CN101900839A - 偏光元件外面保护膜、偏光板以及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种具有高透明性、被施行过对聚乙烯醇所构成的偏光元件的易接着处理、配置于液晶显示元件外面侧的新颖的偏光元件外面保护膜、以及具备此种偏光元件外面保护膜的偏光板、以及液晶显示元件。本发明的偏光元件外面保护膜,是配置在液晶显示元件外面侧,其特征在于,具备:透明合成树脂制的基材层、以及于该基材层内面侧所积层的亲水性树脂层。构成基材层的合成树脂是选自丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚丙烯系树脂、环烯烃系树脂、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂所构成群中至少1种。构成亲水性树脂层的亲水性树脂的主链可由选自聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂以及环氧系树脂所构成群中至少1种所形成。
Description
技术领域
本发明是关于一种偏光元件外面保护膜、以及具备偏光元件外面保护膜的偏光板、以及具备偏光板的液晶显示元件。
背景技术
近年来,液晶显示装置(LCD)因薄型、质轻,消耗电力低,故取代CRT被广泛地使用着。液晶显示元件的使用领域,从以往的电子计算机、时钟等小型品逐渐扩展至汽车用计量仪器、PC监视器、电视等大型品。
如图6所示般,配置于液晶显示装置的一般的液晶显示元件21,具备:液晶层27被两面的透明介质层26(例如玻璃)所挟持的液晶胞25、以及于具有偏光能力的偏光元件24的两面贴合有偏光板用保护膜23的偏光板22,液晶胞25具有经由接着剂层28而被偏光板22加以上下挟持的构造。如此般,基于强度提升与使用便利性的观点考量,偏光元件24是由偏光元件保护膜23所保护。
偏光元件的原料一般是使用属亲水性树脂的聚乙烯醇(PVA),将PVA膜做单轴拉伸之后,以碘或双色性染料做染色,或是染色后进行拉伸,接着以硼化合物做交联以形成偏光元件。此外,由于偏光元件保护膜被要求具光学透明性、双折射性低、表面平滑、以及和PVA所构成的偏光元件的接着性优异等特性,故一般是使用三醋酸纤维素(TAC)。三醋酸纤维素利用碱做碱化处理(酯基转换为亲水性基的羟基)之后,接着于属亲水性树脂的聚乙烯醇所构成的偏光元件上。就提高上述三醋酸纤维素的各种所需特性的技术而言,已有人提出例如对三醋酸纤维素层形成特定树脂层(特开平9-113728号公报、特开平9-281333号公报)。但是,由于三醋酸纤维素昂贵,乃需要开发出具有同等性质的廉价的替代材料。
以配置于液晶显示元件内面侧(接近液晶胞之侧)的偏光元件保护膜而言,由于特别极端要求具有低双折射性(亦即无配向性),目前尚未发现三醋酸纤维素的适当的替代材料。另一方面,由于以配置于液晶显示元件外面侧(远离液晶胞之侧、亦即图6中最上层与最下层的23位置)的偏光元件保护膜的所需特性而言,透明性会比有无双折射性占有更重要地位,乃期待开发出三醋酸纤维素以外的替代材料。
以可替代三醋酸纤维素的具高透明性的通用树脂材料而言,可考虑丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚丙烯系树脂、环烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂等。但是,此等树脂由于不具亲水性基,从而和构成偏光元件的聚乙烯醇亲水性树脂的接着性差,也因有此缺点,所以无法直接做为三醋酸纤维素的替代材料来使用。因此,乃期望开发出一种不仅有高透明性、且和聚乙烯醇所构成的偏光元件的接着变得容易的用以配置在液晶显示元件外面侧的新颖的偏光元件外面保护膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1 特开平9-113728号公报
