CN101371173A - 偏振片、图象显示器、及制造偏振片的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种具有高硬度、可以有减小的厚度、并且具有出色的偏光性能的偏振片。该偏振片包括起偏器、粘合剂层、和固化树脂层。该粘合剂层被堆叠在起偏器的至少一个表面上。而固化树脂层被堆叠在位于起偏器对面的粘合剂层的表面上。粘合剂层的厚度为0.1μm－10μm。固化树脂层由含组分(A)和组分(B)的无溶剂的光固化组合物形成，其中组分(A)为多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的至少一种，组分(B)为光固化型预聚物。

Description

偏振片、图象显示器、及制造偏振片的方法
技术领域
本发明涉及偏振片、图象显示器及制造偏振片的方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)是多种可获取的图象显示器之一。LCD是利用液晶分子的电光特性来显示例如文字和图像的装置。通常，LCD配备有液晶元件和布置在液晶元件两侧的偏振片。通常，每个偏振片都具有在起偏器的两侧用粘合剂粘合的保护膜的结构。传统上，广泛使用三乙酰基纤维素(TAC)薄膜作为保护膜。此外，偏振片可以经过硬涂敷(增硬)处理。硬涂敷处理通过使用光固化树脂在TAC薄膜上形成硬涂层来进行。通常，对布置在起偏器两侧上的一个TAC薄膜进行硬涂敷处理(例如参见专利文献1)。
另一方面，随着LCD应用、如其被用于诸如便携式电话和汽车导航设备的移动设备的增加，要求偏振片具有改进的硬度。此外，还要求偏振片具有减小的厚度。为了满足这些要求，已提出了一种其中省去了TAC薄膜、并使用可光聚合的化合物在起偏器的表面上形成保护层的偏振片(专利文献2)。
[专利文献1]JP2005-338550A
[专利文献2]JP2005-10329A
发明内容
对于硬度的改进，传统上没有偏振片能表现出如JISK5400(1990版)所述的在铅笔硬度测试方法中至少6H的硬度。此外，其中省去了TAC薄膜，并使用可光聚合化合物在起偏器的表面上形成保护膜以减少其厚度的偏振片在偏光性能上有问题。
相应地，本发明的目的是提供一种具有高硬度、可以有减小的厚度并且具有出色偏光性能的偏振片。
为了实现以上所述的目的，本发明的偏振片包括起偏器、粘合剂层、和固化树脂层，
其中粘合剂层堆叠在起偏器的至少一个表面上，
固化树脂层堆叠在位于起偏器对面的粘合剂层的表面上，
粘合剂层的厚度为0.1μm-10μm，并且
固化树脂层由含有以下组分(A)和组分(B)的无溶剂光固化组合物形成：
(A)多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的至少一种，以及
(B)光固化型预聚物。
本发明的图像显示器包括安装在图像显示器上的偏振片，其特征在于所述偏振片为本发明的偏振片。
本发明人针对传统偏振片的性能变差进行了一系列研究，在该传的统偏振片中，保护层直接在使用光聚合化合物的起偏器上形成。结果发现所述性能变差的原因是在于传统偏振片中用于形成保护层的溶剂所引起的起偏器腐蚀。基于该发现，进一步发现当固化树脂层被堆叠在起偏器的至少一个表面上，并且使用具有上述组成的无溶剂光固化组合物将厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层插入其间时，所述起偏器的性能不会变差，并且会形成比传统硬涂层的硬度更高的固化树脂层。这样就完成了本发明。在本发明的偏振片中，由于粘合剂层的厚度在上述范围内，所以起偏器和固化树脂层之间具有出色的粘合性，并且具有较高的表面硬度。即，上述范围内的粘合剂层厚度可以防止起偏器和固化树脂层彼此分离，提高固化树脂层的硬度，并且防止在固化树脂层表面产生裂纹。此外，由于可以省去保护层，所以本发明的偏振片可以具有减小的厚度。
附图说明
图1(a)和(b)所示为根据本发明的偏振片的结构实例的剖面图。
图2所示为起偏器生产实例的示意图。
图3所示为根据本发明的偏振片的生产实例的示意图。
具体实施方式
在本发明的偏振片中，优选起偏器的复合材料弹性模数为至少6GPa。
在本发明的偏振片中，优选粘合剂层为聚氨酯树脂组合物的固化层。
在本发明的偏振片中，聚氨酯树脂组合物可以是单组分的湿气固化型聚氨酯树脂组合物。
在本发明的偏振片中，聚氨酯树脂组合物可以是聚氨酯的水分散液。
在本发明的偏振片中，优选固化树脂层的厚度为10μm-30μm。
在本发明的偏振片中，优选多官能丙烯酸类单体或多官能甲基丙烯酸类单体的组分(A)在其分子结构中包括选自丙烯酰基团或甲基丙烯酰基团的至少四个基团。在此情况下，多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的组分(A)优选为以下通式(I)所表示的单体：
在以上所述通式(I)中，R1、R2、R3、R4、R5和R6各选自氢原子、丙烯酰基团、和甲基丙烯酰基团，并且R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少四个选自丙烯酰基团和甲基丙烯酰基团。
在本发明的偏振片中，优选光固化型预聚物的组分(B)为聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的至少一种。
在本发明的偏振片中，优选无溶剂的光固化的组合物包括以下组分(D)：
(D)反应性稀释剂。
在本发明的偏振片中，优选无溶剂的光固化的组合物包括以下组分(C)：
(C)光聚合引发剂。
在本发明的偏振片中，光聚合引发剂的组分(C)优选为苯乙酮引发剂。
在本发明的偏振片中，优选起偏器含有碘和聚乙烯醇树脂。
在本发明的偏振片中，优选固化树脂层起硬涂层和保护层的作用。
本发明的制造偏振片的方法包括以下步骤[1]-[6]：
[1]通过用含组分(A)和组分(B)的无溶剂的光固化组合物涂敷基底材料的至少一个表面来形成涂膜，其中所述组分(A)为多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的至少一种，所述组分(B)为光固化型预聚物，
[2]用紫外线和电子射线的至少一种辐照涂膜，以使涂膜固化形成固化树脂层，并由此得到第一叠层(R1)，
[3]用粘合剂组合物涂敷第一叠层(R1)的固化树脂层表面，形成厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层，并由此得到第二叠层(R2)，
[4]提供起偏器，
[5]将起偏器和第二叠层(R2)堆叠在一起，第二叠层(R2)的粘合剂层位于起偏器一侧之上，由此得到第三叠层(R3)，以及
[6]将基底材料与第三叠层(R3)分离。
接下来，将采用实例来对本发明进行详细描述。
[A.本发明的偏振片]
如上所述，本发明的偏振片包括起偏器、粘合剂层、和固化树脂层。粘合剂层堆叠在起偏器的至少一个表面上。固化树脂层堆叠在位于起偏器对面的粘合剂层的表面上。即，在本发明中，固化树脂层堆叠在起偏器的至少一个表面上，并有粘合剂层插入其间。在本发明中，粘合剂层和固化树脂层可以堆叠在起偏器的一个表面上或起偏器的两个表面上。在本发明中，偏振片的平面形状例如为矩形。它可以是正方形或长方形，但优选长方形。相应地在本发明中，诸如起偏器、粘合剂层、和固化树脂层各部件的平面形状优选为矩形。其可以是正方形或长方形，但优选为长方形，以便与偏振片的平面形状相匹配。如上所述，优选固化树脂层起硬涂层和保护层的作用。在该实施方案，偏振片可以具有减小的厚度。
