CN101644791A - 偏振片、光学构件及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及偏振片、使用该偏振片的光学部件以及液晶显示装置,所述偏振片在聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且二色性色素被取向的偏光膜的至少单面上具有保护层,该保护层由含有活性能量线固化性化合物、聚合引发剂和抗静电剂的固化性组合物的固化物构成,该保护层的表面电阻值为1013Ω/□以下。
Description
技术领域
本发明涉及在聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且所述二色性色素被取向而得到的偏光膜的单面或双面上具备具有抗静电性能的保护层的偏振片。另外,本发明还涉及使用了该偏振片的光学构件和液晶显示装置。
背景技术
就偏振片而言,作为构成液晶显示装置的光学部件是有用的。以往,作为偏振片,使用的是利用水系胶粘剂在偏光膜的单面或双面上层叠由透明树脂膜形成的保护层的构成。作为该透明树脂膜,从光学透明性、透湿性优异的角度出发,大多使用三乙酰纤维素膜(TAC膜)。偏振片根据需要隔着其他光学功能层,用粘合剂贴合在液晶单元上,装入液晶显示装置中。
近年来,伴随着液晶显示装置向笔记本型个人电脑、移动电话、车载导航等移动设备的展开,对构成液晶显示装置的偏振片逐渐要求薄型轻量化和高耐久性(高机械强度)。此外,在移动用途的液晶显示装置中,期望即使在湿热下仍可以使用,对于在其中使用的偏振片,也要求高的耐湿热性,但是以往,当偏振片在高湿下、尤其是高温高湿下长期暴晒时,存在偏光性能降低,或偏光膜收缩的问题。因此,对于在偏光膜上层叠的保护层,不仅要求薄型轻量化,而且要提高硬度,并使机械强度和控制偏光膜收缩的能力(收缩控制力)提高。
但是,在贴合了TAC膜作为保护层的偏振片中,从作业时的操作性、耐久性能的观点出发,难以将保护层的厚度设为20μm以下,在薄型轻量化方面有限度。
作为能够解决上述问题的技术,例如在专利文献1(特开2000-199819号公报)中,公开了在由亲水性高分子形成的偏光膜的单面或双面上涂敷树脂溶液,形成透明薄膜层的技术。此外,在专利文献2(特开2003-185842号公报)中,公开的技术是通过使含具有四氢双环戊二烯(dicyclopentanyl)残基或二氢双环戊二烯基(dicyclopentenyl)残基等的能量线聚合性化合物的能量线固化性组合物固化,在偏光膜上形成保护膜。在专利文献3(特开2004-245924号公报)中,公开了至少在偏光膜的单面上具有以环氧树脂为主要成分的保护膜而得到的偏振片。此外,在专利文献4(特开2005-92112号公报)中,公开了用活性能量线固化性树脂组合物的固化物对偏光膜的至少单面进行保护。
然而,偏振片通常以其至少一方的保护膜的表面上形成粘合剂层并在其粘合剂层上粘贴有剥离膜的状态流通。这种偏振片在贴合于液晶单元时,将剥离膜从偏振片剥离,借助已露出的粘合剂层贴合在液晶单元上,但在将剥离膜剥离而贴合在液晶单元上时产生静电,该静电有时会破坏液晶显示装置的液晶驱动部位,所以迫切期待其防止对策的开发。
此外,上述那样带有粘合剂层的偏振片,以其粘合剂层侧贴合在液晶单元上制成液晶显示装置,但是在将带有粘合剂层的偏振片贴合在液晶单元上时,在不周全的情况下,在将该偏振片暂时剥离之后,常常会进行再次重新贴合新的偏振片的作业。在这种情况下,在偏振片的剥离时产生静电,有时会破坏液晶显示装置的液晶驱动部位,也迫切期待其防止对策的开发。
作为能够解决这样的偏振片带电的问题的技术,例如在专利文献5(特公昭62-6505号公报)的技术方案1等中,公开了一种具有将下述组合物聚合固化而制成的层的塑料膜,所述组合物含有:具有可以通过放射线而聚合的不饱和键的化合物、和由选自Zn、Sn、In等的金属氧化物等形成的平均粒径0.2μm以下的导电性微粒。
此外,在专利文献6(专利第3310706号公报)的技术方案1和2等中,公开了一种形成具有抗静电能力的固化涂膜而成的三乙酰纤维素膜,所述固化涂膜是将在紫外线固化型树脂中含有在树脂固化后呈透明的抗静电剂、氟系或硅酮系的流平剂、以及溶剂干燥型树脂的透明树脂,涂敷在三乙酰纤维素膜上,利用紫外线将该透明树脂固化而得到。在专利文献7(特开2005-144849号公报)的技术方案1等中,公开了一种含有导电性微粒而成的透明导电膜,且是该导电性微粒局部存在于该膜的一个主面附近而得的透明导电膜。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种不仅维持偏光膜和保护层的良好密合性而且薄型轻量化和保护层的硬度得到改善、进而防止因静电导致的带电的偏振片。此外,本发明的其它目的在于,提供使用了该偏振片的光学构件以及液晶显示装置。
本发明提供一种偏振片,在偏光膜的至少单面上具有保护层,在所述偏光膜的聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且所述二色性色素被取向,该保护层由含有活性能量线固化性化合物、聚合引发剂及抗静电剂的固化性组合物的固化物形成,该保护层的表面电阻值为1013Ω/□以下。
关于固化性组合物,相对于活性能量线固化性化合物100重量份,优选含有抗静电剂0.5~20重量份。作为抗静电剂,可以优选使用离子型化合物。
固化性组合物优选含有环氧系化合物作为活性能量线固化性化合物,所述环氧系化合物至少具有一个在脂环式环上键合的环氧基。固化性组合物更优选还含有氧杂环丁烷系化合物作为活性能量线固化性化合物。
另外,固化性组合物还可以含有(甲基)丙烯酸系化合物作为活性能量线固化性化合物,所述(甲基)丙烯酸系化合物在分子内至少具有一个(甲基)丙烯酰氧基。
此外,本发明提供由本发明的偏振片和光学功能层的层叠体形成的光学构件以及本发明的偏振片或光学构件配置于液晶单元的单面或双面而得的液晶显示装置。作为光学功能层,可以举出相位差层、辉度改善膜等。
根据本发明,由于能够使保护层的厚度比以往的TAC膜等低,因此能够实现偏振片的薄型轻量化,而且,偏光膜和保护层的密合性也良好。进而,由于保护层的硬度提高了,所以不仅能够实现偏振片的机械强度的提高,而且即使保护层的厚度与以往相比较减小,仍可有效地抑制高温高湿下的偏光膜的收缩。此外,由于能有效地防止因静电而导致的带电,所以能有效地抑制因静电所导致的液晶显示装置的液晶驱动部位的破坏。该本发明的偏振片和使用它的光学构件,例如可以恰当地应用在例如移动用途的液晶显示装置等中。
具体实施方式
<偏振片>
本发明的偏振片,具有:由聚乙烯醇系树脂形成的偏光膜,和层叠在该偏光膜的单面或双面且由含有活性能量线固化性化合物、聚合引发剂和抗静电剂的固化性组合物的固化物形成的保护层。以下,对本发明的偏振片进行详细的说明。
(偏光膜)
在本发明中使用的偏光膜,由聚乙烯醇系树脂形成,具体而言,是在经单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且所述二色性色素被取向而得到的偏光膜。
构成偏光膜的聚乙烯醇系树脂,通过将聚乙酸乙烯系树脂皂化而得到。作为聚乙酸乙烯系树脂,除了作为乙酸乙烯均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可以例示乙酸乙烯和可以与其共聚的其他单体的共聚物等。作为可以与乙酸乙烯共聚的其他单体,可以举出例如不饱和羧酸类、不饱和磺酸类、烯烃类、乙烯基醚类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常是85~100摩尔%左右,优选98~100摩尔%。聚乙烯醇系树脂还可以进一步被改性,例如也可以使用经醛类改性而得到的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。此外,聚乙烯醇系树脂的聚合度通常是1,000~10,000左右,优选1,500~10,000左右。
将该聚乙烯醇系树脂制膜而得到的膜可以作为偏光膜的原始膜(原反フイルム)使用。对将聚乙烯醇系树脂制膜的方法没有特别限制,可以用公知的方法来制膜。对由聚乙烯醇系树脂制成的原始膜的膜厚没有特别限制,但例如为10μm~150μm左右。
偏光膜通常经由下述工序来制造,即,对由如上所述的聚乙烯醇系树脂制成的原始膜进行单轴拉伸的工序、将聚乙烯醇系树脂膜用二色性色素染色而使其吸附该二色性色素的工序、将吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜用硼酸水溶液处理的工序、以及在经硼酸水溶液处理后进行水洗的工序。
单轴拉伸可以在利用二色性色素的染色前进行,也可以与该染色同时进行,还可以在该染色后进行。当单轴拉伸在利用二色性色素的染色之后进行时,该单轴拉伸可以在硼酸处理前进行,也可以在硼酸处理过程中进行。此外,也可以在这些多个阶段进行单轴拉伸。在单轴拉伸时,可以在圆周速度不同的辊之间进行单轴拉伸,还可以使用热辊进行单轴拉伸。此外,可以是在大气中进行拉伸等干式拉伸,还可以是在用溶剂使其溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常是4~8倍左右。
