CN101443683A - 偏振板及其制造方法、层叠光学部件及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种偏振板,其在由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂构成的偏振片的两面层叠保护薄膜、且保护薄膜的至少一方为丙烯系树脂。在偏振片的至少一面层叠丙烯系树脂构成的保护薄膜时,以下偏振板的制造方法是有利的,即:在该保护薄膜的贴合于偏振片的一侧的表面实施电晕放电处理,接着,经由粘接剂在该处理面贴合所述偏振片。
Description
技术领域
本发明涉及一种在偏振片的两面层叠有保护薄膜的偏振板及其制造方法。本发明还涉及在该偏振板上层叠其他光学层的层叠光学部件,进而使用该偏振板或层叠光学部件的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置有效地利用消耗电力低、以低电压动作、轻型且薄型等特征,被用于各种显示用器件。液晶显示装置由液晶单元、偏振板、相位差薄膜、聚光片、扩散薄膜、导光板、光反射片等众多材料形成。因此,正在积极地通过减少构成薄膜的张数或者减薄薄膜或片材的厚度,来进行提高生产率或轻型化、光亮度等的改良。
接着,根据用途不同,必需能够耐得住严酷耐久条件的制品。例如,导航仪系统用的液晶显示装置有时其放置的车内温度或湿度变高,与通常的电视或个人电脑用监视器相比,温度及湿度条件严酷。这样的用途要求偏振板也显示出高耐久性。
偏振板通常为在吸附取向有二色性色素的由聚乙烯醇系树脂形成的偏振片的两面或一面层叠透明的保护薄膜而成的结构。偏振片是利用如下所述的方法制造的,即:在向聚乙烯醇系树脂薄膜进行纵单向拉伸和利用二色性色素的染色之后,进行硼酸处理,使其发生交联反应,接着进行水洗、干燥。作为二色性色素,可以使用碘或二色性有机染料。在这样得到的偏振片的两面或一面层叠保护薄膜,成为偏振板,安装到液晶显示装置中,进而使用。保护薄膜大多使用三乙酰纤维素为代表的乙酸纤维素系树脂薄膜,其厚度通常为30~120μm左右。另外,保护薄膜的层叠大多使用由聚乙烯醇系树脂的水溶液形成的粘接剂。
在吸附取向有二色性色素的偏振片的两面或一面经由由聚乙烯醇系树脂的水溶液形成的粘接剂层叠三乙酰纤维素构成的保护薄膜而成的偏振板,在湿热条件下长时间使用时,偏振性能低下或者保护薄膜与偏振片容易剥离。
因此,尝试了用乙酸纤维素系以外的树脂形成至少一方的保护薄膜。例如,在特开平8—43812号公报中记载了在偏振片的两面层叠保护薄膜而成的偏振板中,用具有相位差薄膜的功能的热塑性降冰片烯系树脂形成该保护薄膜的至少一方。另外,在特开2002—174729号公报中记载了在吸附取向碘或二色性有机染料的聚乙烯醇系树脂薄膜形成的偏振片的一面层叠由非晶性聚烯烃系树脂形成的保护薄膜、在另一面层叠乙酸纤维素系树脂等与非晶性聚烯烃系树脂不同的树脂形成的保护薄膜的偏振板。进而,在特开2004—334168号公报中记载了在聚乙烯醇系偏振片上经由内含聚氨酯系粘接剂和聚乙烯醇系树脂的粘接剂层叠环烯烃系树脂形成的保护薄膜。
但是,降冰片烯系树脂等非晶性聚烯烃系树脂(环烯烃系树脂)是最近被实用化的树脂,通常价格较高。另外,非晶性聚烯烃系树脂容易被丙酮、甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂侵蚀。
这些有机溶剂被用于粘合剂的配制,有时在其中残存。
本发明人等查明:在吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系偏振片的两面层叠有乙酸纤维素形成的保护薄膜的偏振板中,在湿热条件下偏振片与保护薄膜的剥离起因于乙酸纤维素系树脂薄膜在湿热条件下的尺寸变化或透湿率。接着,还发现:过去在产业领域通用的丙烯系树脂的薄膜在该环境下的尺寸变化小,透湿度也小,对有机溶剂的耐性也出色,而且容易低价获得,所以可以有效地用作偏振板的保护薄膜。
另外,丙烯系树脂在结构中没有极性基,所以与聚乙烯醇系树脂形成的偏振片的粘接性不充分,而如果在其表面实施电晕放电处理,则可以通过使用适当的粘接剂,与偏振片牢固地粘接。进而,同时还发现:将丙烯系树脂作为至少一方的保护薄膜的偏振板与现有的在偏振片的两面层叠有乙酸纤维素系树脂薄膜的偏振板相比,变得在湿热条件下难以剥离。本发明正是基于该见解而提出的。
发明内容
因此,本发明的目的之一在于低价地提供一种偏振板,其是在吸附取向有二色性色素的偏振片的两面层叠保护薄膜的偏振板,其中,通过用尺寸变化小、透湿率小且具有对丙酮、甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂的耐性而且可以低价获得的树脂薄膜形成保护薄膜的至少一方,尤其它在湿热条件下的尺寸稳定性出色、偏振片与保护薄膜的粘接力很难降低,耐溶剂性也出色。本发明的另一个目的在于提供该偏振板的有利的制造方法。另外,本发明的另一个目的之一在于提供一种在显示其他光学功能的光学层上层叠该偏振板,而用于贴合于液晶单元上的层叠光学部件。进而,本发明的另一个目的在于将该偏振板或层叠光学部件应用于液晶显示装置。
即,根据本发明,可以提供一种在由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂构成的偏振片的两面层叠有保护薄膜,且保护薄膜的至少一方由丙烯系树脂形成的偏振板。
在该偏振板中,配置于偏振片两面的保护薄膜可以分别由丙烯系树脂薄膜形成,但也可以在偏振片的一个面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜,在另一个面层叠由丙烯系以外的树脂形成的保护薄膜。在为后者的情况下,丙烯系以外的树脂由三乙酰纤维素等乙酸纤维素系树脂形成是有利的。这些偏振板可以在一个保护薄膜的外侧形成粘合剂层从而形成带粘合剂的偏振板。
另外,根据本发明,还可以提供一种偏振板的制造方法,其中,在由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂形成的偏振片的至少一面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜时,对由该丙烯系树脂形成的保护薄膜的贴合于偏振片一侧的表面实施电晕放电处理,接着在该处理面经由粘接剂贴合所述偏振片。
进而,根据本发明,还可以提供一种层叠光学部件,其中,由所述的偏振板与显示其他光学功能的光学层的层叠体构成。
进而,另外,根据本发明,还可以提供一种液晶显示装置,其中,所述的偏振板或者层叠光学部件经由粘合剂贴合于液晶单元。