为了防止固化树脂层破裂，如上所述，固化树脂层的厚度(d1)和起偏器的厚度(d2)之比(d1/d2)优选为0.3-1.2，更优选0.4-1.0，尤其优选0.5-0.8。
从增加本发明偏振片各层之间的粘合性和本发明偏振片的硬度的角度来看，该固化树脂层的厚度(d1)和粘合剂层的厚度(d3)之间的比例(d1/d3)优选为2-40，更优选5-35，更优选地7-20。
在本发明的偏振片中，固化树脂层表面的铅笔硬度优选为至少6H，更优选7H-9H，更优选9H。铅笔硬度为根据JISK5400(1990版)测得的铅笔擦划值。在进行了硬涂敷处理的传统偏振片中，没有任何具有6H或更高的硬度。推测其原因如下：即，据推测传统偏振片的硬涂层不能有6H或更高的高硬度是因为诸如TAC薄膜的保护层布置在起偏器的两个面上，并且固化树脂层形成在保护层的表面上。另一方面，据推测，在本发明的偏振片中，由于固化树脂层使用无溶剂的光固化组合物堆叠在起偏器的表面上，并且具有厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层插入其间，因此可以得到高的表面硬度，尤其是至少6H的铅笔硬度。如上所述，本发明人首先发现当固化树脂层堆叠在起偏器的表面上、且有厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层插入其间时，可以得到至少6H的高硬度。可以说这是本领域技术人员所不能预见的优异效果。上述推测决不具体规定或限定本发明。
图1(a)的剖面图中所示为根据本发明的偏振片实例的结构。在图1(a)中，为了便于理解本发明的偏振片的结构，各部件的尺寸和比例不同于真实情况。上述情况也适用于另一个结构图(图1(b))。如图1(a)所示，在该实例的偏振片10中，第一粘合剂层2堆叠在起偏器1的一个表面(图1(a)中的上表面)上。第一固化树脂层3堆叠在位于起偏器1对面的第一粘合剂层2的表面(图1(a)中的上表面)上。第二粘合剂层4堆叠在起偏器1的另一表面(图1(a)中的下表面)上。第二固化树脂层5堆叠在位于起偏器1对面的第二粘合剂层4的表面(图1(a)中的下表面)上。第一固化树脂层3和第二固化树脂层5可以彼此相同也可以彼此不同。类似地，第一粘合剂层2和第二粘合剂层4也可以彼此相同或者可以彼此不同。在该实例的偏振片10中，第一固化树脂层2和第二固化树脂层4每个都起硬涂层和保护层的作用。结果是，偏振片10具有减小的厚度。在本发明中，固化树脂层和粘合剂层的每个都可以有单层结构或者包括至少两个层的层状结构。
图1(b)的剖面图中所示为根据本发明的偏振片的另一个实例。在图1(b)中，与图1(a)中所示的相同部分用相同的数字标明。在该实例的偏振片10中，粘合剂层2被堆叠在起偏器1的一个表面(图1(b)中的上表面)上。固化树脂层3堆叠在位于起偏器1对面的粘合剂层2的表面(图1(b)中的上表面)上。粘合剂层6堆叠在起偏器1的另一表面(图1(b)中的下表面)上。保护层7堆叠在位于起偏器1对面的粘合剂层6的表面(图1(b)中的下表面)上。在该实例的偏振片10中，固化树脂层2起硬涂层和保护层的作用。结果是，偏振片10具有减小的厚度。硬涂层可以堆叠在位于粘合剂层6对面的保护层7的表面(图1(b)中的下表面)上。在本发明中，粘合剂层和保护层可以有单层结构，或包括至少两个层的层状结构。
本发明的偏振片可以具有用于与另一个器件粘接、在其至少一个表面上的压敏粘合剂层。在本发明的偏振片中，固化树脂层的表面结构可以是不均匀的结构。在固化树脂层的表面具有不均匀结构时，可以提供防眩的功能。此外，在本发明的偏振片中，可以进一步在固化树脂层的表面上形成抗反射层(低折射率层)。
本发明的偏振片的厚度例如为20μm-250μm，优选40μm-200μm，更优选60μm-180μm。
在本发明的偏振片中，其透光度(T)优选为38％-45％，其偏光度(P)优选为至少98％。当透光度(T)和偏光度(P)在以上所述范围时，可以在包括本发明偏振片的液晶显示器中得到在与显示表面垂直方向上具有更高对比度的显示图像。透光度(T)更优选为39％-44％，偏光度(P)更优选为至少99％。
偏光度通过测定平行透光度(H0)和正交透光度(H90)、并使用下式来确定：偏光度(％)＝{(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100。平行透光度(H0)为两个相同的偏振片以其吸收轴彼此并行的方式堆叠在一起所制备的平行式层压偏振片的透光度数值。另一方面，正交透光度(H90)为两个相同的偏振片以其吸收轴彼此正交的方式堆叠在一起所制备的正交式层压偏振片的透光度数值。这些透光度为根据JISZ8701(1982版)在2度视场(光源C)下经可见度校正后的Y值。
在本发明的偏振片中，色调值a(偏振片本身的值a)优选为至少-2.0，色调值b(偏振片本身的值b)优选为4.2或更低。以上所述色调值a和b的理想值为零。当色调值a和b可接近于零时，可以在使用本发明的偏振片的液晶显示器中得到具有更鲜艳色彩的显示图像。
[B.起偏器]
将要用于本发明中的起偏器可以是适当选择的任何一种，只要其能实现本发明目的即可。起偏器的实例包括：使亲水聚合物薄膜吸收碘和诸如二色染料的二色物质、然后单轴拉伸的所得物，以及多烯类取向膜，如脱水的聚乙烯醇薄膜和脱氯化氢的聚氯乙烯薄膜。亲水聚合物薄膜的实例包括聚乙烯醇薄膜、部分缩甲醛的聚乙烯醇薄膜、和部分皂化的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物薄膜。在本发明中，优选聚乙烯醇薄膜吸收碘得到的起偏器。
起偏器的厚度例如是5μm-50μm，优选10μm-40μm，更优选20μm-40μm。
起偏器的复合弹性模量(Er)优选为至少6GPa。当使用复合弹性模量为至少6GPa的起偏器时，可以得到具有更高硬度的偏振片。复合弹性模量(Er)更优选8GPa-15GPa，尤其优选9GPa-14GPa。通过调节例如起偏器的水分含量和交联密度，可以适宜地调节起偏器的复合弹性模量(Er)。
在通过聚乙烯醇薄膜吸收碘得到起偏器的情况下，碘含量为例如2.0-5.0重量％，考虑到其光学性能时优选为2.0-4.0重量％。
优选地，起偏器还含有钾和硼的至少一种。起偏器中的钾含量优选为0.2-1.0重量％，更优选0.3-0.9重量％。起偏器中的硼含量优选为0.5-3.0重量％，更优选1.0-2.8重量％。当起偏器含有钾和硼时，可以得到具有合适的复合弹性模量(Er)和更高的偏光度的起偏器(偏振片)。通过例如将形成起偏器的材料的薄膜浸渍在钾和硼至少一种的溶液中，可以制得含有钾和硼的至少一种的起偏器。该溶液也可以作用为含有碘的溶液。
通过皂化乙烯基酯类单体聚合得到的乙烯基酯类聚合物，就可以得到聚乙烯醇树脂。考虑到起偏器的耐久性，该聚乙烯醇树脂的皂化度优选为95-99.9摩尔％。皂化度例如可以根据JISK 6726(1994版)来测定。
聚乙烯醇树脂的平均聚合度可以根据使用目的适当选择，但优选为1200-3600。平均聚合度例如可以根据JISK 6726(1994版)来测定。
优选聚乙烯醇薄膜含有增塑剂和表面活性剂的至少一种。增塑剂的实例包括诸如乙二醇和甘油的多元醇。另一方面，表面活性剂的实例包括非离子型表面活性剂。使用多元醇和表面活性剂可以使起偏器具有进一步改进的着色亲合力和拉伸性能。
就得到聚乙烯醇薄膜的方法而言，可以使用任何合适的成型方法。可以使用传统上已知的方法用于其成型方法。
也可以用可商购的薄膜作为聚乙烯醇薄膜而无需进一步加工。可商购的聚乙烯醇薄膜的实例包括Kuraray CO.，LTD.制造的“Kuraray VinylonFilm”(商品名)、TOHCELLO CO.，LTD.制造的“TOHCELLO Vinylon Film”(商品名)、和NIPPON SYNTHETIC CHEMICAL INDUSTRYCO.，LTD.制造的“Nichigo Vinylon Film”(商品名)。