在将聚乙烯醇系树脂膜用二色性色素染色时,例如,将聚乙烯醇系树脂膜浸渍在含有二色性色素的水溶液中即可。作为二色性色素,可以使用碘、二色性染料等。另外,聚乙烯醇系树脂膜优选在染色处理之前实施向水的浸渍处理。
在使用碘作为二色性色素时,作为染色方法,通常采用在含有碘和碘化钾的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜的方法。关于该水溶液中的碘含量,通常相对于水100重量份为0.01~0.5重量份左右,此外,关于碘化钾的含量,通常相对于水100重量份为0.5~10重量份左右。染色时使用的水溶液的温度通常是20~40℃左右,此外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常是30~300秒左右。
另一方面,在使用二色性染料作为二色性色素时,作为染色方法,通常采用在含有水溶性二色性染料的染料水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜的方法。关于该染料水溶液中的二色性染料的含量,通常相对于水100重量份为1×10-3~1×10-2重量份左右。染料水溶液还可以含有硫酸钠等无机盐作为染色助剂。染料水溶液的温度通常是20~80℃左右,此外,在染料水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常是30~300秒左右。
利用二色性色素染色后的硼酸处理,通过将已被染色的聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有硼酸的水溶液中来进行。关于在含有硼酸的水溶液中的硼酸含量,相对于水100重量份通常是2~15重量份左右,优选5~12重量份左右。在使用碘作为二色性色素时,含有硼酸的水溶液优选含有碘化钾。关于在含有硼酸的水溶液中的碘化钾的含量,通常是相对于水100重量份为2~20重量份左右,优选5~15重量份左右。在含有硼酸的水溶液中的浸渍时间通常是100~1,200秒左右,优选150~600秒左右,进而优选200~400秒左右。含有硼酸的水溶液的温度通常是50℃以上,优选50~85℃。
硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜通常被实施水洗处理。水洗处理例如通过将经硼酸处理的聚乙烯醇系树脂膜浸渍于水中来进行。水洗处理时水的温度通常是5~40℃左右,浸渍时间是2~120秒左右。水洗后实施干燥处理,得到偏光膜。干燥处理可以使用热风干燥机、远红外线加热器来进行。干燥温度通常是40~100℃左右。干燥处理的时间通常是120~600秒左右。
由以上可知,可以制作在经单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且所述二色性色素被取向的偏光膜。偏光膜的厚度可以制成5~40μm左右。
(保护层)
在本发明中,通过在上述偏光膜的单面或双面,层叠由含有活性能量线固化性化合物、聚合引发剂和抗静电剂的固化性组合物的固化物形成的保护层而制成偏振片。
作为用于形成保护层的固化性组合物中所含的活性能量线固化性化合物,只要能获得偏光膜和保护层的充分密合性,就没有特别限定,但是可以举出阳离子系固化性化合物、自由基系固化性化合物等。
作为上述阳离子系固化性化合物,可以举出环氧系化合物。其中,从能够更有效地使偏光膜和保护层的密合性提高的角度出发,作为活性能量线固化性化合物,优选使用至少具有一个在脂环式环上键合的环氧基的环氧系化合物(以下称为脂环式环氧系化合物。)。这里,在本发明中,所谓“环氧系化合物”,是指在分子内具有2个以上的环氧基且经活性能量线的照射能固化的化合物。通过使用环氧系化合物,可以使偏光膜和保护层的密合性进一步提高。
此外,所谓“在脂环式环上键合的环氧基”,具有下述式(1)所示的结构,式中,m是2~5的整数。
因此,所谓脂环式环氧系化合物,是指具有1个以上上述式(1)所示结构且在分子内具有总计2个以上的环氧基的化合物。更具体而言,将上述式(1)的(CH2)m中的一个或多个氢除去而得到的基团与其他化学结构键合而得的化合物,可以成为脂环式环氧系化合物。(CH2)m中的一个或多个氢,还可以用甲基、乙基等直链状烷基进行适当地取代。在脂环式环氧系化合物中,具有氧杂二环己烷环(上述式(1)中m=3)、氧杂二环庚烷(上述式(1)中m=4)的环氧系化合物,由于弹性模量高、容易获得与偏光膜的密合性优异的保护层,因此更为优选使用。在脂环式环氧系化合物中,在脂环式环上键合的环氧基至少存在一个即可,剩余的环氧基可以不与脂环式环键合,但优选2个以上的环氧基全部键合在脂环式环上。以下,具体例示了在本发明中优选使用的脂环式环氧系化合物的结构,但是不限于这些化合物。
(a)下述式(2)所示的环氧环己基甲基环氧环己烷羧酸酯类:
(式中,R1和R2相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基。)
(b)下述式(3)所示的链烷二醇的环氧基己烷羧酸酯类:
(式中,R3和R4相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基,n表示2~20的整数。)
(c)下述式(4)所示的二羧酸的环氧环己基甲基酯类:
(式中,R5和R6相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基,p表示2~20的整数。)
(d)下述式(5)所示的聚乙二醇的环氧环己基甲基醚类:
(式中,R7和R8相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基,q表示2~10的整数。)
(e)下述式(6)所示的烷烃二醇的环氧环己基甲基醚类:
(式中,R9和R10相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基,r表示0~18的整数。)
(f)下述式(7)所示的二环氧基三螺环化合物:
(式中,R11和R12相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基。)
(g)下述式(8)所示的二环氧基单螺环化合物:
(式中,R13和R14相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基。)
(h)下述式(9)所示的乙烯基环己烯二环氧化物类:
(式中,R15表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基。)
(i)下述式(10)所示的环氧环戊基醚类:
(式中,R16和R17相互独立地表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基。)
(j)下述式(11)所示的二环氧基三环癸烷(diepoxy tricyclodecane)类:
(式中,R18表示氢原子或碳原子数1~5的直链状烷基。)
在上述例示的脂环式环氧系化合物中,对于下面的脂环式环氧系化合物,从有市售或者其类似物比较容易获得等理由出发,优选使用。
(A)7-氧杂二环[4.1.0]庚烷-3-羧酸和(7-氧杂-二环[4.1.0]庚-3-基)甲醇的酯化物[在上述式(2)中,R1=R2=H的化合物]
(B)4-甲基-7-氧杂二环[4.1.0]庚烷-3-羧酸和(4-甲基-7-氧杂-二环[4.1.0]庚-3-基)甲醇的酯化物[在上述式(2)中,R1=4-CH3、R2=4-CH3的化合物]
(C)7-氧杂二环[4.1.0]庚烷-3-羧酸和1,2-乙二醇的酯化物[在上述式(3)中,R3=R4=H、n=2的化合物]、
(D)(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)甲醇与己二酸的酯化物[在上述式(4)中,R5=R6=H、p=4的化合物]
(E)(4-甲基-7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)甲醇与己二酸的酯化物[在上述式(4)中,R5=4-CH3、R6=4-CH3、p=4的化合物]
(F)(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)甲醇与1,2-乙二醇的醚化物[在上述式(6)中,R9=R10=H、r=0的化合物]
在本发明中,优选使用上述的脂环式环氧系化合物作为环氧系化合物,但还可以与该脂环式环氧系化合物一起并用其他的环氧系化合物。作为其他的环氧系化合物,可以例示氢化环氧系化合物,脂肪族环氧系化合物等。