附图说明
图1是模式地表示温水浸渍试验中的脱色的表现状态的俯视图。
图中,1—残留偏振板特有的颜色的部分,2—脱色的部分,5—把持部,X—脱色量。
具体实施方式
以下详细说明本发明。本发明的偏振板通过在偏振片的两面层叠保护薄膜而成,该保护薄膜的至少一方由丙烯系树脂形成。
[偏振片]
偏振片是在聚乙烯醇系树脂薄膜上吸附取向有二色性色素来获得规定的偏光特性的部件。作为二色性色素,使用碘或二色性有机染料。在此,作为偏振片,具体而言,可以举出在聚乙烯醇系树脂薄膜上吸附取向碘的碘系偏振光薄膜、在聚乙烯醇系树脂薄膜上吸附取向二色性有机染料的染料系偏振光薄膜等。
聚乙烯醇系树脂可以通过皂化聚乙酸乙烯酯系树脂而得到。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的自聚体的聚乙酸乙烯酯以外,还可以使用乙酸乙烯酯及可以向其共聚合的其他单体的共聚物等。作为可以与乙酸乙烯酯共聚合的其他单体,例如可以举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯醚类、不饱和磺酸类等。聚乙烯醇系树脂也可以被改性,例如还可以使用被醛类改性了的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯乙缩醛、聚乙烯醇缩丁醛等。
通常偏振板经历如下所述的工序制造,即:调整聚乙烯醇系树脂薄膜的水分的调湿工序,单向拉伸聚乙烯醇系树脂薄膜的工序,用二色性色素将聚乙烯醇系树脂薄膜染色使该二色性色素吸附的工序,用硼酸水溶液处理吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂薄膜的工序,洗脱硼酸水溶液的洗涤工序,以及向实施了这些工序并吸附取向有二色性色素的单向拉伸聚乙烯醇系树脂薄膜贴合保护薄膜的工序。
单向拉伸可以在染色之前进行,也可以在染色中进行,也可以在染色后的硼酸处理中进行。另外,还可以在这多个阶段中进行单向拉伸。单向拉伸可以在圆周速度不同的辊间向单向拉伸,也可以使用热辊向单向拉伸。另外,也可以为在大气中进行拉伸的干式拉伸,也可以为在利用溶剂使其溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常为4~8倍左右。聚乙烯醇系偏振片的厚度例如约为5~50μm左右。
[丙烯系树脂]
在本发明中,在上述聚乙烯醇系偏振片的两面层叠保护薄膜,用丙烯系树脂形成该保护薄膜的至少一方,形成偏振板。丙烯系树脂主要是指由丙烯的单元构成的树脂,通常为结晶性的树脂,除了丙烯的自聚体以外,也可以为与可以与丙烯共聚合的共聚用单体的共聚物。
可与丙烯共聚合的共聚用单体例如可以为乙烯或碳原子数4~20的α—烯烃。作为这种情况下的α—烯烃,具体而言,可以举出如下所述的α—烯烃。
1—丁烯、2—甲基—1—丙烯(以上为C4);
1—戊烯、2—甲基—1—丁烯、3—甲基—1—丁烯(以上为C5);
1—己烯、2—乙基—1—丁烯、2,3—二甲基—1—丁烯、2—甲基—1—戊烯、3—甲基—1—戊烯、4—甲基—1—戊烯、3,3—二甲基—1—丁烯(以上为C6);
1—庚烯、2—甲基—1—己烯、2,3—二甲基—1—戊烯、2—乙基—1—戊烯、2—甲基—3—乙基—1—丁烯(以上为C7);
1—辛烯、5—甲基—1—庚烯、2—乙基—1—己烯、3,3—二甲基—1—己烯、2—甲基—3—乙基—1—戊烯、2,3,4—三甲基—1—戊烯、2—丙基—1—戊烯、2,3—二乙基—1—丁烯(以上为C8);
1—壬烯(C9);1—癸烯(C10);1—十一烯(C11);1—十二烯(C12);1—十三烯(C13);1—十四烯(C14);1—十五烯(C15);1—十六烯(C16);1—十七烯(C17);1—十八烯(C18);1—十九烯(C19)等。
在α—烯烃中优选的是碳原子数为4~12的α—烯烃,具体而言,可以举出1—丁烯、2—甲基—1—丙烯;1—戊烯、2—甲基—1—丁烯、3—甲基—1—丁烯;1—己烯、2—乙基—1—丁烯、2,3—二甲基—1—丁烯、2—甲基—1—戊烯、3—甲基—1—戊烯、4—甲基—1—戊烯、3,3—二甲基—1—丁烯;1—庚烯、2—甲基—1—己烯、2,3—二甲基—1—戊烯、2—乙基—1—戊烯、3—甲基—3—乙基—1—丁烯;1—辛烯、5—甲基—1—庚烯、2—乙基—1—己烯、3,3—二甲基—1—己烯、2—甲基—3—乙基—1—戊烯、2,3,4—三甲基—1—戊烯、2—丙基—1—戊烯、2,3—二乙基—1—丁烯;1—壬烯;1—癸烯;1—十一烯;1—十二烯等。从共聚合性的观点出发,优选1—丁烯、1—戊烯、1—己烯及1—辛烯,尤其更优选1—丁烯及1—己烯。
共聚物可以为无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。
作为优选的共聚物,可以举出丙烯/乙烯共聚物或丙烯/1—丁烯共聚物。在丙烯/乙烯共聚物或丙烯/1—丁烯共聚物中,乙烯单元的含量或1—丁烯单元的含量例如可以利用在“高分子分析手册”(1995年,纪伊国屋书店发行)的第616页中记载的方法进行红外线(IR)光谱测定、求得。
从提高作为偏振板的保护薄膜的透明度或可加工性的观点出发,优选以丙烯作为主体的、与任意的不饱和烃的无规共聚物。其中,优选与乙烯的共聚物。在成为共聚物的情况下,丙烯以外的不饱和烃类的共聚合比例为1~10重量%左右是有利的,更优选的共聚合比例为3~7重量%。通过使丙烯以外的不饱和烃类的单元在1重量%以上,可以有效地提高可加工性或透明性。不过,如果该比例超过10重量%,则树脂的熔点下降,耐热性变差,故不优选。此外,在成为2种以上的共聚用单体与丙烯的共聚物的情况下,来源于该共聚物中含有的全部共聚合单体的单元的总含量优选在所述范围内。
丙烯系树脂可以通过以下的方法来制造,即,使用公知的聚合用催化剂来均聚丙烯的方法或者共聚合丙烯与其他共聚合性共聚合单体的方法。作为公知的聚合用催化剂,例如可以举出如下所述的催化剂。
(1)将镁、钛及卤素作为必须成分的固体催化剂成分构成的Ti—Mg催化剂、
(2)在将镁、钛及卤素作为必须成分的固体催化剂成分中组合有机铝化合物和根据需要组合的电子供给性化合物等第三成分的催化剂系、
(3)茂金属衍生物(metallocene)系催化剂等。
在这些催化剂系中,在本发明中用作偏振板的保护薄膜的丙烯系树脂的制造中,最普遍使用的是在以镁、钛及卤素为必须成分的固体催化剂成分中组合有机铝化合物和电子供给性化合物的催化剂系。更具体而言,作为有机铝化合物,可以优选举出三乙基铝、三异丁基铝、三乙基铝与二乙基氯化铝的混合物、tetraethyldialmoxane(日文原文:テトラエチルジアルモキサン)等,作为电子供给性化合物,可以优选举出环己基乙基二甲氧基硅烷、叔丁基丙基二甲氧基硅烷、叔丁基乙基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷等。