参考图2对制备起偏器的方法的实例进行描述。如图2所示，例如，从输送部分300输入主要成分为聚乙烯醇树脂的聚合物薄膜(原料薄膜)301，并将其浸渍在含有纯水的溶胀浴310和含有碘水溶液的染色浴320中，由此对聚合物薄膜进行溶胀处理和着色处理，同时在薄膜的纵向用转速比相互不同的辊子311、312、321、和322将其拉紧。随后，将已进行过溶胀处理和着色处理的薄膜浸渍在含有碘化钾的第一交联浴330和第二交联浴340中，由此使薄膜进行交联处理和最后的拉伸处理，而同时在薄膜的纵向用转速比彼此不同的辊子331、332、341、和342将其拉紧。将已进行过交联处理的薄膜浸渍在带辊子351和352的含纯水的洗涤浴350中，由此进行洗涤处理。将已进行过洗涤处理的薄膜用干燥装置360进行干燥，以将其含水率调节到例如10％-30％。然后用卷绕部分380将其绕起。如上所述，通过在上述的系列步骤中拉伸原料薄膜，以使其长度例如为原始长度的5-7倍，可以得到起偏器370。
为了改善与粘合剂层的粘合性，起偏器可以进行任何表面改性处理。表面改性处理的实例包括电晕处理、等离子处理、辉光放电处理、火焰处理、臭氧处理、紫外线-臭氧处理、和紫外线处理。这些处理方法可以单独使用，也可以组合使用其中的两种或多种。
[C.粘合剂层]
本发明的粘合剂层的厚度为0.1μm-10μm。粘合剂层具有上述范围的厚度时，可以得到起偏器与固化树脂层之间具有出色的粘合性、并且具有更高的表面硬度的偏振片。当厚度在上述的范围时，粘合剂层可以具有如上所述的单层结构或者包括至少两个层的层状结构。该粘合剂层的厚度优选为0.1μm-8μm，更优选0.5μm-6μm，还更优选1μm-5μm。
粘合剂层的复合弹性模量(Er)优选至少0.05GPa，更优选0.05GPa-0.5GPa，还更优选0.1GPa-0.3GPa。
例如，粘合剂层可以通过固化粘合剂组合物得到。优选粘合剂组合物为聚氨酯树脂组合物，粘合剂层为聚氨酯树脂组合物的固化层。聚氨酯树脂组合物可以是通过自身固化的单组分类型的，或者可以是双组分类型的，其用进一步加入聚氨酯树脂组合物中的固化剂进行固化。
聚氨酯树脂组合物可以是湿气固化型聚氨酯树脂组合物。在本发明中，“湿气固化型聚氨酯树脂组合物”是指在其分子末端含有具有异氰酸酯基团(-N＝C＝O)的氨基甲酸酯聚合物作为其主要成分，并且通过与包含在空气和基底材料至少一种之中的水份(湿气)发生反应来固化的树脂组合物。含有其中使用的湿气固化型聚氨酯树脂组合物的粘合剂层表现出与起偏器表面和固化树脂层表面的良好的粘合性。相应地，当湿气固化型聚氨酯树脂组合物用于粘合剂层时，可以更合适地防止起偏器和固化树脂层彼此分离。
优选地，湿气固化型聚氨酯树脂组合物为单组分类型的。湿气固化型聚氨酯树脂组合物含有至少聚氨酯树脂(U1)，并且优选含有聚氨酯树脂(U1)和溶剂。聚氨酯树脂(U1)可以通过使例如在其分子末端具有羟基的多元醇(a)与在其分子末端具有异氰酸酯基的多异氰酸酯(b)反应得到。聚氨酯树脂(U1)的重均分子量(Mw)优选为至少2000，更优选2000-15000。
湿气固化型聚氨酯树脂组合物可以，根据其应用目的含有任何添加剂，如水、溶剂、增粘剂、抗静电剂、流平剂、硅烷偶联剂、和抗氧剂。待混合的添加剂的量优选为基于100重量份湿气固化型聚氨酯树脂组合物总固形物的1-10重量份。湿气固化型聚氨酯树脂组合物的总固形物的浓度，例如，为根据JISK5407测定的加热残留物。湿气固化型聚氨酯树脂组合物的总固形物的浓度优选为10重量％-80重量％。
多元醇(a)的实例包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚醚聚酯多元醇、聚酯酰胺多元醇、丙烯酸多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚羟基烷烃、和聚氨酯多元醇。这些可以单独使用，也可以组合使用其中的两种或多种。
多异氰酸酯(b)的实例包括2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷异氰酸酯，2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，4-亚苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸盐、亚乙基二异氰酸盐、亚丙基二异氰酸盐、四亚甲基二异氰酸盐、六亚甲基二异氰酸盐、异佛尔酮二异氰酸酯、和亚二甲苯二异氰酸酯。这些可以单独使用，也可以组合使用其中的两种或多种。
聚氨酯树脂(U1)优选在其分子结构中包括至少缩二脲(burette)基团，更优选在其分子结构中包括至少六亚甲基二异氰酸酯-缩二脲基团。包括至少六亚甲基二异氰酸酯-缩二脲基团的聚氨酯树脂(U1)可以通过以下方法得到：例如，其中在部分六亚甲基二异氰酸酯用多胺或水改性后，再使其在双缩脲化催化剂存在下进行反应，当达到预定的反应速度后加入催化剂毒物，以停止反应。
聚氨酯树脂组合物可以是含水的聚氨酯树脂组合物。在本发明中，“含水的聚氨酯树脂组合物”是指氨基甲酸酯聚合物细颗粒在水中悬浮并分散的树脂组合物。使用含水的聚氨酯树脂组合物形成的粘合剂层表现出与起偏器表面和固化树脂层表面的良好的粘合性。相应地，含水的聚氨酯树脂组合物用于粘合剂层可以更合适地防止起偏器和固化树脂层的彼此分离。
含水的聚氨酯树脂组合物优选为与固化剂一起使用的双组分类型的。含水的聚氨酯树脂组合物含有至少水和聚氨酯树脂(U2)。聚氨酯树脂(U2)可以通过例如在其分子末端具有羟基的多元醇(a)、在其分子末端具有异氰酸酯基的多异氰酸酯(b)、和在其分子结构中具有活泼氢基团和亲水基团的化合物(c)的反应而得到。聚氨酯树脂(U2)的重均分子量(Mw)优选为至少3000，更优选3000-20000。
含水的聚氨酯树脂组合物可以根据其应用目的含有任何添加剂，如乳化剂、表面活性剂、增粘剂、抗静电剂、流平剂、硅烷偶联剂、和抗氧剂。含水的聚氨酯树脂组合物的总固形物浓度例如是根据JISK5407测定的加热残留物。含水的聚氨酯树脂组合物的总固形物的浓度优选为10重量％-80重量％。
任何合适的化合物都可以选用为化合物(c)，只要在其分子结构中具有活泼氢基团和亲水基团。活泼氢基团为与异氰酸酯基团反应的基团。其实例包括氨基、羟基、和巯基。亲水基团例如是阴离子基团，如羧基、磺酸基、磷酸根基、磺酸根基、环氧基、或聚氧化亚烷基。化合物(c)的实例包括2-氧乙烷磺酸、苯酚磺酸、磺基苯甲酸、5-磺基间苯二甲酸、2，2-二羟甲基乳酸、2，2-二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸、二氨基丁烷磺酸、和2，3-二羟丙基苯基磷酸酯。这些可以单独使用，也可组合使用其中的两种或多种。
当含水的聚氨酯树脂组合物为与固化剂一起使用的双组分类型时，固化剂可以是根据其应用目的所选择的任何合适的固化剂。固化剂的实例包括异氰酸酯固化剂、环氧固化剂、三聚氰胺固化剂、碳二亚胺固化剂、噁唑啉固化剂、和氮杂环丙烷固化剂。要混合的固化剂的量优选为基于100重量份上述聚氨酯树脂(U2)的1-30重量份。
聚氨酯树脂组合物可以是含有分散在水中的聚氨酯树脂组合物的聚氨酯水分散液。聚氨酯水分散液可以是外乳化的分散液，其中聚氨酯树脂组合物使用外乳化剂分散在水中，或者是自乳化的分散液，其中聚氨酯树脂组合物已聚合并且已经制成分散在水中的含水类型的。优选地，聚氨酯水分散液为自乳化型的。使用聚氨酯水分散液形成的粘合剂层表现出与起偏器表面和固化树脂层表面的良好的粘合性。相应地，将聚氨酯水分散液用于粘合剂层可以更合适地防止起偏器和固化树脂层彼此分离。
