作为所述以外的材料,可以举出乙炔黑,科琴黑(Ketjen black),天然石墨、人造石墨,钛黑,碳纳材料,阳离子型(季铵盐等)、两性离子型(甜菜碱化合物等)、阴离子型(磺酸盐等)或非离子型(甘油等)的具有离子导电性基的单体的自聚体或共聚物,具有季铵盐基的丙烯酸酯或具有甲基丙烯酸酯来源的结构单元的聚合物等离子导电性聚合物,使聚亚乙烯甲基丙烯酸酯共聚物等亲水性聚合物与丙烯酸系树脂等合金(alloy)化的材料。碳纳材料可以举出碳纳米管、碳纳米角状物(Carbon NanoHorn)、碳纳米层(Carbon Nano Wall)及富勒烯(フラ一レン)等,其中,优选使用碳纳米管。
所述防静电剂的配合量,例如相对增粘剂中使用的所述聚合物类100重量份,为70重量份以下,优选为50重量份以下。从防静电干扰效果的点出发,优选为10重量份以上,进而优选为20重量份以上。
此外,如图2所示,也可以使用所述防静电剂形成防静电层。在防静电层的形成中,也可以适当地并用粘合剂成分。对粘合剂成分没有特别限制,可以使用热固化性树脂、紫外线固化性树脂等各种树脂。作为粘合剂成分,可以使用在所述增粘层的形成中使用的聚合物类。
作为本发明的粘合型光学薄膜中使用的光学薄膜,可以使用液晶显示装置等图像显示装置的形成中使用的光学薄膜,对其种类没有特别限制。例如,作为光学薄膜,可以举出偏振片。偏振片通常可以使用在偏振镜的一面或两面具有透明保护膜的偏振片。
对偏振镜没有特别限制,可以使用各种偏振镜。作为偏振镜,可以举例为例如,在聚乙烯醇系薄膜、部分甲缩醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上,吸附碘或二色性染料等二色性物质后单向拉伸的材料;聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向薄膜等。其中,优选的是由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物质组成的偏振镜。对这些偏振镜的厚度没有特别的限定,但是通常为约5至80μm左右。
将聚乙烯醇系薄膜用碘染色后经单向拉伸而成的偏振镜,例如,可以通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液进行染色后,拉伸至原长度的3至7倍的方法制作。根据需要,也可以浸渍于可含硼酸或硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。此外,根据需要,也可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中水洗。通过水洗聚乙烯醇系薄膜,除了可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面上的污物和防止粘连剂之外,还可通过使聚乙烯醇系薄膜溶胀,防止染色斑等不均匀现象。拉伸既可以在用碘染色之后进行,也可以一边染色一边进行拉伸,或者也可以在拉伸之后用碘进行染色。也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
作为形成设置在所述偏振镜的一面或两面上的透明保护膜的材料,优选在透明性、机械强度、热稳定性、水分屏蔽性、各向同性等各方面具有良好性质的材料。例如,可以举例为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯型聚合物;二乙酰纤维素或三乙酰纤维素等纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物;聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物等。此外,作为形成上述透明保护膜的聚合物的例子还可以举例为,例如,如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃,乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物;砜系聚合物;聚醚砜系聚合物;聚醚-醚酮系聚合物;聚苯硫醚系聚合物;乙烯基醇系聚合物,偏氯乙烯系聚合物;聚乙烯醇缩丁醛系聚合物;芳基化物系聚合物;聚甲醛系聚合物;环氧系聚合物;或者上述聚合物的混合物等。透明保护膜还可以形成为丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯基氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固型、紫外线固化型树脂的固化层。