另一方面,作为将镁、钛及卤素作为必须成分的固体催化剂成分,例如可以举出在特开昭61—218606号公报、特开昭61—287904号公报、特开平7—216017号公报等中记载的催化剂系,另外,作为茂金属衍生物系催化剂,例如可以举出在专利第2587251号公报、专利第2627669号公报、专利第2668732号公报等中记载的催化剂系。
丙烯系树脂例如可以利用使用以己烷、庚烷、辛烷、癸烷、环己烷、甲基环己烷、苯、甲苯、二甲苯之类的烃化合物为代表的惰性溶剂的溶液聚合法,将液状的单体用作溶剂的本体聚合法,直接使气体的单体聚合的气相聚合法等来制造。利用这些方法的聚合可以用批量进行,也可以连续式进行。
丙烯系树脂的立规性可以为等规(isotactic)、间规(syndiotactic)、无规(atactic)中的任意一种。在本发明中,从耐热性的点出发,优选使用间规或等规的聚丙烯系树脂。
在本发明中使用的丙烯系树脂按照JIS K 7210用温度230℃、负载21.18N测定的熔融指数(Melt Flow Rate(MFR))优选为0.1~200g/10分,尤其优选处于0.5~50g/10分的范围。通过使用MFR处于该范围的聚丙烯系树脂,可以不用向挤压机施加大负荷而获得均一的薄膜状物。
在不破坏本发明的效果的范围内,丙烯系树脂也可以配合公知的添加物。作为添加物,例如可以举出抗氧剂、紫外线吸收剂、防静电剂、润滑剂、造核剂、防雾剂、防粘连剂等。抗氧剂例如包括酚系抗氧剂、磷系抗氧剂、硫系抗氧剂、位阻胺系光稳定剂等,另外,也可以使用例如在1分子中具有兼具酚系的抗氧机构和磷系的抗氧机构的单元的复合型抗氧剂。作为紫外线吸收剂,例如可以举出2—羟基苯甲酮系或羟基苯基苯并三唑系之类的紫外线吸收剂、苯甲酸酯系紫外线屏蔽剂等。防静电剂可以为聚合物型、寡聚物型、单体型的任意一种。作为润滑剂,可以举出芥酸酰胺或油酰胺之类的高级脂肪酰胺、硬脂酸之类的高级脂肪酸及其盐等。作为造核剂,例如可以举出山梨糖醇系造核剂、有机磷酸盐系造核剂、聚乙烯基环烷之类的高分子系造核剂等。作为防粘连剂,可以使用无机系、有机系的球状或接近于球状形状的微粒。这些添加物也可以并用多种。
[丙烯系树脂薄膜]
在本发明中,将如上所述的丙烯系树脂制膜成薄膜,用作偏振板的保护薄膜。该保护薄膜为透明的且实质上没有面内相位差。例如,可以通过向平板上流塑溶解于有机溶剂的树脂并除去溶剂来制膜的溶剂浇铸(cast)法等,获得实质上没有面内相位差的丙烯系树脂薄膜。
详细说明利用挤压成形制造薄膜的方法。丙烯系树脂在挤压机中通过螺杆的旋转被熔融混炼,由T冲模挤压成为片材状。挤压出的熔融状片材的温度为180~300℃左右。如果此时的熔融状片材的温度低于180℃,则延展性不充分,得到的薄膜的厚度变得不均一,可能会成为相位差不均的薄膜。另外,如果其温度超过300℃,则容易发生树脂的劣化或分解,有时在片材中产生气泡或含有碳化物。
挤压机可以为单向挤压机或双向挤压机。例如在为单向挤压机的情况下,可以使用螺杆的长度L与直径D的比L/D为24~36左右、树脂供给部的螺纹沟的空间容积与树脂计量部的螺纹沟的空间容积的比(前者/后者)即压缩比为1.5~4左右、全螺纹类型(full flight type)、屏障类型(barriertype)或者具有Maddock型的混炼部分的类型等的螺杆。从抑制丙烯系树脂的劣化或分解、均一地熔融混炼的观点出发,优选使用L/D为28~36、压缩比为2.5~3.5的屏障类型的螺杆。另外,为了尽可能地抑制丙烯系树脂的劣化或分解,优选使挤压机内为氮气氛或真空。进而,为了去除丙烯系树脂劣化或分解产生的挥发气体,还优选在挤压机的前端设置1mmφ以上5mmφ以下的孔,来提高挤压机前端部分的树脂压力。提高孔的挤压机前端部分的树脂压力是指提高前端的背压,由此可以提高挤压的稳定性。使用的孔的直径更优选为2mmφ以上4mmφ以下。
挤压中使用的T冲模优选在树脂的流道表面没有微小的面差异或缺陷,另外,还优选该模唇(rip)部分用与已熔融的丙烯系树脂的摩擦系数小的材料镀敷或涂敷,模唇前端被研磨成0.3mmφ以下的锋利的边缘形状。作为摩擦系数小的材料,可以举出碳化钨系或氟系的特殊镀敷等。通过使用这样的T冲模,可以抑制眼屎的发生,同时可以抑制模痕,因此可以得到外观均一性出色的树脂薄膜。该T冲模优选歧管(manifold)为衣架形状而且满足以下条件(1)或(2),进而更优选满足条件(3)或(4)。
T冲模的模唇宽度不到1500mm时:
T冲模的厚度方向长度>180mm…(1)
T冲模的模唇宽度为1500mm以上时:
T冲模的厚度方向长度>220mm…(2)
T冲模的模唇宽度不到1500mm时:
T冲模的高度方向长度>250mm…(3)
T冲模的模唇宽度为1500mm以上时:
T冲模的高度方向长度>280mm…(4)
通过使用满足这些条件的T冲模,可以使T冲模内部的熔融状丙烯系树脂的流动均匀,而且,即使在模唇部分也可以抑制厚度不均地进行挤压,因此可以得到厚度精密度更出色、相位差更均一的保护薄膜。
从抑制丙烯系树脂的挤压变动的观点出发,优选在挤压机与T冲模之间经由连接器(adapter)安装齿轮泵。另外,为了去除丙烯系树脂中存在的异物,优选安装叶片盘式过滤器(leafdiscfilter)。
可以通过在金属制冷却辊(也称为冷硬轧辊或浇铸辊)与内含压接于该金属制冷却辊的圆周方向并旋转的弹性体的接触辊之间,通过挟压从T冲模挤压出的熔融状片材并使之冷却固化,得到需要的薄膜。此时,接触辊可以使橡胶等弹性体直接成为表面,也可以用由金属套管构成的外筒覆盖弹性体辊的表面。在使用弹性体辊的表面由金属套管构成的外筒覆盖的接触辊的情况下,在金属制冷却辊与接触辊之间直接夹持丙烯系树脂的熔融状片材并使之冷却。另一方面,在使用表面成为弹性体的接触辊的情况下,也可以在丙烯系树脂的熔融状片材与接触辊直接介存热塑性树脂的双向拉伸薄膜来挟压。
在用如上所述的冷却辊和接触辊夹持丙烯系树脂的熔融状片材并使之冷却固化时,冷却辊与接触辊都必需减低其表面温度并使熔融状片材骤冷。具体而言,将两辊的表面温度调整成0℃以上30℃以下的范围。如果这些表面温度超过30℃,则熔融状片材的冷却固化需要花费时间,所以丙烯系树脂中的结晶成分成长,所得到的薄膜的透明性差。另一方面,如果辊的表面温度低于0℃,则金属制冷却辊的表面结露而附着水滴,从而使薄膜的外观恶化。