氢化环氧系化合物可以通过在催化剂的存在下、在加压下使芳香族环氧系化合物选择性地进行氢化反应而获得。作为芳香族环氧系化合物,可以举出例如双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、双酚S的二缩水甘油醚这样的双酚型环氧树脂;苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、羟基苯甲醛苯酚酚醛环氧树脂这样的酚醛型的环氧树脂;四羟基苯基甲烷的缩水甘油醚、四羟基二苯甲酮的缩水甘油醚、环氧化聚乙烯苯酚这样的多官能型的环氧树脂等。其中,作为氢化环氧系化合物,优选使用双酚A氢化物的缩水甘油醚。
作为脂肪族环氧系化合物,可以举出脂肪族多元醇或其环氧烷加成物的聚缩水甘油醚。更具体而言,可以举出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,在乙二醇、丙二醇、甘油这样的脂肪族多元醇上加成1种或2种以上的亚烷基环氧化物(环氧乙烷、环氧丙烷)而得到的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚等。
在本发明中,从耐气候性、折射率、阳离子聚合性等观点出发,作为环氧系化合物,优选主要使用分子内不含芳香环的环氧系化合物。此外,环氧系化合物的环氧当量通常是30~3,000g/当量,优选50~1,500g/当量。在环氧当量小时,存在固化后的保护层的挠性降低,或与偏光膜的密合性降低的可能性。另一方面,在环氧当量大时,存在与其他成分的相容性降低的可能性。
在本发明中使用的固化性组合物,在含有阳离子系固化性化合物(例如脂环式环氧系化合物)时,其含有率在全部活性能量线固化性化合物中优选为30~70重量%,更优选40~60重量%。在阳离子系固化性化合物的含有率小时,存在与偏光膜的密合性降低的趋势,另一方面,在该含有率大时,存在因固化膜的黄变导致光学性能降低的趋势。
此外,在使用脂环式环氧系化合物以外的其他环氧系化合物时,关于该其他环氧系化合物的添加量,在环氧系化合物100重量份中优选为30重量份以下。在超过30重量份时,存在固化物的弹性模量降低、抑制偏光膜的收缩的效果降低的趋势。
在本发明中使用的固化性组合物,在含有环氧系化合物等阳离子系聚合性化合物时,优选在该固化性组合物中配合阳离子聚合光引发剂。如果使用阳离子聚合光引发剂,则在常温下可以形成保护层,因此可以减少考虑因偏光膜的耐热性、膨胀而引起的变形的必要,可以以良好的密合性将保护层形成在偏光膜上。此外,阳离子聚合光引发剂因光而发挥催化作用,因此即使混合在环氧系化合物中保存稳定性、操作性也优异。
关于阳离子聚合光引发剂,是通过可见光线、紫外线、X射线、电子射线等活性能量线的照射,产生阳离子种或路易斯酸,使环氧基的聚合反应开始的物质。在本发明中,可以使用任何类型的阳离子聚合光引发剂,若举出具体例,则可以举出例如芳香族重氮盐、芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐这样的鎓盐、芳茂铁络合物等。
作为芳香族重氮盐,可以举出例如苯重氮六氟锑酸盐、苯重氮六氟磷酸盐、苯重氮六氟硼酸盐等。
此外,作为芳香族碘鎓盐,可以举出例如二苯碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、二苯碘鎓六氟磷酸盐、二苯碘鎓六氟锑酸盐、二(4-壬基苯基)碘鎓六氟磷酸盐等。
作为芳香族锍盐,可以举出例如三苯基锍六氟磷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐、4,4’-双(二苯基锍)二苯基硫化物双六氟磷酸盐、4,4’-双[二(β-羟基乙氧基)苯基锍]二苯基硫化物双六氟锑酸盐、4,4’-双[二(β-羟基乙氧基)苯基锍]二苯基硫化物双六氟磷酸盐、7-[二(对甲苯基)锍]-2-异丙基噻吨酮六氟锑酸盐、7-[二(对甲苯基)锍]-2-异丙基噻吨酮四(五氟苯基)硼酸盐、4-苯基羰基-4’-二苯基锍-二苯基硫化物六氟磷酸盐、4-(对叔丁基苯基羰基)-4’-二苯基锍-二苯基硫化物六氟锑酸盐、4-(对叔丁基苯基羰基)-4’-(对甲苯基)锍-二苯基硫化物四(五氟苯基)硼酸盐等。
此外,作为芳茂铁络合物,可以举出例如二甲苯-环戊二烯基铁(II)六氟锑酸盐、异丙苯-环戊二烯基铁(II)六氟磷酸酯、二甲苯-环戊二烯基铁(II)-三(三氟甲基磺酰)甲烷化物等。
这些阳离子聚合光引发剂,可以容易地获得市售品,例如,若分别用商品名来命名,则可以举出“Kayarad PCI-220”、“Kayarad PCI-620”(以上由日本化药株式会社制)、“UVI-6990”(联合碳化物(UnionCarbide)公司制)、“Adeka Optomer SP-150”、“Adeka Optomer SP-170”(以上由(株)ADEKA制)、“CI-5102”、“CIT-1370”、“CIT-1682”、“CIP-1866S”、“CIP-2048S”、“CIP-2064S”(以上由日本曹达株式会社制)、“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”(以上由绿化学株式会社制)、“PI-2074”(罗地亚(Rhodia)公司制)、“UVA CURE 1590”(DAICEL-CYTEC(株)制)等。
这些阳离子聚合光引发剂,可以分别单独使用,也可以混合2种以上使用。其中,尤其是芳香族锍盐,即便在300nm以上的波长区域也具有紫外线吸收特性,因此固化性优异,可以提供具有良好机械强度以及与偏光膜的良好密合性的固化物,因此优选使用。
关于阳离子聚合光引发剂的配合量,相对于阳离子系固化性化合物100重量份,通常是0.5~20重量份,优选1~6重量份。在阳离子聚合光引发剂的配合量少时,固化不充分,存在机械强度、保护层与保护膜的密合性降低的趋势。而在阳离子聚合光引发剂的配合量过多时,存在所得的偏振片的耐久性能降低的可能性。
在使用环氧系化合物作为阳离子系固化性化合物时,还可以在固化性组合物中添加氧杂环丁烷系化合物。通过添加氧杂环丁烷系化合物,可以降低固化性组合物的粘度,加快固化速度。而且,可以防止固化膜的黄变,使光学性能提高。
氧杂环丁烷系化合物是在分子内至少具有四元环醚结构的化合物,可以举出例如3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、二[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、苯酚酚醛氧杂环丁烷等。这些氧杂环丁烷系化合物,可以容易地取得市售品,例如,均以商品名举例,可以举出“ARON OXETANEOXT-101”、“ARON OXETANE OXT-121”、“ARON OXETANEOXT-211”、“ARON OXETANE OXT-221”、“ARON OXETANEOXT-212”(以上为东亚合成(株)制)等。
对氧杂环丁烷系化合物的配合量没有特别限定,但通常在全部活性能量线固化性化合物中为5~30重量%,优选10~25重量%。
接着,对自由基系聚合性化合物进行说明。作为自由基聚合性化合物,优选使用在分子内具有一个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物。通过使用(甲基)丙烯酸系化合物,可以使保护层的机械强度提高。其中,更优选使用单独使其固化而得到的固化物的弹性模量达到3000MPa以上的(甲基)丙烯酸系化合物。单独使该(甲基)丙烯酸系化合物固化而得的固化物的弹性模量,更优选为3100MPa以上。通过使用使其固化而得到的固化物的弹性模量达到3000MPa以上的(甲基)丙烯酸系化合物,可以获得硬度和机械强度更高,能够更有效地抑制偏光膜的收缩的保护层。另外,所谓“(甲基)丙烯酰氧基”,是指甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基。此外,所谓“(甲基)丙烯酸系化合物”,分别指丙烯酸酯衍生物或甲基丙烯酸酯衍生物。
使(甲基)丙烯酸系化合物单独固化而得到的固化物的弹性模量,如下进行测定。首先,将由(甲基)丙烯酸系化合物和自由基聚合引发剂构成且不含其他活性能量线固化性化合物的组合物,涂敷在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上,进行光照射,使该组合物固化。接着,将该固化物层切成每个PET膜1cm宽×8cm长,将PET膜剥离而得到样品。然后,用(株)岛津制作所制AUTOGRAPH AG-1S试验机的上下夹具,以夹具的间隔为5cm的方式夹持上述样品的长边方向两端,以拉伸速度10mm/分钟进行拉伸,由所得的应力-变形曲线中的初期直线斜率来计算弹性模量。
自由基系固化性化合物,可以在自由基聚合光引发剂的存在下,例如可以通过照射紫外线、可见光、电子射线、X射线等活性能量线而使其聚合、固化。
作为在分子内具有1个以上(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物,可以举出在分子内具有1个以上(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体(以下称为(甲基)丙烯酸酯单体。)、在分子内具有2个以上(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯低聚物(以下称为(甲基)丙烯酸酯低聚物。)等含有(甲基)丙烯酰氧基的化合物。这些化合物可以单独使用,也可以并用2种以上。另外,所谓“(甲基)丙烯酸酯单体”,是指丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体,所谓“(甲基)丙烯酸酯低聚物”,是指丙烯酸酯低聚物或甲基丙烯酸酯低聚物。