专利文献2 特开平9-281333号公报
发明内容
发明所欲解决的课题
本发明是鉴于上述问题所得者,其目的在于提供一种具有高透明性、施行过对聚乙烯醇所构成偏光元件的易接着处理、配置在液晶显示元件外面侧的新颖偏光元件外面保护膜、以及具备此种偏光元件外面保护膜的偏光板、以及液晶显示元件。
用以解决课题的手段
用以解决上述课题的发明如下:
一种偏光元件外面保护膜,是配置在液晶显示元件外面侧,其特征在于,具备:
透明合成树脂制的基材层、以及
于该基材层内面侧所积层的亲水性树脂层。
依据该偏光元件外面保护膜,通过使用透明合成树脂做为基材层的构成材料,可得到在对位于液晶显示元件外面侧的偏光元件做保护的膜所需要的高透明性。此外,该偏光元件外面保护膜,是于基材层的内面侧积层亲水性树脂层以使得其与聚乙烯醇所构成的偏光元件的接着变得容易,由此,其与同样属亲水性树脂的聚乙烯醇所构成的偏光元件的接着性可大幅改善。亦即,以此易接着处理所形成的亲水性树脂层,由于和同样属亲水性树脂的聚乙烯醇的化学亲和性高,所以和偏光元件的接着性可有效提升。此外,该亲水性树脂层由于本身具有亲水性,所以无须进行以往对构成偏光元件保护膜的三醋酸纤维素所进行的碱化处理,可供应于和偏光元件的接着步骤。此外,在本说明书中所说的「内面」是指在一对偏光板间挟持液晶胞所得的液晶显示元件中的中心液晶胞侧,所谓「外面」则意指其相反侧。
该偏光元件外面保护膜中,构成基材层的合成树脂可为选自丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚丙烯系树脂、环烯烃系树脂、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂所构成群中至少1种。通过使用此等合成树脂,可得到具有高透明性且具有用以保护偏光元件的适当强度的偏光元件外面保护膜。
该偏光元件外面保护膜中的构成亲水性树脂层的亲水性树脂,可为选自聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、以及环氧系树脂所构成群中至少1种所形成。此种亲水性树脂,由于和构成基材层的合成树脂的化学亲和性高,可得到与基材层的良好接着性。
再者,此种亲水性树脂,以经过变性而于侧链具有亲水性基为佳。若亲水性树脂的主链(碳链)和基材层的合成树脂具有化学亲和性,同时该亲水性树脂之侧链经过变性而被赋予亲水性,则对于构成偏光元件的聚乙烯醇酯的化学亲和性变高,可将偏光板的各层做稳定的接合。
于该偏光元件外面保护膜中,亲水性树脂层的厚度可为0.01μm以上3μm以下。通过将亲水性树脂层的厚度设定为0.01μm以上,可促进聚乙烯醇所构成偏光元件的易接着性。另一方面,通过将亲水性树脂层的厚度设定为3μm以下,可得到充分薄的偏光元件外面保护膜,可抑制偏光板厚度的增加。
该偏光元件外面保护膜以在基材层与亲水性树脂层之间进一步具备底漆层(primer layer)为佳。
偏光元件外面保护膜的底漆层,以由水系乳胶所形成为佳。此种由水系乳胶所形成的底漆层,由于和透明合成树脂制基材层以及亲水性树脂层两者具有化学亲合性,所以此等层间可稳定接合,可有效地防止亲水性树脂层的剥离,进而可确实进行基材层对于偏光元件的易接着处理。
当该偏光元件外面保护膜的底漆层是由水系乳胶所形成的情况,该水系乳胶可使用含有由选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸衍生物、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺衍生物、乙烯酯类、烯烃类、苯乙烯类、巴豆酸酯类、衣康酸酯类、富马酸酯类、乙烯酮类、含杂环乙烯单体类以及不饱和腈类所构成群中至少1种的不饱和单体所得的聚合物。通过使用含有此等聚合物的水系乳胶所形成的底漆层,基材层与亲水性树脂层可经由底漆层做更强固的结合,可确实防止亲水性树脂层的剥离。