对合成聚氨酯分散液的方法没有特别限定。其实例包括溶液方法、预聚物-离聚物混合方法、热熔方法、和酮亚胺-甲酮连氮方法。
[D.固化树脂层]
本发明的固化树脂层由含有前述组分(A)和组分(B)的光固化组合物形成。在本发明中，多官能丙烯酸类单体或多官能甲基丙烯酸类单体的上述组分(A)为在其分子结构中具有至少两个丙烯酰基团或甲基丙烯酰基团的丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体。在本发明中，光固化型预聚物上述组分(B)为在其分子结构中具有光反应官能团、以及至少两个重复的结构单元的聚合物。其重复结构单元的数量为例如2-20。
固化树脂层可以含有未反应的组分，该未反应的组分为残留的没有反应的组分(A)和组分(B)，或可以不含有未反应的组分。然而，为了得到更高的表面硬度，优选在固化树脂层中含有较少未反应的组分，理想地是其中不含未反应的组分。
就硬度而言，固化树脂层越厚，硬度越高。然而，固化树脂层过厚时可能会裂开。从高硬度和防裂纹的角度看，优选适宜地设定固化树脂层的厚度。固化树脂层的厚度优选为10μm-40μm，更优选14μm-38μm，还更优选18μm-36μm。
就固化树脂层而言，其复合弹性模量(Er)优选为至少4GPa，其硬度(H)优选为至少400MPa。当复合弹性模量(Er)和硬度(H)在以上所述范围时，固化树脂层可以形成为具有更高的划擦硬度值，如铅笔硬度。复合弹性模量(Er)更优选4GPa-8GPa，还更优选5GPa-7GPa。硬度(H)更优选为400MPa-800MPa，还更优选500MPa-700MPa。
用于本发明的光固化的组合物为不含溶剂的无溶剂类型的。在使用无溶剂型光固化组合物情况下，由于不含溶剂，其所贴附的起偏器不会受损，还可以使用溶剂耐受性更低的材料作为用于起偏器的材料。此外，形成固化树脂层时，不需要干燥溶剂的步骤，不会发生因溶剂而引起的各种问题(例如变白、裂纹、和固化不充分)。此外，由于溶剂不在形成固化树脂层的气氛中蒸发，不会发生溶剂所引起的环境污染或操作人员的健康问题。
多官能丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体的组分(A)用于本发明中，以改善固化树脂层的交联密度。多官能丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体优选为在其分子结构中具有4-6丙烯酰基团或甲基丙烯酰基团，更优选上述通式(I)所表示的丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体。通式(I)的优选实例为以下通式(II)所表示：
Figure A200780002989D00161
多官能丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体的重均分子量(Mw)优选为250-800。当重均分子量(Mw)在上述范围时，可以得到具有高的表面硬度并且可经受较少由于固化引起的收缩的固化树脂层。重均分子量(Mw)优选为320-700，更优选为400-650。
就上述组分(A)而论，除了上述那些，多官能丙烯酸类单体的实例还包括二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、和三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯。此外，就组分(A)而论，除了上述那些，多官能甲基丙烯酸类单体的实例还包括二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、和三(甲基丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯。就这些多官能丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类的单体而言，可以单独使用一种，也可以组合使用两种或多种。
使用的多官能丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体可以是商业化的产品。该商业化产品可以单独使用一种，也可以组合使用其中的两种或多种。商业化产品的多官能丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体的实例包括由TOAGOSEICO.，LTD.制造的“ARONIX”(商品名)系列和“ARONOXETANE”(商品名)系列，以及由NIPPONKAYAKU CO.，LTD.制造的“KAYARAD”(商品名)系列。
在本发明中，光固化型预聚物(也称为“光固化型齐聚物”)的前述组分(B)主要用于改善固化树脂层的物理性能。组分(A)和(B)的组合使用可使固化树脂层具有适当的曲挠性，因此可以得到具有更高的表面硬度且粘合性能出色的固化树脂层，如起偏器。
对光固化型预聚物没有特别限定。其实例包括聚酯丙烯酸酯、聚酯甲基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、环氧甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、和聚氨酯甲基丙烯酸酯。这些预聚物可以单独使用，也可以组合使用其两种或多种。在这些预聚物中，优选为聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯。由于聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯具有大的分子量，其使用可以减少单位体积固化树脂层的交联密度，并可进一步防止固化树脂层因固化的收缩。结果可以进一步减少因固化收缩引起的偏振片裂纹或翘曲。
从改善固化树脂层的表面硬度及防止因固化而引起的收缩的角度看，光固化型预聚物的重均分子量(Mw)优选为250-5000，更优选300-4000，还更优选400-3000。
聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯在其分子结构中具有聚氨酯键(-NHCO-)，及丙烯酰基和甲基丙烯酰基的至少一种。聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯可以例如通过以下方法(a)或(b)合成：
(a)使以下组分共同反应：具有至少两个异氰酸酯基团的多异氰酸酯、具有至少两个羟基的多元醇、和具有至少一个羟基的羟基丙烯酸酯类及具有至少一个羟基的羟基甲基丙烯酸酯的至少一种；或者
(b)使以下组分互相反应：具有至少两个异氰酸酯基团的多异氰酸酯、和具有至少两个羟基的羟基丙烯酸酯类和具有至少两个羟基的羟基甲基丙烯酸酯的至少一种。
多异氰酸酯的实例包括四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、和二甲苯二异氰酸酯。多元醇的实例包括1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、二三羟甲基乙烷、二季戊四醇、和二甘油。羟基丙烯酸酯类的实例包括2-羟乙基丙烯酸酯、4-羟环己基丙烯酸酯、5-羟环辛基丙烯酸酯、和季戊四醇三丙烯酸酯。羟基甲基丙烯酸酯的实例包括2-羟乙基甲基丙烯酸酯、4-羟环己基甲基丙烯酸酯、5-羟环辛基甲基丙烯酸酯、和季戊四醇三甲基丙烯酸酯。