作为(甲基)丙烯酸酯单体,可以举出在分子内具有1个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体(以下称为单官能(甲基)丙烯酸酯单体)、在分子内具有2个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体(以下称为2官能(甲基)丙烯酸酯单体)以及在分子内具有3个以上(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体(以下称为多官能(甲基)丙烯酸酯单体。)。(甲基)丙烯酸酯单体可以仅使用1种,也可以并用两种以上。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体的具体例,可以举出(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二氢双环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二氢双环戊二烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯、三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯、单(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等。
此外,作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,还可以使用含有羧基的(甲基)丙烯酸酯单体。作为含有羧基的单官能(甲基)丙烯酸酯单体,可以举出2-(甲基)丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、N-(甲基)丙烯酰氧基-N’,N’-二羧基-对亚苯基二胺、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基偏苯三酸等。此外,作为单官能(甲基)丙烯酸酯单体,还可以使用4-(甲基)丙烯酰基氨基-1-羧甲基哌啶这样的含有(甲基)丙烯酰基氨基的单体等。
作为上述2官能(甲基)丙烯酸酯单体,代表性地有亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯类、聚氧亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯类、卤代亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯类、脂肪族多元醇的二(甲基)丙烯酸酯类、氢化二环戊二烯或三环癸烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯类、二噁烷二醇或二噁烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯类、双酚A或双酚F的环氧烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯类、双酚A或双酚F的环氧基二(甲基)丙烯酸酯类等,但对它们没有限定,可以使用各种2官能(甲基)丙烯酸酯单体。
若举出2官能(甲基)丙烯酸酯单体的更具体的例子,则有乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、硅酮二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸酯新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-双[4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基苯基]丙烷、2,2-双[4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基环己基]丙烷、氢化二环戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-二噁烷-2,5-二基二(甲基)丙烯酸酯[别名:二噁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯]、羟基新戊醛和三羟甲基丙烷的缩醛化合物[化学名:2-(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-5-乙基-5-羟甲基-1,3-二噁烷]的二(甲基)丙烯酸酯、三(羟乙基)异氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述多官能(甲基)丙烯酸酯单体,代表性地有甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等3官能以上的脂肪族多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯,除此之外,可以举出3官能以上的卤代多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯、甘油的环氧烷加成物的三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷的环氧烷加成物的三(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三[(甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基]丙烷、三(羟乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯类等。
作为上述(甲基)丙烯酸酯低聚物,可以举出2官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物(以下称为多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。)、2官能以上的聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物(以下称为多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。)、2官能以上的环氧基(甲基)丙烯酸酯低聚物(以下称为多官能环氧基(甲基)丙烯酸酯低聚物。)等。(甲基)丙烯酸酯低聚物可以仅使用1种,也可以并用2种以上。
作为上述多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物,可以举出在分子内具有(甲基)丙烯酰氧基和羟基分别1个以上的(甲基)丙烯酸酯单体和聚异氰酸酯的氨基甲酸酯化反应产物、使多元醇类和聚异氰酸酯发生反应而得的异氰酸酯化合物与在分子内具有(甲基)丙烯酰氧基和羟基分别1个以上的(甲基)丙烯酸酯单体的氨基甲酸酯化反应产物等。
作为在上述氨基甲酸酯化反应中使用的具有(甲基)丙烯酰氧基和羟基分别1个以上的(甲基)丙烯酸酯单体,可以举出(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
作为在上述氨基甲酸酯化反应中使用的聚异氰酸酯,可以举出六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸(リジン)二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、将这些二异氰酸酯中的芳香族异氰酸酯类进行氢化而得到的二异氰酸酯(例如,氢化甲苯二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯等的二异氰酸酯)、三苯基甲烷三异氰酸酯、二亚甲基三苯基三异氰酸酯等的二-或三-异氰酸酯、以及将二异氰酸酯多聚化而得的聚异氰酸酯等。
作为提供给与聚异氰酸酯的反应的多元醇类,除了芳香族、脂肪族和脂环式的多元醇以外,还可以使用聚酯多元醇、聚醚多元醇等。作为脂肪族和脂环式的多元醇,可以举出1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、二(三羟甲基)丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、二羟甲基庚烷、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、甘油、氢化双酚A等。