当该偏光元件外面保护膜具有底漆层的情况,构成亲水性树脂层的亲水性树脂可使用含有聚乙烯醇系聚合物。通过使用此种聚合物,可得到对自底漆层剥离的强耐性、以及与构成偏光元件的聚乙烯醇的充分接着性。此外,此含有聚乙烯醇系聚合物的亲水性树脂层,由于本身具有亲水性,所以不需要以往对构成偏光元件保护膜的三醋酸纤维素所进行的碱化处理。
于亲水性树脂层所使用的聚乙烯醇系聚合物可为选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、由聚乙烯醇与烯烃类所成的共聚物、由聚乙烯醇与不饱和羧酸类所成的共聚物、由聚乙烯醇与不饱和羧酸酯类所成的共聚物、以及由聚乙烯醇与丙烯酰胺所成的共聚物所构成群中至少1种。当使用含有此等聚合物所形成的亲水性树脂层的情况,可进一步提升与构成偏光元件的聚乙烯醇的接着性。
亲水性树脂层可为使得含有水分散性聚酯系树脂与溶剂的表面处理剂接触来形成。若使用此种树脂来形成亲水性树脂层,可强化对自底漆层剥离的耐性、以及与构成偏光元件的聚乙烯醇的接着性。再者,由水分散性聚酯系树脂所形成的亲水性树脂层,由于本身具有某种程度的亲水性,可不需进行碱化处理便能供应于和偏光元件的接着步骤。
于该偏光元件外面保护膜中,底漆层与亲水性树脂层的合计厚度较佳为0.02μm以上4μm以下。通过将底漆层与亲水性树脂层的合计厚度设定为0.02μm以上,则可促进和聚乙烯醇所构成偏光元件的易接着性。另一方面,通过将底漆层与亲水性树脂层的合计厚度设定为4μm以下,可得到充分薄的偏光元件外面保护膜,可抑制偏光板厚度的增加。
该偏光元件外面保护膜,亦可具备在基材层外面侧所积层的抗反射层(例如被称为抗反光层、抗反射层、低折射率层者)或是硬涂层。当进一步具备抗反射层的偏光元件外面保护膜配置于液晶显示元件的显示面侧的情况,不仅可保护偏光元件且可同时发挥抗反射机能。此外,若偏光元件外面保护膜进一步具备硬涂层,可强化偏光元件的保护机能。
通过于聚乙烯醇所构成的偏光元件的外面侧积层该偏光元件外面保护膜,在该偏光元件内面侧积层偏光元件内面保护膜,可构成偏光板。此偏光板,通过在偏光元件的外面侧使用偏光元件外面保护膜(具备施行过对聚乙烯醇的易接着处理的基材层),可提高偏光元件与偏光元件外面保护膜的接着性、接着耐久性,从而可提高偏光板的强度、使用性。再者,当于偏光元件的内面侧使用以往所采用的纤维素酯所构成的偏光元件内面保护膜的情况,由于具有低双折射性,所以不会对液晶分子的性能造成影响而可发挥保护机能。
通过于液晶胞的至少一面侧积层该偏光板,可构成液晶显示元件。此种液晶显示元件,由于偏光元件与偏光元件外面保护膜的接着性、接着耐久性高,偏光板的强度、使用性优异,所以可长期稳定地发挥液晶显示元件所具有的各种特性,可提高可靠性。
发明效果
如以上所说明般,本发明的偏光元件外面保护膜,由于具备内面侧以亲水性树脂做表面处理的透明合成树脂制基材层而使得与聚乙烯醇所构成的偏光元件的接着变得容易,所以可得到高透明性,并可大幅提高与同属亲水性树脂的聚乙烯醇亲水性树脂所构成的偏光元件的接着性。再者,偏光板通过具备该偏光元件外面保护膜,可提高此种偏光板的强度、使用性。再者,液晶显示元件通过具备该偏光板,可长期稳定地发挥所需的特性。
附图说明
图1是本发明的偏光元件外面保护膜的示意截面图;
图2是与图1的偏光元件外面保护膜不同实施形态的偏光元件外面保护膜的示意截面图;
图3是具备图1的本发明偏光元件外面保护膜的偏光板示意截面图;
图4是显示用以制造图3的本发明偏光板的装置的示意图;
图5是具备图3的本发明偏光板的液晶显示元件的示意截面图;
图6是显示现有技术所得一般液晶显示元件的构造的示意图。