另外,可以举出在特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜,例如含有(A)在侧链上具有取代和/或未取代酰亚胺基的热塑性树脂、以及(B)在侧链上具有取代和/或未取代苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体的例子,可以举出含有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺构成的交替共聚物、以及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的薄膜。作为薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤压制品等构成的膜。
保护膜的厚度可以适当确定,但是从强度和处理性等操作性、薄层性等观点来看,一般为约1~500μm左右。特别优选为5~200μm。
此外,保护膜尽可能优选没有着色的膜。因此,优选采用以Rth=(nx-nz)·d(其中,nx是膜平面内的滞相轴方向的折射率,nz是膜厚度方向的折射率,d是膜厚度)表示的膜厚度方向的相位差值为-90nm~+75nm的保护膜。通过使用其厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm~+75nm的膜,可以大致消除起因于保护膜的偏振片的着色(光学着色)。厚度方向的相位差值(Rth)进一步优选为-80nm~+60nm,特别优选为-70nm~+45nm。
作为保护膜,从偏振性能或耐久性等观点来看,优选三乙酰纤维素等纤维素系聚合物。特别适宜的是三乙酰纤维素薄膜。此外,当在偏振镜的两侧设置保护膜时,既可以在其正反面使用由相同聚合物材料组成的保护膜,也可以使用由不同的聚合物材料等组成的保护膜。上述偏振镜和保护膜通常利用水系粘合剂进行粘合。作为水系粘合剂,可以举例为异氰酸酯系粘合剂、聚乙烯醇系粘合剂、明胶系粘合剂、乙烯系胶乳、水性聚氨酯、水系聚酯等。
在上述透明保护膜的没有粘附偏振镜的表面上,还可以进行硬膜层或防反射处理、防止粘附处理、以漫射或防眩光为目的的处理。
实施硬膜处理的目的是防止偏振片的表面损坏等,例如可以通过在透明保护膜的表面上附加由丙烯酸系及硅酮系等适当的紫外线固化型树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜的方式等形成。实施防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射,可以通过形成以往的防反射薄膜等来完成。此外,实施防止粘附处理的目的是防止与相邻层的粘合。
另外,实施防眩光处理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干扰偏振片透射光的辨识性等,例如,可以通过采用喷砂方式和压纹加工方式的粗表面化方式或配合透明微粒的方式等适当的方式,向透明保护膜表面赋予微细凹凸结构来形成。作为在上述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒,例如,可以使用平均粒径为0.5~50μm的由二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等组成的往往具有导电性的无机微粒子、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机微粒(包括珠)等透明微粒。当形成表面微细凹凸结构时,微粒的使用量相对于100重量份形成表面微细凹凸结构的透明树脂,通常为大约2~50重量份左右,优选5~25重量份。防眩光层也可以兼当用于将偏振片透射光漫射而扩大视角等的漫射层(视角扩大功能等)。
还有,上述防反射层、防止粘附层、漫射层或防眩光层等除了可以设置在透明保护膜自身上以外,还可以作为与透明保护膜分开配置的另一光学层设置。
另外作为光学薄膜,可以举例为,例如反射板和半透过板、相位差板(包括1/2和1/4等波阻片)、视角补偿薄膜、亮度改善薄膜等在液晶显示装置等的形成中可以使用的成为光学层的薄膜。这些除了可以单独作为本发明的光学薄膜使用外,还可以在实际使用时在上述偏振片上层叠一层或者两层以上使用。