上述聚酯多元醇可以通过上述的多元醇类和多元性羧酸或其酸酐的脱水缩合反应而得到。作为多元羧酸或其酸酐,可以举出琥珀酸(酐)、己二酸、马来酸(酐)、衣康酸(酐)、偏苯三酸(酐)、苯均四酸(酐)、六氢邻苯二甲酸(酐)、邻苯二甲酸(酐)、间苯二甲酸、对苯二甲酸等。
作为上述聚醚多元醇,除了聚亚烷基二醇以外,还可以是通过上述的多元醇类或二羟基苯类与环氧烷的反应而得的聚氧亚烷基改性多元醇。
此外,多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物,可以通过(甲基)丙烯酸、多元性羧酸或其酸酐、及多元醇的脱水缩合反应而得到。作为在脱水缩合反应中使用的多元性羧酸或其酸酐,可以举出琥珀酸(酐)、己二酸、马来酸(酐)、衣康酸(酐)、偏苯三酸(酐)、苯均四酸(酐)、六氢邻苯二甲酸(酐)、邻苯二甲酸(酐)、间苯二甲酸、对苯二甲酸等。此外,作为在脱水缩合反应中使用的多元醇,可以举出1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、二(三羟甲基)丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、二羟甲基庚烷、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、甘油、氢化双酚A等。
此外,多官能环氧基(甲基)丙烯酸酯低聚物,可以通过聚缩水甘油基醚与(甲基)丙烯酸的加成反应而得到。作为聚缩水甘油醚,可以举出乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚等。
在上述的(甲基)丙烯酸系化合物中,例如,具有下述式(12)或(13)所示结构的(甲基)丙烯酸系化合物,不仅其单独固化而得到的固化物的弹性模量达到3000MPa以上,而且在与阳离子型固化性化合物、尤其是与脂环式环氧系化合物组合时,与偏光膜的密合性优异,因此优选。
在上述式(12)和(13)中,R19和R20相互独立地表示(甲基)丙烯酰氧基或(甲基)丙烯酰氧基烷基。在R19或R20是(甲基)丙烯酰氧基烷基时,该烷基可以是直链也可以是支链,可以采用1~10的碳原子数,但是一般碳原子数在1~6左右就足够了。此外,在式(13)中,R21为氢或碳原子数为1~10的烃基,烃基可以是直链也可以是支链,典型地是烷基。此时的烷基,一般碳原子数在1~6左右就足够了。
式(12)所示的化合物,是氢化二环戊二烯或三环癸烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯衍生物,作为其具体例,是先前示例的物质,可以举出氢化二环戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯[式(12)中,R19=R20=(甲基)丙烯酰氧基的化合物]、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯[式(12)中,R19=R20=(甲基)丙烯酰氧基甲基的化合物]等。
此外,式(13)中所示的化合物,是二噁烷二醇或二噁烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯衍生物,作为其具体例,是先前示例的物质,可以举出1,3-二噁烷-2,5-二基二(甲基)丙烯酸酯[别名:二噁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯,在式(13)中,R19=R20=(甲基)丙烯酰氧基、R21=H的化合物]、羟基新戊醛和三羟甲基丙烷的缩醛化合物[化学名:2-(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-5-乙基-5-羟甲基-1,3-二噁烷]的二(甲基)丙烯酸酯[在式(13)中,R19=(甲基)丙烯酰氧基甲基、R20=2-(甲基)丙烯酰氧基-1,1-二甲基乙基、R21=乙基的化合物]等。
本发明中使用的固化性组合物,在含有自由基系固化性化合物(例如,在分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物)时,其含有率在活性能量线固化性化合物中优选30~70重量%,更优选35~65重量%,特别优选40~60重量%。在自由基系固化性化合物的含有率少时,存在因固化膜的黄变而导致光学性能降低的趋势,而在含有率多时,存在与偏光膜的密合性降低的趋势。
当在本发明中使用的固化性组合物含有自由基系固化性化合物时,在该固化性组合物中优选配合自由基聚合光引发剂。作为自由基聚合光引发剂,若是可以通过活性能量线的照射而开始自由基系固化性化合物的聚合的物质,就没有特别限定,可以使用以往公知的聚合引发剂。若举出自由基聚合光引发剂的具体例,没有特别限定,例如有以苯乙酮、3-甲基苯乙酮、苯偶酰二甲基缩酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫)苯基-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮为代表的苯乙酮系引发剂;以二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮为代表的二苯甲酮系引发剂;以苯偶姻丙醚、苯偶姻乙醚为代表的苯偶姻醚系引发剂;以4-异丙基噻吨酮为代表的噻吨酮系引发剂;除此之外,有呫吨酮、芴酮、樟脑醌、苯甲醛、蒽醌等。
关于自由基聚合光引发剂的配合量,相对于自由基系固化性化合物100重量份,通常是0.5~20重量份,优选1~6重量份。若是自由基聚合光引发剂的配合量少,则固化变得不充分,存在机械强度、保护层和偏光膜的密合性降低的趋势。此外,在自由基聚合光引发剂的配合量过多时,具有所得的偏振片的耐久性能降低的可能性。
在本发明中,固化性组合物中,作为活性能量线固化性化合物,优选含有环氧系化合物和在分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物两者。其中,固化性组合物中,作为活性能量线固化性化合物,更优选含有脂环式环氧系化合物、以及使其固化而得到的弹性模量达到3000MPa以上的在分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物两者。作为活性能量线固化性化合物,通过使用环氧系化合物和在分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物两者,能够容易地进行固化性组合物的粘度和固化速度、以及所得的保护层的表面固化性、与偏光膜的密合性和弹性模量等的调整,硬度和机械强度优异,因此,可以得到在高温高湿下能够有效地抑制偏光膜收缩的保护层。此外,不仅可以对保护层赋予高密合性,而且可以提供耐湿热性优异的偏振片。
在并用环氧系化合物和在分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物的情况下,分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物在这些化合物的总量中的含有率,优选30~70重量%,更优选35~65重量%,特别优选40~60重量%。在该含有率低时,存在偏振片的收缩率增大的情况下。另外,在该含有率高时,存在偏光膜与保护层的密合性不充分的情况。
接着,对抗静电剂进行说明。在本发明中,抗静电剂含于在保护层的形成时使用的固化性组合物中。由此,在由该固化性组合物的固化物形成的保护层中,分散抗静电剂,可以防止保护层的带电。通过对保护层赋予抗静电能力,例如,当将在设置于保护层上的粘合剂层表面粘贴的剥离膜剥离时,或者在液晶单元上借助在保护层上设置的粘合剂层贴合偏振片后,可以防止在剥离该偏振片时因静电所导致的带电,可以有效地抑制因静电所导致的液晶显示装置的液晶驱动部位的破坏。
以往,作为防止保护层带电的技术,已知的是在三乙酰纤维素膜等保护膜上,形成含有抗静电剂的树脂固化膜(抗静电层)的方法(例如上述专利文献6),但是在该方法中,由于成为保护膜和抗静电层的双层结构,所以偏振片的薄膜化是有限度的。另一方面,在本发明中,通过使抗静电剂分散于由固化性组合物的固化物形成的保护层自身中,对保护层自身赋予抗静电能力,因此没有必要另行设置抗静电层。因此,根据本发明,可以实现偏振片的进一步薄膜化和轻量化。此外,作为保护层,通过采用含有抗静电剂的固化性组合物的固化物,可以同时实现对保护层的抗静电能力的赋予和与省略抗静电层相伴随的偏振片的薄型轻量化,以及保护层自身厚度降低、与偏光膜的密合性的提高、保护层的硬度提高和偏光膜的收缩抑制力的提高。
作为抗静电剂,没有特别限定,可以举出例如离子型化合物、导电性微粒、导电性高分子等。作为离子型化合物,可以举出具有有机阳离子的离子型化合物和具有无机阳离子的离子型化合物。