由于所使用的金属制冷却辊的表面状态被转印至丙烯系树脂薄膜表面,所以在其表面有凹凸的情况下,可能会使得到的丙烯系树脂薄膜的厚度精密度低下。因此,优选尽可能使金属制冷却辊的表面为镜面状态。具体而言,金属制冷却辊的表面的粗糙度用最大高度的标准数列表示,优选为0.3S以下,进而优选为0.1S~0.2S。
作为利用在JIS K 6301中规定的弹簧式硬度试验(A形)测定的值,金属制冷却辊与形成夹紧部的接触辊的弹性体的表面硬度优选为65~80,进而优选为70~80。通过使用这样的表面硬度的橡胶辊,可以容易地均一地维持熔融状片材的线压,而且,可以在金属制冷却辊与接触辊之间不形成熔融状片材的堤(bank)(树脂滞留)情况下容易地成形为薄膜。
挟压熔融状片材时的压力(线压)由向金属制冷却辊按压接触辊的压力来决定。线压优选为50N/cm以上300N/cm以下,进而优选为100N/cm以上250N/cm以下。通过使线压在所述范围,可以在不形成堤的情况下容易地维持一定的线压来制造丙烯系树脂薄膜。
在金属制冷却辊与接触辊之间,与丙烯系树脂的熔融状片材一起挟压热塑性树脂的双向拉伸薄膜时,构成该双向拉伸薄膜的热塑性树脂只要是不与丙烯系树脂牢固地热熔融的树脂即可,具体而言,可以举出聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯—乙烯醇共聚物、聚丙烯腈等。其中,最优选湿度或热等所引起的尺寸变化小的聚酯。这种情况下的双向拉伸薄膜的厚度通常为5~50μm左右,优选为10~30μm。
在该方法中,优选使从T冲模的模唇到利用金属制冷却辊与接触辊挟压为止的距离(气隙)为200mm以下,进而优选为160mm以下。从T冲模挤压出的熔融状片材从模唇到辊之间被拉长,变得容易发生取向。通过如上所述地减短气隙,可以得到取向更小的薄膜。气隙的下限值由使用的金属制冷却辊的直径和接触辊的直径以及使用的模唇的前端形状决定,通常为50mm以上。
利用该方法制造丙烯系树脂薄膜时的加工速度由冷却固化熔融状片材所必需的时间来决定。如果使用的金属制冷却辊的直径变大,则熔融状片材与该冷却辊接触的距离变长,所以可更高速地制造。具体而言,在使用600mmφ的金属制冷却辊的情况下,加工速度最大为5~20m/分左右。
金属制冷却辊与接触辊之间挟压的熔融状片材通过与辊的接触来冷却固化。接着,根据需要将端部切开之后,卷绕到卷绕机而形成薄膜。此时,在使用薄膜之前,为了保护该表面,也可以在向其一面或两面贴合由其他热塑性树脂形成的表面保护薄膜的状态下卷绕。在与由热塑性树脂形成的双向拉伸薄膜一起在金属制冷却辊与接触辊之间挟压丙烯系树脂的熔融状片材的情况下,也可以使该双向拉伸薄膜成为一个表面的保护薄膜。
在本发明中层叠于偏振片上的由丙烯系树脂形成的保护薄膜是透明性出色而且取向小即相位差小的片材。具体而言,该透明性按照JIS K 7105测定的全部浊度值为10%以下,优选为7%以下。另外,该面内相位差值通常为20nm以下,优选为10nm以下,进而优选为7nm以下,尤其优选为5nm以下。为了使得到的卷筒片材的浊度值及相位差值成为这样的值,适当地选择制膜条件或厚度即可。
由丙烯系树脂形成的保护薄膜的厚度优选为5~200μm左右,进而优选为10μm以上、150μm以下。
[偏振板及其制造]
也可以在聚乙烯醇系偏振片的两面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜,而在一面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜、在另一面层叠丙烯系以外的树脂形成的保护薄膜也是有效的。作为丙烯系以外的树脂,例如可以举出三乙酰纤维素或二乙酰基纤维素之类的乙酸纤维素系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂等。如果考虑到与偏振光薄膜的粘接的容易程度或表面处理层的形成的容易程度等,可以优选使用乙酸纤维素系树脂薄膜,尤其优选三乙酰纤维素薄膜。在使用乙酸纤维素系树脂薄膜作为保护薄膜的情况下,优选在与偏振片的贴合之前用碱水溶液皂化其表面。由丙烯系以外的树脂形成的保护薄膜的厚度通常为30~200μm左右,优选为30~120μm,进而优选为30~85μm。在与贴合于液晶单元的面不同的一侧的保护薄膜表面也可以具有防反射层、防眩层等各种表面处理层。
偏振片与由丙烯系树脂形成的保护薄膜的粘接例如可以便用以环氧系树脂、聚氨酯系树脂、氰基丙烯酸脂系树脂、丙烯酰胺系树脂等为成分的粘接剂。作为从减薄粘接剂层的观点出发优选的粘接剂,可以举出水系的粘接剂即将粘接剂成分溶解于水中的产物或使其分散于水中的产物。另外,作为其他优选的粘接剂,可以举出无溶剂型的粘接剂,例如利用加热或活化能线的照射使单体或寡聚物反应固化而形成粘接剂层的粘接剂。
首先,对水系的粘接剂进行说明。作为可以成为水系的粘接剂的粘接剂成分,例如可以举出水溶性的交联性环氧树脂、聚氨酯系树脂等。
作为水溶性的交联性环氧树脂,例如可以举出使表氯醇与下述聚酰胺聚胺反应得到的聚酰胺环氧树脂,所述聚酰胺聚胺通过二亚乙基三胺或三亚乙基四胺之类的聚亚烷基聚胺与己二酸之类的二羧酸的反应而得到。作为这种聚酰胺环氧树脂的市售品,有由日本住化CHEMITEX公司出售的“スミレ—ズレジン650”或“スミレ—ズレジン675”等。
在使用水溶性的环氧树脂作为粘接剂成分的情况下,为了进一步提高涂敷性和粘接性,优选混合聚乙烯醇系树脂等其他水溶性树脂。聚乙烯醇系树脂除了部分皂化聚乙烯醇或完全皂化聚乙烯醇以外,也可以为羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羟甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇之类的被改性的聚乙烯醇系树脂。其中,优选使用乙酸乙烯酯与不饱和羧酸或其盐的共聚物的皂化物即羧基改性聚乙烯醇。此外,在此所述的“羧基”是包括—COOH及其盐的概念。
作为市售的优选羧基改性聚乙烯醇,例如可以举出分别由日本CHRARAY公司出售的“クラレポバ—ルKL—506”、“クラレポバ—ルKL—318”及“クラレポバ—ルKL—118”,分别由日本合成化学工业公司出售的“ゴ—セナ—ルT—330”及“ゴ—セナ—ルT—350”,由电气化学工业公司出售的“DR—0415”,分别由日本VAM&POVAL公司出售的“AF—17”、“AT—17”及“AP—17”等。
在为内含水溶性的环氧树脂的粘接剂的情况下,将该环氧树脂及根据需要加入的聚乙烯醇系树脂等其他水溶性树脂溶解于水中,形成粘接剂溶液。这种情况下,水溶性的环氧树脂在每100重量份水中优选为0.2~2重量份左右的范围的浓度。另外,在配合聚乙烯醇系树脂的情况下,该量在每100重量份水中优选为1~10重量份左右,进而优选为1~5重量份左右。