特别优选的偏振片是在偏振片上再层叠反射板或半透过反射板而成的反射型偏振片或半透过型偏振片;在偏振片上再层叠相位差板而形成的椭圆偏振片或圆偏振片;在偏振片上再层叠视角补偿薄膜而形成的宽视角偏振片;或者在偏振片上再层叠亮度改善薄膜而形成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上设置反射层而成的,可用于形成反射从辨识侧(显示侧)入射的入射光来进行显示的类型的液晶显示装置等,并且可以省略内置的背光灯等光源,从而具有易于使液晶显示装置薄型化等优点。形成反射型偏振片时,可以通过根据需要介入透明保护层等后在偏振片的一面附设由金属等组成的反射层的方式等适当的方式进行。
作为反射型偏振片的具体例子,可以举例为通过根据需要在经消光处理的透明保护膜的一面上,附设由铝等反射性金属组成的箔或蒸镀膜而形成反射层的偏振片等。另外,还可以举例为通过使上述透明保护膜含有微粒而形成表面微细凹凸结构,并在其上具有微细凹凸结构的反射层的反射型偏振片等。上述的微细凹凸结构的反射层通过漫反射使入射光扩散,由此防止定向性和外观发亮,具有可以抑制明暗不均的优点等。另外,含有微粒的透明保护膜还具有当入射光及其反射光透过它时可以通过漫射进一步抑制明暗不均的优点等。反映透明保护膜的表面微细凹凸结构的微细凹凸结构的反射层的形成,例如可以通过用真空蒸镀方式、离子镀方式及溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等适当的方式在透明保护层的表面上直接附设金属的方法等进行。
作为代替将反射板直接附设在上述偏振片的透明保护膜上的方法,还可以在以该透明薄膜为基准的适当的薄膜上设置反射层形成反射片等后作为反射板使用。还有,由于反射层通常由金属组成,所以从防止由于氧化而造成的反射率的下降、进而长期保持初始反射率的观点和避免另设保护层的观点等来看,优选用透明保护膜或偏振片等覆盖其反射面的使用形式。
还有,在上述中,半透过型偏振片可以通过作成用反射层反射光的同时使光透过的半透半反镜等半透过型的反射层而获得。半透过型偏振片通常被设于液晶单元的背面侧,可以形成如下类型的液晶显示装置等,即,在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等的情况下,反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像,在比较暗的环境中,使用内置于半透过型偏振片的背面的背光灯等内置光源来显示图像。即,半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用,即,在明亮的环境下可以节约使用背光灯等光源的能量,且即使在比较暗的环境下也可以使用内置光源的类型的液晶显示装置的形成中非常有用。
下面对偏振片上再层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片进行说明。在将直线偏振光改变为椭圆偏振光或圆偏振光,或者将椭圆偏振光或圆偏振光改变为直线偏振光,或者改变直线偏振光的偏振光方向的情况下,可以使用相位差板等。特别是,作为将直线偏振光改变为圆偏振光或将圆偏振光改变为直线偏振光的相位差板,可使用所谓的1/4波阻片(也称为λ/4板)。1/2波阻片(也称为λ/2板)通常用于改变直线偏振光的偏振光方向的情形。
椭圆偏振片,可以有效地用于补偿(防止)超扭转向列(STN)型液晶显示装置因液晶层的双折射而产生的着色(蓝色或黄色),从而进行没有上述着色的白黑显示的情形等。另外,控制三维折射率的偏振片还可以补偿(防止)从斜向观察液晶显示装置的画面时产生的着色,因而十分理想。圆偏振片例如可以有效地用于对以彩色显示图像的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等,而且还具有防止反射的功能。
作为相位差板,可以举出对高分子材料进行单向或双向拉伸处理而形成的双折射性薄膜、液晶聚合物的取向膜、用薄膜支撑液晶聚合物的取向层的构件等。对相位差板的厚度也没有特别限定,一般为20~150μm左右。
作为所述高分子材料,例如可以举出聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯醚、聚羟乙基丙烯酸酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙稀、纤维素系聚合物、降冰片烯系树脂、或它们的二元系、三元系各种共聚物、接枝共聚物、混合物等。这些高分子材料可通过拉伸等而成为取向物(拉伸薄膜)。