作为具有有机阳离子的离子型化合物,例如可以举出1-丁基吡啶鎓四氟硼酸盐、1-丁基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶鎓三氟甲烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-甲基吡啶鎓双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-己基吡啶鎓四氟硼酸盐、1-己基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-辛基吡啶鎓六氟磷酸盐、2-甲基-1-吡咯啉四氟硼酸盐、1-乙基-2-苯基吲哚四氟硼酸盐、1,2-二甲基吲哚四氟硼酸盐、1-乙基咔唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟乙酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓七氟丁酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲烷磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓全氟丁烷磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二氨基氰、1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓三(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓七氟丁酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓全氟丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、1-己基-3-甲基溴化咪唑鎓、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓三氟甲烷磺酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-己基-2,3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酸盐、1-甲基吡唑鎓四氟硼酸盐、3-甲基吡唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡唑鎓六氟磷酸盐、四丁基铵六氟磷酸盐、四丁基铵-对甲苯磺酸盐、四己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵四氟硼酸盐、N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、二烯丙基二甲基铵四氟硼酸盐、二烯丙基二甲基铵三氟甲烷磺酸盐、二烯丙基二甲基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、二烯丙基二甲基铵双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺、缩水甘油基三甲基铵三氟甲烷磺酸盐、缩水甘油基三甲基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、缩水甘油基三甲基铵双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺、1-丁基吡啶鎓(三氟甲烷磺酰基)三氟乙酰胺、1-丁基-3-甲基吡啶鎓(三氟甲烷磺酰基)三氟乙酰胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓(三氟甲烷磺酰基)三氟乙酰胺、二烯丙基二甲基铵(三氟甲烷磺酰基)三氟乙酰胺、缩水甘油基三甲基铵(三氟甲烷磺酰基)三氟乙酰胺、N,N-二甲基-N-乙基-N-丙基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-乙基-N-丁基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-乙基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-乙基-N-己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-乙基-N-庚基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-乙基-N-壬基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N,N-二丙基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-丙基-N-丁基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-丙基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-丙基-N-己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-丙基-N-庚基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-丁基-N-己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-丁基-N-庚基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N-戊基-N-己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二甲基-N,N-二己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、三甲基庚基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二乙基-N-甲基-N-丙基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二乙基-N-甲基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二乙基-N-甲基-N-庚基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二乙基-N-丙基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、三乙基丙基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、三乙基戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、三乙基庚基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二丙基-N-甲基-N-乙基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二丙基-N-甲基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二丙基-N-丁基-N-己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二丙基-N,N-二己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二丁基-N-甲基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、N,N-二丁基-N-甲基-N-己基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、三辛基甲基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、三辛基甲基铵六氟磷酸盐、N-甲基-N-乙基-N-丙基-N-戊基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、(2-羟乙基)三甲基铵双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、(2-羟乙基)三甲基铵二甲基亚膦酸酯等。
作为具有无机阳离子的离子性化合物,可以举出例如溴化锂、碘化锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、硫氰酸锂、高氯酸锂、三氟甲烷磺酸锂、双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂、双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺锂、三(三氟甲烷磺酰基)甲基锂等。