另一方面,在使用内含聚氨酯系树脂的水系的粘接剂的情况下,作为适当的聚氨酯树脂的例子,可以举出离聚物型聚氨酯树脂,尤其优选聚酯系离聚物型聚氨酯树脂。在此,离聚物型是指在构成骨架的聚氨酯树脂中导入少量的离子性成分(亲水成分)的类型。另外,聚酯系离聚物型聚氨酯树脂是具有聚酯骨架的聚氨酯树脂,在其中导入少量的离子性成分(亲水成分)。该离聚物型聚氨酯树脂由于不使用乳化剂而直接在水中乳化成为乳液,所以优选作为水系的粘接剂。作为聚酯系离聚物型聚氨酯树脂的市售品,例如有从大日本油墨化学工业公司出售的“ハイドランAP—20”、“ハイドランAPX—101H”等,均可以乳液的形式获得。
在将离聚物型的聚氨酯树脂作为粘接剂成分的情况下,通常优选进一步配合异氰酸酯系等交联剂。异氰酸酯系交联剂是在分子内至少具有2个异氰酸根基(—NCO)的化合物,作为该例子,除了2,4—甲苯撑二异氰酸酯、苯撑二异氰酸酯、4,4’—二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6—六甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯之类的聚异氰酸酯单体以外,还有这些多个分子与三羟甲基丙烷之类的多元醇加成而成的加成体,3分子二异氰酸酯在各自的单末端异氰酸根基的部分形成三聚异氰酸酯环的3官能的三聚异氰酸酯体,3分子二异氰酸酯在各自的单末端异氰酸根基的部分进行水合·脱羧形成的滴定管(ビユレツト)体之类的聚异氰酸酯改性体等。作为可以优选使用的市售的异氰酸酯系交联剂,例如可以举出由大日本油墨化学工业公司销售的“ハイドランアシスタ—C—1”等。
在使用内含离聚物型的聚氨酯树脂的水系粘接剂的情况下,从粘度和粘接性的观点出发,优选使该聚氨酯树脂分散成浓度为10~70重量%,进而优选为20重量%以上,更优选为50重量%以上。在配合异氰酸酯系交联剂的情况下,只要适当地选择其配合量,使异氰酸酯系交联剂相对聚氨酯树脂100重量份为5~100重量份左右即可。
可以将如上所述的水系的粘接剂涂布于由丙烯系树脂形成的保护薄膜及/或偏振片的粘接面,使二者贴合,形成偏振板。对贴合偏振片和保护薄膜的方法没有特别限定,例如可以举出在聚乙烯醇系偏振片或保护薄膜的表面均一地涂布粘接剂,在涂布面进一步重叠另一个薄膜,利用辊等贴合并干燥的方法等。干燥例如在60~100℃左右的温度下进行。为了进一步提高粘接力,优选在干燥后,用比室温略高的温度例如30~50℃左右的温度熟化1~10天左右。
接着,对无溶剂型的粘接剂进行说明。无溶剂型的粘接剂是指不含有有意义量的溶剂而通常含有利用加热或活化能线的照射而发生聚合的固化性化合物和聚合引发剂来构成。从反应性的观点出发,优选用阳离子聚合固化的粘接剂,特别优选使用环氧系的粘接剂。
因此,在本发明的偏振板中,一个优选方式是偏振片与由丙烯系树脂形成的保护薄膜经由无溶剂型的环氧系粘接剂层叠。该粘接剂更优选为利用加热或活化能线的照射的阳离子聚合而发生固化的粘接剂。从耐气候性或折射率等观点出发,特别优选使用在分子内不含有芳香环的环氧化合物作为固化性化合物。使用在分子内不含有芳香环的环氧化合物的粘接剂例如记载于特开2004—245925号公报。作为不含有这样的芳香环的环氧化合物,可以例示芳香族环氧化合物的氢化物、脂环式环氧化合物、脂肪族环氧化合物等。在粘接剂中使用的固化性的环氧化合物通常在分子内具有2个以上环氧基。
对芳香族环氧化合物的氢化物进行说明,其可以通过在催化剂的存在、加压下,选择性地向芳香族环氧化合物的芳香环进行氢化反应得到。作为芳香族环氧化合物,例如可以举出双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、双酚S的二缩水甘油醚之类的双酚型环氧化合物;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、羟基苯甲醛酚醛清漆型环氧树脂之类的酚醛清漆型环氧树脂;四羟基二苯基甲烷的缩水甘油醚、四羟基二苯甲酮的缩水甘油醚、环氧化聚乙烯基苯酚之类的多官能型环氧化合物等。作为在这些芳香族环氧化合物的氢化物中优选的化合物,可以举出氢化的双酚A的二缩水甘油醚。
接着,对脂环式环氧化合物进行说明,如下式所示,其为在分子内至少具有1个结合于脂环式环的环氧基的化合物。
式中,m表示2~5的整数。
具有将1个或多个该式中的(CH2)m中的氢原子去除的形式的基团结合于其他化学结构而成的化合物,可以形成脂环式环氧化合物。另外,形成脂环式环的氢也可以适当地用甲基或乙基之类的直链状烷基取代。其中,优选使用具有环氧基环戊烷环(在上式中,m=3)或环氧基环己烷环(在上式中,m=4)的化合物。作为脂环式环氧化合物的具体例,可以举出如下所述的化合物。
3,4—环氧基环己基甲基3,4—环氧基环己烷羧酸酯、3,4—环氧基—6—甲基环己基甲基、3,4—环氧基—6—甲基环己烷羧酸酯、亚乙基双(3,4—环氧基环己烷羧酸酯)、双(3,4—环氧基环己基甲基)己酸酯、双(3,4—环氧基—6—甲基环己基甲基)己酸酯、双甘醇双(3,4—环氧基环己基甲基醚)、乙二醇双(3,4—环氧基环己基甲基醚)、2,3,14,15—二环氧基—7,11,18,21—四氧代三螺—[5.2.2.5.2.2]二十一烷(另外,也可以命名为3,4—环氧基环己烷螺—2’,6’—二噁烷螺—3”,5”—二噁烷螺—3”’,4”’—环氧基环己烷的化合物)、4—(3,4—环氧基环己基)—2,6—二氧杂—8,9—环氧基螺[5,5]十一烷、4—乙烯基环己烯二氧化物、双—2,3—环氧基环庚基醚、二环戊二烯二氧化物等。
接着说明脂肪族环氧化合物,脂肪族多元醇或其环氧烷的聚缩水甘油醚相当于该化合物。作为其例子,可以举出通过1,4—丁二醇的二缩水甘油醚、1,6—己二醇的二缩水甘油醚、甘油的三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚、聚乙二醇的二缩水甘油醚、丙二醇的二缩水甘油醚、乙二醇或丙二醇、甘油之类的脂肪族多元醇与1种或2种以上的环氧烷(环氧乙烷或环氧丙烷)加成得到的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚等。
在此所例示的环氧化合物可以分别单独使用,也可以混合使用多种环氧化合物。
在无溶剂型的粘接剂中使用的环氧化合物的环氧当量通常为30~3,000g/当量,优选在50~1,500g/当量的范围。如果环氧当量低于30g/当量,则可能固化后的保护薄膜的可挠性低下或者粘接强度低下。相反,如果超过3,000g/当量,则与其他成分的互溶性可能低下。