作为液晶性聚合物,例如可以举出在聚合物的主链或侧链上导入了赋予液晶取向性的共轭性的直线状原子团(mesogene)的主链型或侧链型各种聚合物等。作为主链型液晶性聚合物的具体例,可以举出具有在赋予弯曲性的间隔部上结合了直线状原子团的构造的聚合物,例如向列取向性的聚酯系液晶性聚合物、圆盘状聚合物或胆甾醇型聚合物等。作为侧链型液晶性聚合物的具体例,可以举出如下的化合物等,即,将聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯为主链骨架,作为侧链隔着由共轭性的原子团构成的间隔部而具有由赋予向列取向性的对位取代环状化合物单元构成的直线状原子团部的化合物。这些液晶聚合物通过以下方法进行处理,即,在例如对于形成在玻璃板上的聚酰亚胺或聚乙烯醇等薄膜的表面进行摩擦处理后的材料、斜向蒸镀了氧化硅的材料等的取向处理面上,铺展液晶性聚合物的溶液后进行热处理。
相位差板可以是例如各种波阻片或用于补偿由液晶层的双折射造成的着色或视角等的材料等具有对应于使用目的的适宜的相位差的材料,也可以是层叠2种以上的相位差板而控制了相位差等光学特性的材料。
另外上述椭圆偏振片或反射型椭圆偏振片是通过适当地组合并层叠偏振片或反射型偏振片和相位差板而成的。这类椭圆偏振片等也可以通过在液晶显示装置的制造过程中依次分别层叠(反射型)偏振片及相位差板来形成,以构成(反射型)偏振片及相位差板的组合,而如上所述,预先形成为椭圆偏振片等光学部件的情况下,由于在质量的稳定性或层叠操作性等方面出色,因此具有可以提高液晶显示装置等的制造效率的优点。
补偿视角薄膜是从不垂直于画面的稍微倾斜的方向观察液晶显示装置的画面的情况下也使图像看起来比较清晰的、用于扩大视角的薄膜。作为此种视角补偿相位差板,例如由相位差板、液晶聚合物等的取向薄膜或透明基材上支撑了液晶聚合物等的取向层的材料等构成。通常作为相位差板使用的是沿其面方向被实施了单向拉伸的、具有双折射的聚合物薄膜,与此相对,作为被用作视角补偿薄膜的相位差板,可以使用沿其面方向被实施了双向拉伸的具有双折射的聚合物薄膜、沿其面方向被单向拉伸并且沿其厚度方向也被拉伸了的可控制厚度方向的折射率的具有双折射的聚合物或像倾斜取向膜等双向拉伸薄膜等。作为倾斜取向膜,例如可以举出在聚合物薄膜上粘接热收缩膜后在因加热形成的收缩力的作用下对聚合物薄膜进行了拉伸处理或/和收缩处理的材料、使液晶聚合物倾斜取向而成的材料等。作为相位差板的原材料聚合物可使用与上述的相位差板中说明的聚合物相同的聚合物,可以使用以防止基于由液晶单元造成的相位差而形成的辨识角的变化所带来的着色等或扩大辨识度良好的视角等为目的的适宜的聚合物。
另外,从实现辨识度良好的宽视角的观点出发,可以优选使用用三乙酸纤维素薄膜支撑由液晶聚合物的取向层、特别是圆盘状液晶聚合物的倾斜取向层构成的光学各向异性层的光学补偿相位差板。
将偏振片和亮度改善薄膜贴合在一起而成的偏振片通常被设于液晶单元的背面一侧。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜,即,当因液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等,有自然光入射时,反射特定偏振光轴的直线偏振光或特定方向的圆偏振光,而使其他光透过。因此将亮度改善薄膜与偏振片层叠而成的偏振片可使来自背光灯等光源的光入射,而获得特定偏振光状态的透过光,同时,所述特定偏振光状态以外的光不能透过,被予以反射。经由设于其后侧的反射层等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光,使之再次入射到亮度改善薄膜上,使其一部分或全部作为特定偏振光状态的光透过,从而增加透过亮度改善薄膜的光,同时向偏振镜提供难以吸收的偏振光,从而增大能够在液晶显示图像的显示等中利用的光量,并由此可以提高亮度。即,在不使用亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下,具有与偏振镜的偏振光轴不一致的偏振光方向的光基本上被偏振镜所吸收,因而无法透过偏振镜。即,虽然会因所使用的偏振镜的特性而不同,但是大约50%的光会被偏振镜吸收掉,因此,液晶图像显示等中能够利用的光量将减少,导致图像变暗。由于亮度改善薄膜反复进行如下操作,即,使具有能够被偏振镜吸收的偏振光方向的光不是入射到偏振镜上,而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射,进而经由设于其后侧的反射层等完成反转,使光再次入射到亮度改善薄膜上,这样,亮度改善薄膜只使在这两者间反射并反转的光中的、其偏振光方向变为能够通过偏振镜的偏振光方向的偏振光透过,同时将其提供给偏振镜,因此可以在液晶显示装置的图像的显示中有效地使用背光灯等的光,从而可以使画面明亮。