在此使用的聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯可以是商业化产品。该商业化产品可以一种单独使用，也可以组合使用其中的两种或多种。可商购的聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯的实例包括THE NIPPONSYNTHETIC CHEMICAL INDUSTRYCO.，LTD.制造的“SHIKOH”(商品名)系列和DAICEL-CYTEC COMPANY LTD.制造的脂族聚氨酯丙烯酸酯。
从固化树脂层例如表面硬度和粘合性的角度看，组分(A)和组分(B)的质量比(A:B)为例如98:2-50:50，优选98:2-60:40(其中A+B＝100)。
优选光固化型组合物还含有前述组分(D)的反应性稀释剂。使用反应性稀释剂使得光固化型组合物的粘度可以在适合于其应用的范围内进行调节，从而可以得到具有出色的表面均匀性的固化树脂层。
具有少量官能团、具体为1-3个官能团的单体被用于反应性稀释剂。具有少量官能团的单体的实例包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-已二醇二丙烯酸酯、1，6-已二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-羟丙基丙烯酸酯、2-羟丙基甲基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、四氢糠基甲基丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、和甲基丙烯酰基吗啉。这些反应性稀释剂可以单独使用，也可以组合使用其中的两种或多种。
从光固化组合物的粘度和固化树脂层的表面硬度的角度看，组分(A)和(B)之和(A+B)与组分(D)的质量比(A+B:D)为例如95:5-60:40，优选90:10-70:30(其中A+B+D＝100)。
优选地，光固化的组合物还含有前述组分(C)的光聚合引发剂。光聚合引发剂优选在固化树脂层用紫外线固化时使用，而当固化树脂层用电子射线固化时则可以省去。
对光聚合引发剂没有特别限定。其实例包括苯乙酮引发剂、苯偶姻醚引发剂、二苯甲酮引发剂、和噻吨酮引发剂。从例如固化时的颜色保护和固化速率的角度来看，光聚合引发剂优选苯乙酮引发剂。苯乙酮引发剂的实例包括二乙氧基苯乙酮、偶苯酰二甲基缩酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-甲基-2-吗啉代(4-硫甲基苯基)丙烷-1-酮、4-(2-羟乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、和1-苯基-1，2-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟。这些光聚合引发剂可以单独使用一种，也可以组合使用其中的两种或多种。
使用的光聚合引发剂可以是可商购产品。可商购的产品可以单独使用，也可以组合使用其中的两种或多种。可商购光聚合引发剂的实例包括CIBASPECIALTY CHEMICALS制造的“IRGACURE”(商品名)系列。此外，TOKYO CHEMICAL INDUSTRYCO.，LTD.的各种商业化产品也可以用于光聚合引发剂。
当组分(D)没有用于光固化型组合物时，光聚合引发剂的量优选为基于100重量份组分(A)和(B)之和(A+B)的1-10重量份，更优选2-8重量份。另一方面，当使用组分(D)时，光聚合引发剂的量优选为基于100重量份组分(A)、(B)和(D)之和(A+B+D)的1-10重量份，更优选2-8重量份。
光固化型组合物可以含有任何合适的添加剂。添加剂的实例包括流平剂、消光剂、敏化剂、抗静电剂、抗氧剂、热聚合阻聚剂、增粘剂、增塑剂、和非反应性聚合物。优选添加剂的用量为基于100重量份的组分(A)和(B)之和(A+B)的大于零但不大于5重量份。
接下来，用实例来描述制造本发明的偏振片的方法。然而，本发明的偏振片可以通过使用除以下实例中使用方法以外的方法制造。
本实例的制造偏振片的方法包括以下步骤[1]-[6]：
[1]通过用含组分(A)和组分(B)的无溶剂型光固化组合物涂敷基底材料的至少一个表面来形成涂膜，其中组分(A)为多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的至少一种，组分(B)为光固化型预聚物，
[2]用紫外线和电子射线的至少一种辐照涂膜，以使涂膜固化形成固化树脂层，由此得到第一叠层(R1)，
[3]用粘合剂组合物涂敷第一叠层(R1)的固化树脂层表面，形成厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层，由此得到第二叠层(R2)，
[4]提供起偏器，
[5]将起偏器和第二叠层(R2)堆叠在一起，第二叠层(R2)的粘合剂层位于起偏器一侧之上，由此得到第三叠层(R3)，以及
[6]将基底材料与第三叠层(R3)分离。
制造偏振片的方法的实例参考图3进行描述。如图3所示，从第一输送部分401进料基底材料，然后用第一涂布机402对基底材料的表面涂敷无溶剂的光固化组合物，由此形成涂膜(步骤[1])。随后，将其上形成有涂膜的基底材料送往装备有光源404和辐照器405的紫外线辐照装置403，用紫外线辐照涂膜，以在基底材料的表面上形成固化树脂层。这样就产生了第一叠层(R1)(步骤[2])。接下来，用第二涂布机406为第一叠层(R1)的固化树脂层表面涂敷粘合剂组合物。然后，用干燥装置407将其干燥，形成粘合剂层。这样就产生了第二叠层(R2)(步骤[3])。随后，从第二输送部分408输入另外制备的起偏器(步骤[4])。将起偏器和第二叠层(R2)堆叠在一起，第二叠层(R2)的粘合剂层位于起偏器的一侧之上，这样就产生第三叠层(R3)(步骤[5])。然后将基底材料与第三叠层(R3)分离(步骤[6])，并且通过第一收集部分409进行收集。另一方面，将从第三叠层(R3)分离基底材料所得到的偏振片通过第二收集部分410收集。
在本实例中，对制造偏振片的实例进行描述，其中偏振片包括堆叠在起偏器一个表面上的固化树脂层。具有图1(a)中所示结构的该偏振片例如可以通过两次重复本方法进行制造，其中固化树脂层形成在起偏器的两个表面上。即，通过从第二输送部分408输入经由上述方法得到的偏振片，可以得到具有图1(a)所示结构的偏振片，这样第二叠层堆叠在偏振片的起偏器一侧上。此外，例如，具有图1(b)所示结构的偏振片可以通过在上述方法得到的偏振片的表面上、即位于已经层叠了固化树脂层一面的对面上堆叠保护层来制造，其间可以插入任何的粘合剂层。此外，在根据本发明的偏振片的生产中，可以使用电子辐照装置代替紫外线辐照装置。
根据上述方法，涂膜固化在基底材料上。因此，选择即使在涂膜固化且收缩时也不会引起皱褶或起伏的基底材料，可以形成具有出色的表面均匀性的固化树脂层。此外，根据上述方法，固化树脂层从基底材料转移到起偏器。相应地，可以堆叠固化树脂层，使已经固化的与基底材料的表面接触的固化树脂表面(即，没有进行氧抑制)面向偏振片的外侧。结果是，可以得到具有更高表面硬度的偏振片。