为了用阳离子聚合固化环氧化合物,配合阳离子聚合引发剂。阳离子聚合引发剂在可见光线、紫外线、X射线、电子射线等活化能线的照射或加热下产生阳离子种或路易斯酸,引发环氧基的聚合反应。从操作性的观点出发,优选对任何类型的阳离子聚合引发剂均赋予潜在性。
以下说明光阳离子聚合引发剂。如果使用光阳离子聚合引发剂,则可在常温下固化,对偏振片的耐热性或膨胀引起的变形的担心减少,可良好地粘接保护薄膜。另外,由于光阳离子聚合引发剂在光的作用下发挥催化剂作用,所以即使混合在环氧化合物中,贮存稳定性或操作性也出色。作为在活化能线的照射下产生阳离子种或路易斯酸的化合物,例如可以举出芳香族重氮盐、芳香族碘鎓盐或芳香族锍盐之类的鎓盐、铁—芳烃配位化合物等。其中,由于芳香族锍盐在300nm以上的波长区域具有紫外线吸收特性,可以提供固化性出色、具有良好的机械强度或粘接强度的固化物,所以优选使用。
这些光阳离子聚合引发剂可以容易地获得市售品,分别以商品名,例如可以举出“カヤラツドPCI—220”、“カヤラツドPCI—620”(以上为日本化药公司制),“UVI—6990”(联合碳化物(Union Carbide)公司制),“アデカオプトマ—SP—150”、“アデカオプトマ—SP—170”(以上为ADEKA公司制),“CI—5102”、“CIT—1370”、“CIT—1682”、“CIP—1866S”、“CIP—2048S”、“CIP—2064S”(以上为日本曹达公司制),“DPI—101”、“DPI—102”、“DPI—103”、“DPI—105”、“MPI—103”、“MPI—105”、“BBI—101”、“BBI—102”、“BBI—103”、“BBI—105”、“TPS—101”、“TPS—102”、“TPS—103”、“TPS—105”、“MDS—103”、“MDS—105”、“DTS—102”、“DTS—103”(以上为绿色化学公司制),“PI—2074”(RODIA公司制)等。作为引发剂之一,尤其优选日本曹达公司制的“CI—5102”。
相对环氧化合物100重量份,光阳离子聚合引发剂的配合量通常为0.5~20重量份,优选为1重量份以上,另外优选为15重量份以下。
进而,也可以根据需要并用共增感剂。通过使用共增感剂,可以提高反应性,提高固化物的机械强度或粘接强度。作为共增感剂,例如可以举出羰基化合物、有机硫化合物、过硫化物、氧化还原系化合物、偶氮及二氮化合物、卤素化合物、光还原性色素等。在配合共增感剂的情况下,将光阳离子聚合性环氧树脂组合物设为100重量份,则其量为0.1~20重量份左右。
接着,说明热阳离子聚合引发剂。作为在加热下产生阳离子种或路易斯酸的化合物,可以举出苄基硫鎓(benzylsulfonium)盐、四氢噻吩鎓(thiophenium)盐、thioranium盐、苄基铵、吡啶鎓盐、hydrazinium盐、羧酸酯、磺酸酯、胺化酰亚胺等。这些热阳离子聚合引发剂也可以容易地获得市售品,均以商品名,例如可以举出“アデカオプトンCP77”及“アデカオプトンCP66”(以上为ADEKA公司制),“CI—2639”及“CI—2624”(以上为日本曹达公司制),“サンエイドSI—60L”、“サンエイドSI—80L”及“サンエイドSI—100L”(以上为三新化学工业公司制)等。
将以上所述的光阳离子聚合和热阳离子聚合并用也是有用的技术。
环氧系粘接剂也可以进一步含有氧杂环丁烷类或多元醇类等促进阳离子聚合的化合物。
在使用无溶剂型的粘接剂的情况下,也可以将该粘接剂涂布于由丙烯系树脂形成的保护薄膜及/或偏振片的粘接面,将二者贴合,形成偏振板。对向偏振片或保护薄膜涂敷无溶剂型粘接剂的方法没有限定,例如可以利用刮刀、拉丝锭(wire bar)、辊舐式涂布(die coater)、科马涂敷机(commacoater)、凹板印刷涂敷等各种涂敷方式。另外,各涂敷方式分别具有最佳粘度范围,所以也可以使用少量的溶剂来调整粘度。为此使用的溶剂只要不使偏振片的光学性能低下而良好地溶解环氧系粘接剂即可,例如,可以使用以甲苯为代表的烃类、以乙酸乙酯为代表的酯类等有机溶剂。在使用环氧系粘接剂的情况下,粘接剂层的厚度通常为50μm以下,优选为20μm以下,进而优选为10μm以下,另外通常为1μm以上。
如上所述,在经由未固化的粘接剂层向偏振片贴合聚丙烯系相位差薄膜之后,通过照射活化能线或加热使环氧系粘接剂层固化,在偏振片上固着保护薄膜。在利用活化能线的照射使其固化的情况下,优选使用紫外线。作为具体的紫外线光源,可以举出低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、黑光灯、金属卤化物灯等。活化能线或紫外线的照射强度或照射量只要适当地选择,可使聚合引发剂充分地固化而且不给固化后的粘接剂层或偏振片、相位差薄膜带来不良影响即可。另外,在利用加热使其固化的情况下,可以用通常已知的方法加热,此时的温度或时间也只要适当地选择,使聚合引发剂充分地活化而且不给固化后的粘接剂层或偏振片、保护薄膜带来不良影响即可。
在偏振片的一面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜,在另一面层叠由丙烯系以外的树脂形成的保护薄膜的情况下,由丙烯系以外的树脂形成的保护薄膜的粘接可以使用与上面相同的粘接剂,也可以使用与其不同的粘接剂,但从可以减少工序和材料出发,优选在偏振片与丙烯系保护薄膜之间以及偏振片与丙烯系树脂以外的保护薄膜之间使用相同的粘接剂。
在制造偏振板时,由丙烯系树脂形成的保护薄膜优选对贴合于该偏振片一侧的表面实施电晕放电处理。通过实施电晕放电处理,可以提高由丙烯系树脂形成的保护薄膜与偏振片的粘接力。电晕放电处理是指向电极间施加高电压并放电,将配置于电极间的树脂薄膜活化的处理。电晕放电处理的效果根据电极的种类、电极间隔、电压、温度、使用的树脂薄膜的种类等的不同而不同,例如优选将电极间隔设成1~5mm,将移动速度设成3~20m/分左右。电晕放电处理之后,经由如上所述的粘接剂向该处理面贴合偏振片。
这样,可以得到在由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂构成的偏振片的一面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜,在另一面层叠由同种或不同的树脂构成的保护薄膜的偏振片。
通过上述方式得到的偏振板可以在一方的保护薄膜的外侧形成粘合剂层,形成带粘合剂的偏振板。这种情况下,通常用剥离薄膜覆盖粘合剂层的表面。在偏振片的两面层叠不同种类的保护薄膜的情况下,也可以在由丙烯系树脂形成的保护薄膜侧、在由丙烯系以外的树脂形成的保护薄膜侧的任意一侧设置粘合剂层,而通常多数在由丙烯系树脂形成的保护薄膜侧设置,在另一侧贴合到液晶单元上。