也可以在亮度改善薄膜和所述反射层等之间设置漫射板。由亮度改善薄膜反射的偏振光状态的光朝向所述反射层等,所设置的漫射板可将通过的光均匀地漫射,同时消除偏振光状态而成为非偏振光状态。即,反复进行如下的作业,即,将自然光状态的光射向反射层等,经过反射层等而反射后,再次通过漫射板而又入射到亮度改善薄膜上。通过在亮度改善薄膜和所述反射层之间设置使偏振光恢复到原来的自然光状态的漫射板,可以在维持显示画面的亮度的同时,减少显示画面的亮度的不均,从而可以提供均匀并且明亮的画面。通过设置该漫射板,可适当增加初次入射光的重复反射次数,并结合漫射板的扩散功能,可以提供均匀明亮的显示画面。
作为所述亮度改善薄膜,例如可以使用:电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层叠层体之类的显示出使特定偏振光轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜、胆甾醇型液晶聚合物的取向膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜之类的显示出将左旋或右旋中的任一种圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜等适宜的薄膜。
因此,通过利用所述的使特定偏振光轴的直线偏振光透过的类型的亮度改善薄膜,使该透过光直接沿着与偏振光轴一致的方向入射到偏振片上,可以在抑制由偏振片造成的吸收损失的同时,使光有效地透过。另一方面,利用胆甾醇型液晶层之类的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜,虽然可以直接使光入射到偏振光镜上,但是,从抑制吸收损失这一点考虑,最好经由相位差板对该圆偏振光进行直线偏振光化,之后再入射到偏振片上。而且,通过使用1/4波阻片作为该相位差板,可以将圆偏振光变换为直线偏振光。
在可见光区域等较宽波长范围中能起到1/4波阻片作用的相位差板,例如可以利用以下方式获得,即,将相对于波长550nm的浅色光能起到1/4波阻片作用的相位差层和显示其他的相位差特性的相位差层例如能起到1/2波阻片作用的相位差层重叠的方式等。所以,配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以由1层或2层以上的相位差层构成。
还有,就胆甾醇型液晶层而言,也可以组合不同反射波长的材料,构成重叠2层或3层以上的配置构造,由此获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的构件,从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。
另外,偏振片如同所述偏振光分离型偏振片,可以由层叠了偏振片和2层或3层以上的光学层的构件构成。所以,也可以是组合所述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。
在偏振片上层叠了所述光学层的光学薄膜可以利用在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成,但是预先经层叠而成为光学薄膜的偏振片在质量的稳定性或组装操作等方面优良,因此具有可改善液晶显示装置等的制造工序的优点。在层叠中可以使用粘合层等适宜的粘接手段。在粘接所述偏振片和其他光学层时,它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而采用适宜的配置角度。
下面对本发明的粘合型光学薄膜的制造方法进行说明。
例如,在所述光学薄膜上涂敷所述增粘剂并干燥,形成增粘层。增粘剂的涂敷液的固体成分浓度优选调节成0.1~5重量%左右。作为涂敷法,可以举出逆转涂敷(reverse coating)、凹板印刷涂布等辊涂法,旋涂法、筛涂法、喷(fountain)涂法、浸涂法、喷射涂敷法等。在形成增粘层时,作为增粘剂,使用水分散型材料的情况下,通过调节干燥温度、干燥时间,可以控制增粘层中含有的所述氨量。干燥温度优选为30~150℃,进而优选为40~120℃,干燥时间优选为0.5~10分钟,进而优选为1~5分钟。