涂敷无溶剂的光固化组合物和粘合剂组合物的方法的实例是使用涂布机的涂敷方法。涂布机的实例包括逆辊式涂布机、前辊式涂布机、凹槽式涂布机、刀式涂布机、棒式涂布机、狭缝模头式涂布机、狭缝孔口式涂布机、幕帘式涂布机、喷注式涂布机、气刀涂布机、吻合式涂布机、浸涂机、液滴涂布机、刮刀涂布机、铸涂机、喷涂机、旋涂机、挤出式涂布机、和热熔式涂布机。优选的涂布机为逆辊式涂布机、前辊式涂布机、凹槽式涂布机、棒式涂布机、狭缝模头式涂布机、狭缝孔口式涂布机、幕帘式涂布机、和喷注式涂布机。优选地，涂布机使用具有封闭式敷料器的涂布机头，以防止涂料溶液的浓度变动。优选使用上述涂布机的涂敷方法，因为使用它们可以得到厚度变化较少的固化树脂层。
基底材料的实例包括金属带、玻璃板、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、三乙酰基纤维素薄膜、降冰片烯薄膜、聚酯薄膜、和聚苯乙烯薄膜。对用无溶剂的光固化组合物涂敷的基底材料的表面可以进行例如分离处理。
紫外线辐照装置包括例如光源、辐照源、冷却装置、和电源单元。光源的实例包括高压汞灯、无臭氧汞灯、氙灯、熔化灯(fusion lamp)、和金属卤化物灯。考虑到例如固化时间和紫外线穿透深度，可以适当选择光源的波长。光源的波长例如为100nm-400nm，优选210nm-380nm。辐照光的累积量优选50mJ/cm2-1000mJ/cm2。
优选地，每个辐照源配备有滤光器(例如，热射线截止滤光器)，用于截止红外线和可见光的波长，减少其对起偏器的热损伤。使用冷却装置和电源单元以保持整个光源和辐照源的温度恒定，并使光源稳定发光。冷却装置的实例包括气冷型(消耗空气或吹送/消耗空气)或水冷型类别的。
电子辐照装置的实例包括扫描类型、区域光束类型、和自屏蔽类型的各种电子辐照装置。优选电子辐照装置包括辐照管、辐照头、和电源。电子辐照装置的输出功率为，例如，50kV-1000kV。
[E.保护层]
在本发明中，“保护层”独立于固化树脂层而形成，其形成在其上形成有固化树脂层的起偏器一侧的对面上，其间可如图1(b)所示插入任何粘合剂层，并且是独立的组件。从偏光性能和耐久性的角度来看，用于形成保护层的材料优选为诸如TAC或降冰片烯类树脂的纤维素树脂。由这些树脂形成的可商购薄膜的实例包括FUJI PHOTO FILMCO.，LTD.制造的“FUJITAC”(商品名)、由NIPPON ZEON CO.LTD.制造的“ZEONOR”(商品名)、和由JSRCORPORATION制造的“ARTON”(商品名)。
保护膜的厚度可以适当测定。从例如强度、诸如处理性能的加工性、和减少的厚度的角度来看，厚度为1μm-500μm，优选5μm-200μm，更优选10μm-150μm。就保护层的相位差值而言，薄膜的面内相位差值(Re)优选为0nm-5nm，更优选0nm-3nm，更优选0nm-1nm，而厚度方向的相位差值(Rth)优选0nm-15nm，更优选0nm-12nm，更优选0nm-5nm，最优选0nm-3nm。
用于粘合剂层的粘合剂可以是例如丙烯酸类聚合物或乙烯醇类聚合物所制得的粘合剂。从对起偏器的粘合性角度看，粘合剂优选为由乙烯醇类聚合物制得的一种。该粘合剂可以含有诸如硼酸、硼砂、戊二醛、三聚氰胺、或草酸的乙烯醇类聚合物的水溶性交联剂。
当含有降冰片烯类树脂的聚合物薄膜用作保护膜时，在此使用的粘合剂优选为透明度出色的、具有低折射率的、并且即使当其形成为薄层也可具有足够高的粘合强度。这类粘合剂的实例包括其中聚氨酯树脂溶液和多异氰酸酯树脂溶液一起混合的干式层压粘合剂、苯乙烯-丁二烯橡胶粘合剂、和双组分环氧固化型粘合剂(例如，一种是环氧树脂和聚硫醇所制造的，一种是环氧树脂和聚酰胺的双组分所制造的)。特别优选溶剂粘合剂，如双组分的环氧可固化粘合剂。在一些粘合剂中，粘合强度可通过合适的用于粘接的底物来加以改进。在使用这类粘合剂的情况下，优选使用粘接底物。
[F.在液晶元件上对叠偏振片]
如上所述，当本发明的偏振片堆叠在液晶元件上时，优选在偏振片表面上配备例如压敏粘合剂层。这可使本发明的偏振片易于堆叠在液晶元件上。
对压敏粘合剂没有特别限定，但可以从含有以下组分作为基础聚合物的粘合剂中适当选择：丙烯酸类聚合物、有机硅类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醚、乙酸乙烯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧类聚合物、氟化聚合物、或橡胶聚合物，如天然橡胶和人造橡胶。尤其是，优选丙烯酸类压敏粘合剂，因为它具有出色的光学透明度，表现出适当的润湿性、内聚性和粘合性，并且在耐候性和耐热性上出色。
[G.应用]
本发明的偏振片可以适用于各种图象显示器，如液晶显示器(LCD)和电致发光显示器(ELD)。本发明的液晶显示器与传统的液晶显示器具有相同的构造，除了使用本发明的偏振片。本发明的液晶显示器可以通过例如组装各组件如液晶元件、如本发明偏振片的光学元件、根据需要的照明系统(例如，背光)，以及组合驱动电路来制造。
在本发明中，对液晶显示器的构造没有特别限定。液晶显示器的实例包括其中如本发明的偏振片的光学器件布置在液晶元件的一个或两个面上的，以及其中在照明系统中使用背光或反射板的。当如本发明的偏振片的光学元件放置在液晶元件的两个面上时，它们可以彼此相同也可以彼此不同。此外，如扩散板、防眩层、抗反射层、保护板、棱镜阵列、和透镜阵列板的光学组件和光学元件也可以布置在本发明的液晶显示器中。
本发明的图像显示器可用于合适的任何应用。其应用实例包括：诸如台式个人计算机、笔记本个人计算机、和复印机的商用机器；诸如移动电话、钟表、数码照相机、个人数字助理(PDA)、和便携式游戏机的便携装置；诸如摄像机、电视机、和微波炉的家用电气设备；诸如后视监视器、汽车导航系统监视器、和汽车音响系统的车载设备；诸如商业存储信息监视器的显示设备；诸如监测监视器的保安设备；以及诸如看护监视器和医疗监视器的看护和医疗设备。
实施例
接下来，与比较例一起对本发明的实施例进行描述。本发明不受实施例和比较例的规定或限定。实施例和比较例中所使用的各分析方法如下：
(1)厚度测量方法：
当厚度小于10μm时，使用FE-SEM[Hitachi，Ltd.制造的“S-4000”(产品名称)(加速电压：3kV)]测量部件的厚度。当厚度为10μm或更厚时，使用Anritsu Corporation制造的数字千分尺“KC-351C”进行测量。用于测定其部分厚度的样品通过超薄切片机切下一小片偏振片制得。
(2)起偏器的各元素(I、K和B)含量的测定方法：
在以下条件下用X射线荧光分析方法测量直径为10mm的圆形样品的X射线强度，使用用标样事先制备的标准曲线，以此测定各元素的含量。
分析仪RIGAKU INDUSTRIAL CORP.制造的X射线荧光分析仪(XRF)“ZSX100e”。
对阴极：铑
分析晶体：氟化锂
激发光能量：40kV-90mA
量化方法：FP方法
(3)测定偏振片的透光度和偏光度的方法：
通过分光光度计[MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY制造的“DOT-3”(产品名称)]用上述方法测量偏振片的透光度和偏光度。
(4)测定硬度(H)和复合弹性模量(Er)的方法(纳米压痕技术)：
将一小切片偏振片植入树脂，然后用低温超薄切片机将其冷冻。然后，将其进行超精度切割，从而制得试样。使用Hysitron制造的“TriboIndenter”(产品名称)，对试样部分进行单个压痕测量[压痕器：Berkovich(三角锥形状)，压痕深度：230nm-280nm]。每个试样测量三次，然后取其平均值。
(5)测定铅笔硬度的方法：
使用硬度彼此不同的铅笔，根据JISK 5400(1990版)的试验方式测定偏振片的固化树脂层表面的铅笔擦划值。
<实施例1>