作为导电性微粒,可以举出例如掺杂了锑的氧化锡、掺杂了磷的氧化锡、氧化锑、锑酸锌、氧化钛、氧化锌、ITO(铟锡复合氧化物,Indium Tin Oxide)等导电性无机粒子。
作为导电性高分子,可以举出聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚噻吩等。
在上述抗静电剂中,从与活性能量线固化性化合物的相容性优异的角度出发,优选使用离子型化合物,更优选使用具有有机阳离子的离子型化合物,在具有有机阳离子的离子型化合物中,进一步优选使用鎓系化合物。
这种抗静电剂可以分别单独使用,也可以组合2种以上使用。另外,抗静电剂的例子,不限于上面所列举的物质。
保护层优选光学透明,因此所使用的抗静电剂优选使用不发生光散射等且不阻碍保护层的光学透明性的物质。
上述抗静电剂,优选相对于固化性组合物中所含的活性能量线固化性化合物100重量份,添加0.5~20重量份,更优选2~15重量份,进一步优选4~10重量份。在抗静电剂的添加量少时,存在保护层的抗静电性能不充分的情况。另一方面,在抗静电剂的添加量过多时,有时偏光膜和保护层的密合性会降低。另外,抗静电剂的最适量会根据所使用的抗静电剂的种类、活性能量线固化性化合物的种类等而异,因此优选按照使后述的表面电阻值为1.0×1013Ω/□以下的方式在上述范围内调整添加量。
关于固化性组合物,除了活性能量线固化性化合物、抗静电剂和聚合引发剂以外,根据需要可以含有流平剂。在将固化性组合物涂布在偏光膜、基材上时,在缺乏对该偏光膜、该基材的涂敷性的情况、固化性组合物的固化物的表面性差的情况下,可以通过添加流平剂来改善。作为流平剂,可以使用硅酮系、氟系、聚醚系、丙烯酸共聚物系、钛酸盐系等各种化合物。这些流平剂,可以分别单独使用,也可以混合2种以上使用。
关于上述流平剂,相对于固化性组合物中所含的活性能量线固化性化合物100重量份,优选添加0.01~1重量份,更优选0.1~0.7重量份,进一步优选0.2~0.5重量份。在流平剂的添加量少时,存在涂敷性、表面性的改善不充分的情况。而在流平剂的添加量过多时,存在偏光膜和保护层的密合性降低的情况。
此外,固化性组合物根据需要还可以含有光敏剂。通过使用光敏剂,活性能量线固化性化合物的阳离子聚合和/或自由基聚合的反应性提高,可以使保护层的机械强度、保护层和偏光膜的密合性提高。作为光敏剂,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、偶氮和重氮化合物、卤化物、光还原性色素等。作为具体的光敏剂,例如可以举出苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮这样的苯偶姻衍生物;二苯甲酮、2,4-二氯二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4,4’-双(二甲氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮这样的二苯甲酮衍生物;2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮这样的噻吨酮衍生物;2-氯蒽醌、2-甲基蒽醌这样的蒽醌衍生物;N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮这样的吖啶酮衍生物;除此之外,α,α-二乙氧基苯乙酮、苯偶酰、芴酮、呫吨酮、铀酰化合物、卤化物等,但是对它们没有限定。这些可以分别单独使用,也可以混合使用。
优选相对于活性能量线固化性化合物100重量份,以0.1~20重量份的范围含有光敏剂。
另外,在活性能量线固化性树脂组合物中,还可以添加在高分子材料中通常使用的公知的高分子添加剂。例如,可以举出酚系、胺系之类的一次抗氧化剂,硫系的二次抗氧化剂,受阻胺系光稳定剂(HALS),二苯甲酮系、苯并三唑系、苯甲酸酯系等紫外线吸收剂等。
需要说明的是,固化性组合物还可以根据需要含有溶剂。溶剂可以根据构成固化性组合物的成分的溶解性进行适当选择。作为普通使用的溶剂,可以举出正己烷、环己烷这样的脂肪烃类;甲苯、二甲苯这样的芳香族烃类;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇这样的醇类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮这样的酮类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯这样的酯类;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂这样的溶纤剂类;二氯甲烷、氯仿这样的卤代烃类等。关于溶剂的配合比例,从考虑到成膜性等加工性的所期待的固化性组合物粘度等观点出发,适当选择。
作为在偏光膜的单面或双面形成含有上述抗静电剂的保护层的方法,可以举出例如下面的方法。首先,例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)等基材上涂敷上述固化性组合物。接着,根据需要进行用于除去溶剂的干燥后,将具有由该固化性组合物形成的涂膜的基材,以该涂膜侧成为贴合面的方式,贴合在偏光膜上。此时,当在偏光膜的双面上层叠含有抗静电剂的保护层时,制作两片具有涂膜的基材,将这两片基材贴合在偏光膜的双面上。接着,对该层叠体照射可见光线、紫外线、X射线、电子射线等活性能量线或进行加热,由此使由固化性组合物形成的涂膜固化而形成保护层。最后,将基材剥离,得到在偏光膜的单面或双面具有含抗静电剂的保护层的偏振片。关于含有抗静电剂的保护层的厚度,考虑到薄型轻量性,则越薄越优选,但如果过薄,则无法充分地保护偏光膜,而且缺乏操作性。因此,关于含有抗静电剂的保护层的厚度,优选1~35μm左右。
也可以在偏光膜上直接涂敷固化性组合物,使其固化,从而形成保护层,但在固化性组合物含有溶剂并经由干燥工序而使其固化时,从防止偏光膜受到溶剂侵蚀或因干燥温度而收缩的观点出发,优选上述方法。此外,当在偏光膜的双面形成含有抗静电剂的保护层时,用于形成两保护层的固化性组合物的含有成分可以相同,也可以不同。
另外,当仅在偏光膜的单面形成含有抗静电剂的保护层时,可以在偏光膜的另一个面上层叠不含抗静电层的保护层(例如,除了不含抗静电剂以外,由与上述固化性组合物同样的固化性组合物的固化物形成的保护层、以及三乙酰纤维素膜等以往公知的保护膜),或者不设置保护层。
在通过活性能量线的照射而进行由固化性组合物形成的涂膜的固化时,对所利用的光源没有特别限定,但可以使用在波长400nm以下具有发光分布的例如低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学用灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。对固化性组合物的光照射强度,可根据每个该组合物而异,优选对自由基聚合光引发剂和/或阳离子聚合光引发剂的活化有效的波长区域的照射强度为10~2500mW/cm2。在对固化性组合物的光照射强度不足10mW/cm2时,反应时间过长,在超过2500mW/cm2时,由于来自灯辐射的热和固化性组合物的聚合时的放热,存在产生固化性组合物的黄变、偏光膜变差的可能性。对固化性组合物的光照射时间,根据每个该组合物来控制,依然没有特别限定,优选设定成以照射强度和照射时间的乘积所表示的累计光量为10~2500mJ/cm2。在向固化性组合物的累计光量少时,来自聚合引发剂的活性种的产生不充分,存在所得的保护层的固化不充分的可能性。而在累计光量过多时,照射时间变长,在生产率提高上变得不利。另外,活性能量线的照射优选在偏光膜的偏光度、透射率等各种性能不降低的范围进行。
如以上所得的含有抗静电剂的保护层,其表面电阻值在23℃55%RH的条件下为1.0×1013Ω/□以下,优选2.0×1012Ω/□以下,更优选5.0×1011Ω/□以下。在表面电阻值大时,将粘合剂层上的剥离膜剥离时,或者将偏振片从液晶单元剥离时,破坏液晶显示装置的液晶驱动部位的可能性增高,所以不优选。含有抗静电剂的保护层的表面电阻值,考虑所使用的抗静电剂的种类、活性能量线固化性化合物的种类等,可以通过将抗静电剂的添加量调整为适当的量来进行控制。
<光学构件和液晶显示装置>
本发明的光学构件由上述偏振片和光学功能层的层叠体构成,具体而言,具有在上述偏振片的保护层上设置光学功能层的结构。作为光学功能层,没有特别限定,可以使用以往公知的光学功能层。若举出光学功能层的具体例,则有例如反射层、半透射型反射层、光扩散层、相位差层、聚光板、辉度改善膜等。
反射层例如可以通过在偏振片的保护层上设置由铝等金属形成的箔、蒸镀膜而形成。半透射型反射层可以通过将反射层设为半反射镜,或者将含有珍珠色颜料等且显示光透射性的反射板设置在保护层而形成。光扩散层可以通过对保护层进行消光处理的方法、涂布含有微粒的树脂的方法、将含有微粒的膜粘接的方法等来形成。
关于相位差层,是以液晶单元的相位差的补偿等为目的而使用的,例如可以举出由各种塑料的拉伸膜等形成的双折射性膜、盘型液晶、向列相液晶取向固定的膜、在膜基材上形成有上述液晶层的相位差层等。此时,作为支承取向液晶层的膜基材,优选使用三乙酰纤维素等纤维素系膜。