增粘层的厚度为5~300nm。增粘层的厚度优选为10~200nm。不到5nm时,在保证光学薄膜与粘合剂层的投锚固定性方面不充分。相反,如果超过300nm,则例如在增粘(层)中含有防静电剂的情况下,由于增粘层的强度不足,而在增粘层内容易发生破坏,有时不能得到充分的投锚固定性。
另外,在形成增粘层时,可以在光学薄膜中实施活化处理。活化处理可以采用各种方法,例如可以采用电晕处理、低压UV处理、等离子处理等。活化处理在作为增粘层使用水分散型材料(进而作为防静电剂含有水分散性导电聚合物的情况下)的情况下是有效的。活化处理在光学薄膜为特别是聚烯烃系树脂、降冰片烯系树脂的情况下是有效的。
通过在所述增粘层上层叠来形成粘合剂层。对粘合剂层的形成方法没有特别限制,可以举出在增粘层上涂敷并干燥粘合剂溶液或水分散液的方法,或者转印设置有粘合剂层的脱模片的方法等。涂敷方法与增粘剂的情况相同。粘合剂层的厚度为5~50μm。进而为10~40μm。在形成粘合剂层时,作为粘合剂使用水分散型材料的情况下,通过调节工作温度、干燥时间,可以控制粘合剂层中含有的所述氨量。干燥温度优选为80~200℃,进而优选为100~150℃,干燥时间优选为0.5~10分钟,进而优选为1~5分钟。
其中作为脱模片的构成材料,可以举出纸、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等合成树脂膜、橡胶片、纸、布、无纺布、网状物、发泡片材和金属箔、及这些材料的层叠体等适当的薄片体等。为了提高与粘合剂层的剥离性,必要时也可以对脱模片的表面实施硅酮处理、长链烷基处理、氟处理等低粘接性的剥离处理。
此外,在本发明的光学薄膜或粘合剂层等各层上,也可以利用例如用水杨酸酯系化合物或苯并苯酚(benzophenol)系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、镍络合盐系化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式,使之具有紫外线吸收能力。
本发明的粘合型光学薄膜可适用于液晶显示装置等各种图像显示装置的形成等中。液晶显示装置的形成可以按照以往的方式进行。即,一般来说,液晶显示装置可通过适宜地组合液晶单元和粘合型光学部件以及根据需要而加入的照明系统等构成部件并装入驱动电路而形成,本发明中,除了使用本发明的光学薄膜这一点以外,并没有特别限定,可以按照以往的方式进行。对于液晶单元而言,也可以使用例如TN型或STN型、π型等任意类型的液晶单元。
通过本发明可以形成在液晶单元的单侧或双侧配置了粘合型光学薄膜的液晶显示装置、在照明系统中使用了背光灯或反射片的装置等适宜的液晶显示装置。此时,所述光学薄膜可以设置在液晶单元的单侧或双侧上。当将光学薄膜设置在双侧时,它们既可以是相同的材料,也可以是不同的材料。另外,在形成液晶显示装置时,可以在适宜的位置上配置1层或2层以上例如漫射板、防眩光层、防止反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列薄片、光漫射板、背光灯等适宜的部件。
下面对有机电致发光装置(有机EL显示装置)进行说明。本发明的光学薄膜(偏振片等)也可以在有机EL显示装置中适用。一般来说,有机EL显示装置中在透明基板上依次层叠透明电极、有机发光层和金属电极而形成发光体(有机电致发光体)。这里,有机发光层是各种有机薄膜的层叠体,已知有:例如由三苯基胺衍生物等构成的空穴注入层和由蒽等荧光性的有机固体构成的发光层的层叠体、或此种发光层和由紫苏烯衍生物等构成的电子注入层的层叠体、或者这些空穴注入层、发光层及电子注入层的层叠体等各种组合。
有机EL显示装置根据如下的原理进行发光,即,通过在透明电极和金属电极上加上电压,向有机发光层中注入空穴和电子,由这些空穴和电子的复合而产生的能量激发荧光物质,被激发的荧光物质回到基态时,就会放射出光。中间的复合机理与一般的二极管相同,由此也可以推测出,电流和发光强度相对于外加电压显示出伴随整流性的较强的非线性。
在有机EL显示装置中,为了取出有机发光层中产生的光,至少一方的电极必须是透明的,通常将由氧化铟锡(ITO)等透明导电体制成的透明电极作为阳极使用。另一方面,为了容易进行电子的注入而提高发光效率,在阴极中使用功函数较小的物质是十分重要的,通常使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。
在具有此种构成的有机EL显示装置中,有机发光层由厚度为10nm左右的极薄的膜构成。所以,有机发光层也与透明电极一样,使光基本上完全地透过。其结果是,在不发光时从透明基板的表面入射并透过透明电极和有机发光层而在金属电极反射的光会再次向透明基板的表面侧射出,因此,当从外部进行辨识时,有机EL装置的显示面如同镜面。