使用棒式涂布机(#16)用具有如下组成的无溶剂的光固化组合物涂敷聚对苯二甲酸乙二酯薄膜[厚度为75μm，Toray Industries，Inc.制造的“LumirrorS27-E”(商品名)]的一个表面。由此形成涂膜。然后，使用高压汞灯用波长为365nm的紫外线辐照涂膜，使积累光强为300mJ/cm2，从而形成22μm厚的固化树脂层。这样制得第一叠层(R1)。
<无溶剂的光固化组合物>
组分(A)：74重量份的前述通式(II)所表示的丙烯酸类单体[由NIPONKAYAKU CO.，LTD.制造的“KAYARADDPHA”(商品名)，Mw＝578]
组分(B)：5重量份的聚氨酯丙烯酸酯[由THENIPPON SYNTHETICCHEMICAL INDUSTRY CO.，LTD.制造的“SHIKOHUV-7600B”(商品名)]
组分(C)：5重量份的1-羟基环已基苯基酮[由CIBA SPECIALTYCHEMICALS制造的“IRGACURE 184”(商品名)]
组分(D)：21重量份的四氢糠基丙烯酸酯(由WAKO PURE CHEMICALINDUSTRIES，LTD.制造)
接下来，使用棒式涂布机(#3)用具有如下组成的粘合剂组合物涂敷第一叠层(R1)的固化树脂层的表面。在空气循环烘箱中在100℃下干燥三分钟，从而形成0.7μm厚的粘合剂层。这样就得到了第二叠层(R2)。
<粘合剂组合物>
用乙酸乙酯稀释单组分的可湿气固化聚氨酯树脂组合物(含分子结构中具有缩二脲基团的氨基甲酸酯树脂，Mitsui Chemicals Polyurethanes，Inc.制造的“MT-OLESTER NM89-50G”)至两倍其量，得到稀释溶液。
接下来，在以下条件(1)-(5)下将主要成份为聚乙烯醇树脂的聚合物薄膜[厚度为75μm，KURARAY.，LTD.制造的“VF-PS#7500”(商品名)]浸渍在五个浴中，同时在其纵向拉紧。拉伸薄膜，使其最终的拉伸倍率为原薄膜长度的6.2倍。将该拉伸薄膜在空气循环烘箱中在40℃的温度下干燥一分钟。由此制备得到厚度为30μm的起偏器(复合弹性模量为10.9GPa)。在该起偏器中，各元素的含量如下：碘含量＝3.0重量％，钾含量＝0.6重量％，硼含量＝2.0重量％。
<条件>
(1)溶胀浴：30℃纯水
(2)染色浴：基于100重量份水含0.03重量份的碘和0.2重量份的碘化钾的30℃水溶液
(3)第一交联浴：含3重量％的碘化钾和3重量％的硼酸的40℃水溶液
(4)第二交联浴：含5重量％的碘化钾和4重量％的硼酸的60℃水溶液
(5)洗涤浴：含3重量％的碘化钾的25℃水溶液
随后，将第二叠层(R2)和起偏器堆叠在一起，以使粘合剂层位于起偏器一侧之上。将80μm厚的三乙酰基纤维素薄膜[Fuji Photo film Co.，Ltd.制造的“ZRF80S”(商品名)]堆叠在位于配备有第二叠层(R2)一侧的对面的起偏器上，其间插入主要成份为聚乙烯醇树脂(“GOSEFIMERZ200”(商品名)，Nippon Synthetic Chemical Industry Co.，Ltd.制造]的0.1μm厚的水溶性粘合剂。这样就制得了第三叠层(R3)。
随后，将用作基底材料的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜与第三叠层(R3)分离。这样就制得本实施例的偏振片。该偏振片具有41.1％的自身透光度和99.9％的偏光度。该偏振片的固化树脂层的硬度(H)为541MPa。以下表1中所示为该偏振片的性能。
[表1]
Figure A200780002989D00271
(*)表示在固化树脂层的表面存在可目测到的裂纹
<实施例2>
本实施例的偏振片通过与实施例1中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#10)涂敷粘合剂组合物，因而形成2μm厚的粘合剂层。偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例3>
本实施例的偏振片通过与实施例1中相同的方法制得，除了使用具有以下组成的无溶剂光固化组合物和粘合剂组合物，固化树脂层的厚度为20μm，粘合剂层的厚度为2μm。该偏振片的性能见上表1中所示。
<无溶剂的光固化组合物>
组分(A)：12重量份的上述结构式(II)所表示的丙烯酸类单体[由DAICEL-CYTEC Company，Ltd.制造的“DPHA”(商品名)]
组分(B)：16重量份的脂族聚氨酯丙烯酸酯[由DAICEL-CYTECCompany，Ltd.制造的“PETIA”(商品名)]
组分(C)：24重量份的聚氨酯丙烯酸酯[由NIPPON SYNTHETICCHEMICAL INDUSTRY CO.，LTD.制造的“Shiko UV-7640B”(商品名)]
组分(D)：14重量份的甲基丙烯酸酯聚合物[由“TOAGOSEICO.，LTD.制造的“ARONIXM 9050”(商品名)，Mw＝3000]
<粘合剂组合物>
聚氨酯水分散液[由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.制造的“Superflex460”(商品名)]
<实施例4>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#6)涂敷粘合剂组合物，因而形成4μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例5>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#10)涂敷粘合剂组合物，因而形成8μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例6>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#30)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成27μm厚的固化树脂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例7>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#30)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成27μm厚的固化树脂层，以及使用棒式涂布机(#6)涂敷粘合剂组合物，形成4μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例8>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#30)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成27μm厚的固化树脂层，以及使用棒式涂布机(#10)涂敷粘合剂组合物，形成8μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例9>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#40)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成35μm厚的固化树脂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例10>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#40)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成35μm厚的固化树脂层，以及使用棒式涂布机(#6)涂敷粘合剂组合物，形成4μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<实施例11>