聚光板用于光路控制等,因此可以形成为棱镜阵列片、透镜阵列板、或者附设点的片材等。
辉度改善膜的使用目的在于提高液晶显示装置等的辉度,作为其例子,可以举出将折射率的各向异性互不相同的薄膜多片层叠并按照使反射率产生各向异性的方式设计而成的反射型偏光分离片、将胆甾醇液晶聚合物的取向膜、其取向液晶层在膜基材上支承而得到的圆偏光分离片等。
上述光学功能层可以仅使用1种,也可以组合2种以上使用。光学功能层向保护层的贴合以及光学功能层彼此的贴合,可以使用胶粘剂或粘合剂进行。
本发明的偏振片或光学构件,可以良好地适用于液晶显示装置。此时,本发明的偏振片或光学构件,配置于液晶单元的单侧或双面。在液晶单元的双侧设置的偏振片或光学构件可以相同也可以不同。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明不限于这些例子。例中,表示使用量或含量的“份”和“%”,若没有特别说明,是重量基准。
(制造例1:偏光膜的制作)
将平均聚合度约2400、皂化度99.9摩尔%以上且厚度75μm的聚乙烯醇膜浸渍于30℃的纯水后,30℃下在碘/碘化钾/水的重量比为0.02/2/100的水溶液中浸渍。之后,56.5℃下在碘化钾/硼酸/水的重量比为12/5/100的水溶液中浸渍。接着,用8℃的纯水洗涤后,在65℃下进行干燥,得到在聚乙烯醇上吸附有碘且碘被取向的偏光膜(膜厚30μm)。拉伸主要在碘染色和硼酸处理的工序中进行,总拉伸倍率是5.3倍。
(制造例2:含有抗静电剂的固化性组合物I的制备)
首先,混合以下各成分,得到固化性组合物A。
3,4-环氧基环己基甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯(大赛璐化学(株)制,Ceroxide 2021P) 35份
双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚(东亚合成(株)制,ARONOXETANE OXT-221) 15份
三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(新中村化学工业(株)制,A-DCP)
50份
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(汽巴精化公司制,DAROCURE1173,自由基聚合光引发剂) 2.5份
4,4’-双[二苯基锍]二苯基硫化物双六氟磷酸酯系阳离子聚合光引发剂(DAICEL-CYTEC(株)制UVACURE 1590) 2.5份
接着,混合100份固化性组合物A和4份作为抗静电剂的下述所示的脂肪族胺系离子型化合物(a),得到含有抗静电剂的固化性组合物I。
(制造例3:含有抗静电剂的固化性组合物II的制备)
在制造例2中,将脂肪族胺系离子型化合物(a)的添加量设为6份,除此之外,以同样的操作得到含有抗静电剂的固化性组合物II。
(制造例4:含有抗静电剂的固化性组合物III的制备)
在制造例2中,将脂肪族胺系离子型化合物(a)的添加量设为10份,除此之外,以同样的操作得到含有抗静电剂的固化性组合物III。
(制造例5:含有抗静电剂的固化性组合物IV的制备)
在制造例2中,使用下述所示的脂肪族胺系离子型化合物(b)4份来代替脂肪族胺系离子型化合物(a),除此之外,以同样的操作得到含有抗静电剂的固化性组合物IV。
(制造例6:含有抗静电剂的固化性组合物V的制备)
在制造例2中,使用下述所示的脂肪族胺系离子型化合物(b)6份代替脂肪族胺系离子型化合物(a),除此之外,以同样的操作得到含有抗静电剂的固化性组合物V。
<实施例1>
使用棒涂机#7,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(东洋纺(株)制,ESTER FILM E5100)上,涂布在制造例2中得到的含有抗静电剂的固化性组合物I。接着,将形成了由该固化性组合物制成的涂膜的PET膜2片,以各自的涂膜侧成为贴合面的方式,使用贴附装置(FUJIPLA(株)制,LPA3301)贴合在制造例1中得到的偏光膜的双面上。利用Fusion UV Systems公司制的D VALVE,对该层叠体以累计光量1500mJ/cm2进行照射,使双面的涂膜固化。最后,通过剥离双面的PET膜,得到保护层的(固化涂膜)的膜厚各为12μm的且在偏光膜的双面具备具有抗静电性能的保护层的偏振片。在使用膜厚测定器((株)尼康制,ZC-101)测定偏振片的厚度时,结果为54μm(以下的实施例、比较例均用同样的测定方法来测定偏振片或偏光膜的厚度)。
<实施例2~5>
使用在制造例3~6中得到的含有抗静电剂的固化性组合物II~V来代替含有抗静电剂的固化性组合物I,除此之外,以与实施例1相同的操作制作偏振片。
<比较例1>
使用固化性组合物A(不含抗静电剂)代替含有抗静电剂的固化性组合物I,除此之外,以与实施例1相同的操作制作偏振片。
<比较例2>
使用如下的偏振片,即,在聚乙烯醇系树脂膜上吸附有碘且碘被取向的偏光膜(厚度30μm)的双面上,分别贴合由厚度为80μm的三乙酰纤维素膜(TAC膜)形成的保护膜,在单面的TAC上具有抗静电层的偏振片(住友化学(株)制,SRH862AP8-LT4-S/81-GS)。
<比较例3>
单独使用在制造例1中得到的偏光膜。
对实施例1~5和比较例1的偏振片,进行保护层和偏光膜的密合性试验。此外,对实施例1~5和比较例1~2的偏振片、比较例3的偏光膜进行抗静电性评价。结果示于表1。
表1
固化性组合物 | 偏振片(或偏光膜)的厚度(μm) | 密合性 | 表面电阻值(Ω/□) | |
实施例1 | I | 54 | A | 3.9×1011 |
实施例2 | II | 54 | A | 6.6×1010 |
实施例3 | III | 54 | A | 1.2×1010 |
实施例4 | IV | 56 | A | 1.2×1012 |
实施例5 | V | 56 | A | 2.7×1011 |
比较例1 | A | 50 | A | 3.2×1013 |
比较例2 | - | 196 | - | 2.7×1011 |
比较例3 | - | 30 | - | 6.4×1013 |
另外,各试验的测定方法如下。
[密合性试验]
在借助粘合剂将偏振片贴合于玻璃后,在保护层表面用切刀刻出100个1mm见方的格子,进行在其上贴上透明带后剥离的试验,数出100个格子中未剥离而有残留的格子数。其结果是,所有的偏振片中有残留的格子数均为100个。在表1中,“A”表示有残留的格子数为100/100。
[抗静电性评价]
使用表面固有电阻测定装置[三菱化学(株)制的“Hirest-upMCP-HT450”(商品名)],在23℃55%RH的条件下测定所得的偏振片的表面电阻值,评价抗静电性。抗静电性的评价在制作偏振片(在比较例3中为偏光膜)后,直接进行。
应认为本次公开的实施方式和实施例,在所有方面是例示,并不受限于此。本发明的范围不是上述的说明,而是由本发明要求保护的范围而示出,包括与本发明要求保护的范围等同的意思以及在范围内的所有变更。
Claims (10)
1、一种偏振片,其特征在于,
在偏光膜的至少单面上具有保护层,在所述偏光膜的聚乙烯醇系树脂膜上吸附有二色性色素且所述二色性色素被取向,其中,
所述保护层由含有活性能量线固化性化合物、聚合引发剂及抗静电剂的固化性组合物的固化物形成,
所述保护层的表面电阻值为1013Ω/□以下。
2、根据权利要求1所述的偏振片,其特征在于,
所述固化性组合物相对于所述活性能量线固化性化合物100重量份,含有0.5~20重量份的所述抗静电剂。
3、根据权利要求1或2所述的偏振片,其特征在于,
所述抗静电剂是离子型化合物。
4、根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片,其特征在于,
所述固化性组合物,含有至少具有一个在脂环式环上键合的环氧基的环氧系化合物作为所述活性能量线固化性化合物。
5、根据权利要求4所述的偏振片,其特征在于,
所述固化性组合物,还含有氧杂环丁烷系化合物作为所述活性能量线固化性化合物。
6、根据权利要求4或5所述的偏振片,其特征在于,
所述固化性组合物,还含有在分子内至少具有一个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸系化合物作为所述活性能量线固化性化合物。
7、一种光学构件,其特征在于,
由权利要求1~6中任一项所述的偏振片与光学功能层的层叠体构成。
8、根据权利要求7所述的光学构件,其特征在于,
所述光学功能层是相位差层。
9、根据权利要求7所述的光学构件,其特征在于,
所述光学功能层是辉度改善膜。
10、一种液晶显示装置,其特征在于,
在液晶单元的单面或双面配置有权利要求1~6中任一项所述的偏振片或权利要求7~9中任一项所述的光学构件。
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