在包括如下所述的有机电致发光体的有机EL显示装置中,可以在透明电极的表面侧设置偏振片,同时在这些透明电极和偏振片之间设置相位差板。上述有机电致发光体中,在通过施加电压而进行发光的有机发光层的表面侧设有透明电极,同时在有机发光层的背面侧设有金属电极。
由于相位差板及偏振片具有使从外部入射并在金属电极反射的光成为偏振光的作用,因此由该偏振光作用具有使得从外部无法辨识出金属电极的镜面的效果。特别是,采用1/4波阻片构成相位差板,并且将偏振片和相位差板的偏振光方向的夹角调整为π/4时,可以完全遮蔽金属电极的镜面。
即,入射于该有机EL显示装置的外部光因偏振片的存在而只有直线偏振光成分透过。该直线偏振光一般会被相位差板转换成椭圆偏振光,而当相位差板为1/4波阻片并且偏振片和相位差板的偏振光方向的夹角为π/4时,就会成为圆偏振光。
该圆偏振光透过透明基板、透明电极、有机薄膜,在金属电极上反射,之后再次透过有机薄膜、透明电极、透明基板,由相位差板再次转换成直线偏振光。由于该直线偏振光与偏振片的偏振光方向正交,因此无法透过偏振片。其结果是,可以将金属电极的镜面完全地遮蔽。
实施例
下面,根据实施例对本发明进行具体说明,但是本发明并不限于这些实施例。还有,各例中的份和%都是以重量为基准。
实施例1
(光学薄膜的制作)
将厚80μm的聚乙烯醇薄膜在40℃的碘水溶液中拉伸5倍之后,在50℃使其干燥4分钟,从而获得偏振镜。在该偏振镜的两侧使用聚乙烯醇系粘接剂粘接三乙酰纤维素薄膜,从而获得偏振片。
(增粘层的形成)
由含有水分散性聚噻吩系导电性聚合物和水分散型聚酯树脂的溶液A(长濑化学技术公司制,デナトロンP-502RG,固体成分4%)和浓度10%的氨水,调制成固体成分浓度为4%的水分散型材料(增粘剂)。使用拉丝锭(wire bar)在上述偏振片上涂敷该增粘剂,并使干燥后的厚度成为100nm,在100℃下干燥1分钟,形成增粘层。
(粘合剂层的形成)
作为基体聚合物,使用的是含有由丙烯酸丁酯∶丙烯酸∶丙烯酸2-羟乙酯=100∶5∶0.1(重量比)的共聚物组成的、重均分子量为200万的丙烯酸系聚合物的溶液(固体成分24%)。向上述丙烯酸系聚合物的溶液中,相对于100份聚合物固体成分,加入3.2份作为异氰酸酯系多官能性化合物的Coronate L(日本聚氨酯公司制)、以及0.6份添加剂(信越硅酮制,KBM403)、用于调节粘度的溶剂(醋酸乙酯),从而调制粘合剂溶液(固体成分11%)。利用逆转辊涂敷法,在脱模薄膜(三菱化学聚酯公司制,Diafoil MRF38,聚对苯二甲酸乙二醇酯基材)上涂敷该粘合剂溶液,以使干燥后的厚度为25μm,然后用热风循环式烘箱,在130℃下干燥3分钟,从而形成粘合剂层。在所述增粘层的表面上贴合该粘合剂层,制作粘合型偏振片。
实施例2
(水分散型丙烯酸系粘合剂的配制)
在容器中,作为原料,加入丙烯酸丁酯100份、丙烯酸5份、一[聚(环氧丙烷)甲基丙烯酸酯]磷酸酯(环氧丙烷的平均聚合度为5.0)2份以及3一甲基丙烯酰基氧丙基-三乙氧基硅烷(KBM-503)0.01份,进行混合,配制单体混合物。接着,向配制成的单体混合物627份中,加入作为活性乳化剂的アクアロンHS-20(第一工业制药公司制)13份、离子交换水360份,用均化器(homogenizer)(特殊机化工业(株)制),以5分钟、5000rpm搅拌,进行强制乳化,配制单体预乳液。
接着,在设置有冷凝器、氮气导入管、温度计、滴液漏斗以及搅拌叶片的反应容器中,放入上述配制的单体预乳液中的200份及离子交换水330份,接着在对反应容器进行氮置换之后,添加2,2‘-偶氮二[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙酰脒]水合物(和光纯药三制,VA-057)0.2份,在60℃下聚合1小时。接着,用3小时向反应容器中滴加剩下的单体预乳液中的800份,然后聚合3小时。进而,在置换氮气的同时,在60℃下聚合3小时,从而得到固体成分浓度48%的水分散型粘合剂组合物的乳液乳液。
接着,将上述乳液溶液冷却至室温,然后添加浓度10%的氨水30份,进而,添加丙烯酸系增稠剂(ア口ンB-500,东亚合成(株)制)3.0份,配制水分散型粘合剂组合物。
(粘合剂层的形成)
利用逆转辊涂敷法,在脱模薄膜(三菱化学聚酯公司制,DiafoilMRF38,聚对苯二甲酸乙二醇酯基材)上涂敷上述水分散型粘合剂组合物,以使干燥后的厚度为25μm,然后用热风循环式烘箱,在100℃下干燥3分钟,从而形成粘合剂层。在所述实施例1中得到的在偏振片上形成的增粘层的表面上贴合该粘合剂层,制作粘合型偏振片。