本实施例的偏振片通过与实施例3中相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#40)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成35μm厚的固化树脂层，以及使用棒式涂布机(#10)涂敷粘合剂组合物，形成8μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<比较例1>
本比较例的偏振片通过与实施例1相同的方法制得，除了使用单组分的可湿气固化聚氨酯树脂组合物作为未稀释的粘合剂组合物，以及使用棒式涂布机(#18)对此进行涂敷，形成14μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<比较例2>
本比较例的偏振片通过与实施例1相同的方法制得，除了使用单组分的可湿气固化聚氨酯树脂组合物作为未稀释的粘合剂组合物，以及使用棒式涂布机(#20)对此进行涂敷，形成17μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<比较例3>
本比较例的偏振片通过与实施例1相同的方法制得，除了不是使用单组分的可湿气固化聚氨酯树脂组合物，而是使用丙烯酸压敏粘合剂组合物作为粘合剂组合物。该偏振片的性能见上表1中所示。
<比较例4>
本比较例的偏振片通过与实施例3相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#20)涂敷粘合剂组合物，因而形成15μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<比较例5>
本比较例的偏振片通过与实施例3相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#30)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成27μm厚的固化树脂层，以及使用棒式涂布机(#20)涂敷粘合剂组合物，形成15μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<比较例6>
本比较例的偏振片通过与实施例3相同的方法制得，除了使用棒式涂布机(#40)涂敷无溶剂的光固化组合物，形成35μm厚的固化树脂层，以及使用棒式涂布机(#20)涂敷粘合剂组合物，形成15μm厚的粘合剂层。该偏振片的性能见上表1中所示。
<评价>
实施例1-11中描述的偏振片每个都配置有由堆叠在起偏器上的无溶剂的光固化组合物形成的固化树脂层，其间插入有厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层。这些偏振片具有比传统偏振片高得多的表面硬度(铅笔硬度：9H)。另一方面，比较例1-6中描述的偏振片每个都配置有堆叠在起偏器之上的固化树脂层，其间插入有厚度超过10μm的粘合剂层。这些偏振片具有比实施例的偏振片明显更低的表面硬度(铅笔硬度：H-7H)。此外，在实施例3-11描述的偏振片中，没有在固化树脂层的表面观察到裂纹。另一方面，在比较例4-6描述的偏振片中，在固化树脂层的表面产生了裂纹。
工业应用
如上所述，本发明的偏振片具有优异的偏光性能，具有比传统偏振片明显更高的表面硬度，并且可以有减小的厚度。相应地，使用本发明的偏振片可高效地防止液晶显示器装配或使用过程中的擦伤，同时能使诸如液晶显示器的图像显示器具有减小的厚度。

Claims (16)

1.一种偏振片，其包括起偏器、粘合剂层、和固化树脂层，
其中所述粘合剂层堆叠在所述起偏器的至少一个表面上，
所述固化树脂层堆叠在位于所述起偏器对面的粘合剂层的表面上，
所述粘合剂层的厚度为0.1μm-10μm，并且
所述固化树脂层由含组分(A)和组分(B)的无溶剂的光固化组合物形成，其中所述组分(A)为多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的至少一种，所述组分(B)为光固化型预聚物。
2.权利要求1的偏振片，其中所述起偏器的复合弹性模量为至少6GPa。
3.权利要求1的偏振片，其中所述粘合剂层为聚氨酯树脂组合物的固化层。
4.权利要求3的偏振片，其中所述聚氨酯树脂组合物为单组分的湿气固化型聚氨酯树脂组合物。
5.权利要求3的偏振片，其中所述聚氨酯树脂组合物为聚氨酯水分散液。
6.权利要求1的偏振片，其中所述固化树脂层的厚度为10μm-30μm。
7.权利要求1的偏振片，其中所述多官能丙烯酸类单体或多官能甲基丙烯酸类单体的组分(A)在其分子结构中包括选自丙烯酰基和甲基丙烯酰基的至少四个基团。
8.权利要求7的偏振片，其中所述多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的组分(A)为以下通式(I)所表示的单体：
Figure A200780002989C00031
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6各自选自氢原子、丙烯酰基、和甲基丙烯酰基，并且R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少四个选自丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
9.权利要求1的偏振片，其中所述光固化型预聚物的组分(B)为聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯的至少一种。
10.权利要求1的偏振片，其中所述无溶剂的光固化组合物包括以下组分(D)：
(D)反应性稀释剂。
11.权利要求1的偏振片，其中所述无溶剂的光固化组合物包括以下组分(C)：
(C)光聚合引发剂。
12.权利要求11的偏振片，其中所述光聚合引发剂组分(C)为苯乙酮引发剂。
13.权利要求1的偏振片，其中所述起偏器含有碘和聚乙烯醇树脂。
14.权利要求1的偏振片，其中所述固化树脂层起硬涂层和保护层的作用。
15.一种图像显示器，其包括安装于其上的偏振片，所述偏振片为权利要求1的偏振片。
16.一种制造权利要求1的偏振片的方法，其中所述方法包括以下步骤[1]-[6]：
[1]通过用含组分(A)和组分(B)的无溶剂的光固化组合物涂敷基底材料的至少一个表面来形成涂膜，其中所述组分(A)为多官能丙烯酸类单体和多官能甲基丙烯酸类单体的至少一种，所述组分(B)为光固化型预聚物，
[2]用紫外线和电子射线的至少一种辐照所述涂膜，以使所述涂膜固化形成固化树脂层，并由此得到第一叠层(R1)，
[3]用粘合剂组合物涂敷所述第一叠层(R1)的固化树脂层的表面，形成厚度为0.1μm-10μm的粘合剂层，并由此得到第二叠层(R2)，
[4]提供起偏器，
[5]将所述起偏器和第二叠层(R2)堆叠在一起，其中所述第二叠层(R2)的粘合剂层位于起偏器一侧之上，由此得到第三叠层(R3)，以及
[6]将基底材料与第三叠层(R3)分离。
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