[层叠光学部件]
在使用偏振板时,也可在一方的保护薄膜侧设置显示出偏振光功能以外的光学功能的光学层的层叠光学部件。以形成层叠光学部件为目的层叠于偏振板上的光学层包括例如反射层、半透过型反射层、光扩散层、相位差薄膜、聚光片、亮度改善薄膜等在液晶显示装置的形成中使用的公知光学层。其中,反射层、半透过型反射层及光扩散层在形成由反射型或者半透过型或扩散型、它们的两用型偏振板构成的层叠光学部件的情况下使用。
反射型的偏振板被用于反射来自辨识侧的入射光进行显示的类型的液晶显示装置,由于可以省略背光灯等光源,所以容易将液晶显示装置薄型化。另外,半透过型的偏振板被用于在亮处作为反射型、在暗处经由背光灯等光源进行显示的液晶显示装置。作为反射型偏振板的层叠光学部件,例如可以在偏振片上的保护薄膜上附设由铝等金属构成的箔或蒸镀膜形成反射层。作为半透过型的偏振板的层叠光学部件可以通过将所述的反射层作为半透半反镜或者将内含珍珠(pearl)颜料等显示光透过性的反射板粘接于偏振板来形成。另一方面,作为扩散型偏振板的层叠光学部件,例如使用对偏振板上的保护薄膜实施消光处理的方法、涂敷内含微粒的树脂的方法、粘接内含微粒的薄膜的方法等各种方法,在表面形成微小凹凸结构。
进而,例如可以通过在扩散型偏振板的微小凹凸结构面设置反映其凹凸结构的反射层等方法来形成作为反射扩散两用的偏振板的层叠光学部件。微小凹凸结构的反射层具有利用漫反射扩散入射光来防止指向性或外观发亮,从而具有可以抑制明暗不均的优点等。另外,含有微粒的树脂层或薄膜还具有当入射光及其反射光透过含微粒层时可以通过扩散进一步抑制明暗不均的优点等。例如可以通过用真空蒸镀、离子镀及溅射等蒸镀或镀敷等方法在微细凹凸结构的表面直接附设金属的方法等来形成反映表面微细凹凸结构的反射层。作为用于形成表面微小凹凸结构而配合的微粒,例如可以利用平均粒径为0.1~30μm的由二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等组成的无机系微粒、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机系微粒等。
另一方面,为了补偿液晶单元的相位差等,可使用作为上述的光学层的相位差薄膜。作为该例子,可以举出由各种塑料的拉伸薄膜等构成的双折射性薄膜,取向固定有圆盘状液晶或向列液晶的薄膜,在薄膜基材上形成有所述的液晶层的部件等。这种情况下,作为支撑取向液晶层的薄膜基材,优选使用三乙酰纤维素等纤维素系薄膜。
作为形成双折射性薄膜的塑料,例如可以举出聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯之类的聚烯烃、聚芳基化物、聚酰胺等。拉伸薄膜可以用单向或双向等适当的方式处理而成。另外,也可以为通过在与热收缩性薄膜的粘接下施加收缩力及/或拉伸力来控制薄膜的厚度方向的折射率而成的双折射性薄膜。此外,相位差薄膜也可以为了控制宽带化等光学特性而组合使用2种以上。
聚光片是为了控制光程等而使用的,可以作为棱镜阵列片(prism arraysheet)或透镜阵列片(lens array sheet)或者附设有点(dot)的片等形成。
为了提高液晶显示装置等中的亮度使用亮度改善薄膜,作为该例子,可以举出层叠多张折射率的各向异性彼此不同的薄膜并设计成在反射率中产生各向异性的反射型偏振光分离片,在薄膜基材上支撑胆甾醇型液晶聚合物的取向薄膜或该取向液晶层而成的圆偏振光分离片等。
层叠光学部件可以与从偏振板和所述的反射层或半透过型反射层、光扩散层、相位差薄膜、聚光片、亮度改善薄膜等中根据使用目的选择的1层或2层以上的光学层组合,成为2层或3层以上的层叠体。这种情况下,光扩散层、相位差薄膜、聚光片、亮度改善薄膜等光学层也可以分别配置2层以上。其中,对各光学层的配置没有特别限定。
形成层叠光学部件的各种光学层被使用粘接剂而被一体化,为此使用的粘接剂只要能良好地形成粘接层的粘接剂即可,没有特别限定。从粘接操作的简便性或光学变形的发生防止等观点出发,优选使用粘合剂。
这样的层叠光学部件也在希望的面经由粘合剂贴合于液晶单元。作为粘合剂,可以利用使用丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、丁基橡胶系、硅酮系等基体聚合物的粘合剂。没有特别限定,但优选使用以(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2—乙基己酯之类的(甲基)丙烯酸酯为基体的聚合物,或者以使用2种以上这些(甲基)丙烯酸酯的共聚物为基体的聚合物。粘合剂通常在这些基体聚合物中共聚合极性单体,作为这种极性单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2—羟乙酯、(甲基)丙烯酸2—羟丙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N,N—二甲氨基乙基酯、缩水甘油(甲基)丙烯酸酯之类的具有羧基、羟基、氨基、环氧基等的单体。对于交联剂,可以举出与羧基之间形成羧酸金属盐的2价或多价金属盐、与羧基之间形成酰胺键的聚异氰酸酯化合物等,这些化合物可以作为交联剂在基体聚合物中混合使用1种或2种以上。粘合剂层的厚度通常为5~50μm左右。在向偏振板赋予粘合剂层的情况下,根据状况不同,也可以在偏振板的保护薄膜表面实施电晕处理等表面处理。
[液晶显示装置]
本发明的偏振板可以在根据需要如上所述地与其他光学层层叠的状态下,经由粘合剂贴合于液晶单元,成为液晶显示装置。在成为液晶显示装置时,如上所述,在一方保护薄膜的外侧形成粘合剂层,成为带粘合剂的偏振板,该粘合剂层侧被面向液晶单元贴合。在为层叠光学部件的情况下,也可以在偏振板的保护薄膜以外的表面贴合于液晶单元。构成液晶显示装置的液晶单元可以为TN(扭曲向列(Twisted Nematic))、STN(超扭曲向列(Super Twisted Nematic))、VA(垂直排列(Vertical Alignment))、IPS(板内切换(In—Plane Switching))等在该领域公知的各种模式的液晶单元。
以下显示实施例更详细地说明本发明,但本发明不被这些例子所限定。例中,只要没有特别记载,表示含量或使用量的%及份以重量基准。
[实施例1]
(a)水系粘接剂的配制