实施例3
在实施例1中,将形成增粘层时的温度从100℃下1分钟改为50℃下1分钟,除此以外,与实施例1同样地进行,制作粘合型偏振片。
实施例4
(增粘层的形成)
用甲苯将丙烯酸酯(ポリメントNK380,(株)日本触媒制)配制成固体成分2%的溶剂型材料(增粘剂)。使用拉丝锭(wire bar)在实施例1的偏振片的-面上涂敷该增粘剂,并使干燥后的厚度成为100nm,在40℃下干燥2分钟,形成增粘层。
(粘合剂层的形成)
利用逆转辊涂敷法,在脱模薄膜(三菱化学聚酯公司制,DiafoilMRF38,聚对苯二甲酸乙二醇酯基材)上涂敷在实施例2中配制的水分散型粘合剂溶液,以使干燥后的厚度为25μm,然后用热风循环式烘箱,在130℃下干燥3分钟,从而形成粘合剂层。在上述得到的在偏振片上形成的增粘层的表面上贴合该粘合剂层,制作粘合型偏振片。
比较例1
在实施例1中,在配制水分散型材料(增粘剂)时,变为按照溶液A∶氨水=100∶0.01(重量比)的顺序,除此以外,与实施例1同样地制作粘合型偏振片。
比较例2
在实施例1中,在配制水分散型材料(增粘剂)时,变为按照溶液A∶氨水=100∶1(重量比)的顺序,将形成增粘层时的干燥条件从100℃下1分钟改为23℃下1分钟,除此以外,与实施例1同样地制作粘合型偏振片。
比较例3
在实施例2中,将增粘层的形成变为实施例4中记载的增粘层的形成,在配制水分散型粘合剂组合物时,将浓度10%的氨水的添加量30份变为3份,将形成粘合剂层时的干燥条件从100℃下3分钟改为150℃下3分钟,除此以外,与实施例2同样地制作粘合型偏振片。
比较例4
在实施例2中,将增粘层的形成变为实施例4中记载的增粘层的形成,在配制水分散型粘合剂组合物时,将浓度10%的氨水的添加量30份变为50份,除此以外,与实施例2同样地制作粘合型偏振片。
对在上述实施例及比较例中得到的粘合型偏振片进行下述评价。结果见表1。
(氨量的测定)
将粘合型偏振片切断成9cm×9cm,在纯水中,进行120℃下1小时的煮沸提取。从该提取液中,利用离子色谱图(ion chromatogram)(DIONEX公司制,DX-500)对铵离子进行定量。对5份样品进行测定,从其值算出平均值,将对其进行每1cm2换算成的值作为氨量。
(外观)
对制作出的粘合型偏振片,利用目视,以下述基准评价外观。
○:没有不良情况。×:有不良情况(条纹、不均)
(偏振性能)
将粘合型偏振片切断成15英寸大小,制作样本。将该样本贴合在玻璃板上,测定偏振度。将此时的偏振度作为初期偏振度(A)。另外,在90℃的环境下及60℃、95%RH的环境下,对所述样本,分别在放置1000小时之后,与上述同样地测定偏振度。将此时的偏振度作为处理后偏振度(B)。偏振度用分光硬度系((株)村上色彩研究所制,DOT-3C)测定。从初期偏振度(A)和处理后偏振度(B)算出偏振度变化量(A-B)。
[表1]
Figure A20078000016500301

Claims (5)

1.一种粘合型光学薄膜,其是在光学薄膜的至少一面经由增粘层层叠有粘合剂层的粘合型光学薄膜,其特征在于,
增粘层为5~300nm,粘合剂层为5~50μm,
增粘层及粘合剂层中的至少任意一层由含有氨的水分散型材料形成,而且
由含有氨的水分散型材料形成的所述层中,由该层导致的、测定的每1cm2粘合型光学薄膜中含有的氨量为10ng以上,
每1cm2粘合型光学薄膜中含有的总氨量为2000ng以下。
2.根据权利要求1所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,
粘合剂层是由含有氨的水分散型丙烯酸系粘合剂形成的层。
3.根据权利要求1所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,
增粘层是由含有氨且含有水分散型聚合物的增粘剂形成的层。
4.根据权利要求3所述的粘合型光学薄膜,其特征在于,
增粘剂还含有防静电剂。
5.一种图像显示装置,其是至少使用了一张权利要求1~4中任意一项所述的粘合型光学薄膜的图像显示装置。
CN2007800001657A 2006-03-13 2007-01-23 粘合型光学薄膜及图像显示装置 Active CN101310202B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

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