相对于100份水,溶解3份从KURARAY公司获得的羧基改性聚乙烯醇“クラレポバ—ルKL—318”,接着向其中加入1.5份从住化CHEMITEX公司获得的作为水溶性聚酰胺环氧树脂的“スミレ—ズレジン650”(固体成分30%的水溶液),形成粘接剂。
(b)带保护薄膜的偏振板的制作
在向聚乙烯醇薄膜吸附取向碘的偏振片的一面,经由根据(a)配制的粘接剂,贴合由三乙酰纤维素形成的保护薄膜[从柯尼卡美能达(KONICAMINOLTA)公司获得的“KC8UX”]。另外,在从约含5%乙烯单元的丙烯/乙烯无规共聚物[从住友化学公司获得的“住友NOBRENEW151”]制膜而成的厚20μm的薄膜的一面,在累积照射量为1,680J的条件下,实施电晕放电处理。在该电晕放电处理后30秒以内,在所述一面贴合有三乙酰纤维素薄膜的偏振片的聚乙烯醇薄膜面,同样经由根据所述(a)配制的粘接剂贴合该电晕处理面,以80℃干燥5分钟。进而,以40℃熟化3天,得到在偏振片的一面层叠由三乙酰纤维素形成的保护薄膜、在另一面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜的偏振板。
(c)粘接力的评价:温水浸渍试验
为了对在上面得到的带保护薄膜的偏振板评价保护薄膜与偏振片的粘接力,进行以下所示的温水浸渍试验。即,以偏振板的吸收轴(拉伸方向)为长边,切成30mm×80mm的大小,制作样本,准确地测定长边方向的尺寸。如图1(A)所示,用把持部5把持该样本的一短边侧,将长度方向的80%浸渍于60℃的水槽中,保持240分钟。然后,从水槽取出,擦去水分,测定样本的长度方向尺寸,将(试验前长度—试验后长度)作为偏振板的收缩量。另外,如图1(A)所示,温水浸渍前,样本的全面均一地呈偏振板特有的颜色,而通过温水浸渍,如图1(B)所示,在偏振片的周围,碘从接触温水的部分溶出,在偏振板周围产生脱色部分2。因此,在样本短边的中央,测定从样本的端部到残留偏振板特有的颜色的部分1的端部的长度X,作为偏振板的脱色量(该脱色量自身成为偏振板的吸收轴方向的值)。在该例得到的偏振板的收缩量为0.70mm,脱色量为1.50mm。
[实施例2]
在该例中,使用环氧系的紫外线固化型粘接剂,粘接偏振片与保护薄膜。该粘接剂含有脂环式环氧化合物和光阳离子聚合引发剂。偏振片、三乙酰纤维素薄膜及丙烯系树脂薄膜与实施例1相同。首先,在偏振片的一面经由所述的环氧系粘接剂贴合三乙酰纤维素薄膜。另外,对丙烯系树脂薄膜的一面,在累积照射量1,680J的条件下,实施电晕放电处理。在该电晕放电处理后30秒以内,在所述一面贴合有三乙酰纤维素薄膜的偏振片的聚乙烯醇薄膜面,同样上述的环氧系粘接剂贴合该电晕处理面。然后,使用Fusion UV Systems公司制的紫外线照射系统,从丙烯系树脂薄膜侧,在输出1,000mW、照射量500mJ的条件下,照射紫外线,使粘接剂固化。这样,得到在偏振片的一面经由环氧系紫外线固化型粘接剂层叠有由三乙酰纤维素形成的保护薄膜、在另一面经由环氧系紫外线固化型粘接剂层叠有由丙烯系树脂形成的保护薄膜的偏振板。对该偏振板,利用与实施例1(c)相同的方法,进行温水浸渍试验。结果,收缩量为0.10mm,脱色量为1.00mm。
[比较例1]
对在聚乙烯醇薄膜上吸附取向碘而成的偏振片的两面贴合由三乙酰纤维素形成的保护薄膜的偏振板[从住友化学公司出售的“SRW062A”],利用与实施例1(c)相同的方法,进行温水浸渍试验。结果,收缩量为1.00mm,脱色量为2.07mm。
将以上的实施例及比较例的结果归纳于表1。从该结果可知,本发明的偏振板在温水浸渍试验中的收缩量及脱色量少,在湿热条件下的耐久性出色。
表1
[实施例3]
在从与实施例1中使用的相同的丙烯/乙烯共聚物“住友NOBRENEW151”制膜而成的厚20μm的薄膜上,滴注一滴甲苯,放置5分钟之后,观察表面,结果未见变化。
[比较例2]
向在偏振板的保护薄膜中使用的降冰片烯系树脂薄膜(从日本OPTES公司获得的“ZF—100”)上,滴注一滴甲苯,放置5分钟后,观察表面,结果滴注甲苯的部分被侵蚀,变粗糙。
本发明的偏振板通过将配置于偏振片的至少一面的保护薄膜由丙烯系树脂形成,与在偏振片的两面层叠有由三乙酰纤维素系树脂形成的保护薄膜的偏振板相比,即使在湿热条件下在偏振片与保护薄膜之间也更难剥脱,粘接性更出色。在该偏振板上层叠其他光学层而成的层叠光学部件中,偏振片与保护薄膜之间的粘接性出色。另外,这些偏振板与层叠光学部件的耐溶剂性也出色。
在向偏振片层叠丙烯系树脂薄膜时,可以通过向丙烯系树脂薄膜的贴合于偏振片一侧的表面实施电晕放电处理,从而可靠地获得上述高的粘接性。
Claims (12)
1.一种偏振板,其在由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂薄膜形成的偏振片的两面层叠有保护薄膜,其中,
保护薄膜的至少一方为丙烯系树脂。
2.根据权利要求1所述的偏振板,其中,
由丙烯系树脂形成的保护薄膜由以丙烯单元为主体、并含有1~10重量%乙烯单元的共聚物构成。
3.根据权利要求1所述的偏振板,其中,
由丙烯系树脂形成的保护薄膜的面内相位差为10nm以下。
4.根据权利要求1所述的偏振板,其中,
在偏振片的一面层叠有由丙烯系树脂形成的保护薄膜,在另一面层叠有由乙酸纤维素系树脂形成的保护薄膜。
5.根据权利要求1所述的偏振板,其中,
偏振片与由丙烯系树脂形成的保护薄膜经由水系的粘接剂而被层叠。
6.根据权利要求5所述的偏振板,其中,
水系的粘接剂含有交联性的环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的偏振板,其中,
偏振片与由丙烯系树脂形成的保护薄膜经由无溶剂型的环氧系粘接剂而被层叠。
8.根据权利要求7所述的偏振板,其中,
无溶剂型的环氧系粘接剂是利用在加热或活化能线的照射下的阳离子聚合发生固化的粘接剂。
9.一种偏振板的制造方法,其中,
在由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂薄膜形成的偏振片的至少一面层叠由丙烯系树脂形成的保护薄膜时,对由丙烯系树脂形成的保护薄膜的贴合于偏振片的一侧的表面实施电晕放电处理,接着将所述偏振片经由粘接剂贴合于该处理面。
10.一种层叠光学部件,其特征在于,
由权利要求1~8中任意一项所述的偏振板与显示其他光学功能的光学层的层叠体形成。
11.根据权利要求10所述的层叠光学部件,其中,
光学层为相位差薄膜。
12.一种液晶显示装置,其特征在于,
权利要求1~8中任意一项所述的偏振板或者权利要求10或11所述的层叠光学部件经由粘合剂贴合于液晶单元。
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