附图标记说明:1-偏光元件外面保护膜;2-基材层;3-亲水性树脂层;4-偏光板;5-偏光元件内面保护膜;6-偏光元件;7-用以制造偏光板的装置;8-偏光元件膜辊;9-偏光元件外面保护膜辊;10-接着剂供应手段;11-捏合机;12-液晶显示元件;13-液晶胞;14-透明介质层;15-液晶层;16-接着剂层;31-偏光元件外面保护膜;32-底漆层;33-亲水性树脂层。
具体实施方式
以下,适当参酌图式详细说明本发明的实施形态。
图1的偏光元件外面保护膜1,具有:透明合成树脂制基材层2、以及亲水性树脂层3。偏光元件外面保护膜1是做为用以提升耐冲击性与使用性的偏光元件保护膜来使用,配置于液晶显示元件的外面侧(图示A方向之侧)。
构成透明合成树脂制基材层2的树脂,只要具有以液晶显示元件的偏光元件外面保护膜而言为需要的高透明性,则无特别限定,典型上是选自由丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚丙烯系树脂、环烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂所构成的群。该等合成树脂由于具有优异的光学透明性与耐冲击强度,所以可代替三醋酸纤维素配置在液晶显示元件的外面侧。基材层2只要不致损及透明性与所需强度,亦可含有其他任意成分,但上述合成树脂较佳含有90质量%以上、更佳含有98质量%以上。此处的任意成分的例子可举出紫外线吸收剂、安定剂、润滑剂、加工助剂、增塑剂、耐冲击助剂、相位差减低剂、消光剂、抗菌剂、防霉剂等。
于基材层2所使用的丙烯酸系树脂,乃具有源自丙烯酸或甲基丙烯酸的骨架的树脂。丙烯酸系树脂的例,并无特别限定,可举出聚甲基丙烯酸甲酯等聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、具有脂环族烃基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸降冰片酯共聚物)等。该等丙烯酸系树脂当中,又以聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1~6烷酯为佳,以甲基丙烯酸甲酯系树脂为更佳。
于基材层2所使用的聚碳酸酯系树脂,是由被称为聚-4,4’-异亚丙基-二苯基碳酸酯的化合物所构成的树脂。此聚碳酸酯系树脂,以界面缩聚法而言是从双酚A与碳酰氯所制造,以酯交换法而言是从双酚A与二苯基碳酸酯所制造。
于基材层2所使用的聚丙烯系树脂,是具有源自丙烯的骨架的树脂。以聚丙烯系树脂的例而言并无特别限定,可举出丙烯的均聚物、或是由丙烯与选自乙烯、碳数4~12的α-烯烃所构成群的1种以上的单体而成的共聚物等。
于基材层2所使用的环烯烃系树脂,是具有源自环烯烃的骨架的树脂。以环烯烃系树脂的例而言并无特别限定,可举出降冰片烯系单体的开环(共)聚物视情况进行诸如马来酸加成、环戊二烯加成的聚合物变性后加氢的树脂、降冰片烯系单体进行加成聚合的树脂、降冰片烯系单体与乙烯、α-烯烃等烯烃系单体进行加成聚合的树脂等。
为了得到降冰片烯系单体的开环(共)聚物所使用的降冰片烯系单体可举出例如降冰片烯、2-降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、5,5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-甲氧基羰基-2-降冰片烯、5-氰基-2-降冰片烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-2-降冰片烯、5-苯基-2-降冰片烯、5-苯基-5-甲基-降冰片烯等。此开环聚合所使用的聚合触媒可适宜利用被称为复分解(metathesis)聚合触媒的钨、钼、铬系触媒。
于基材层2所使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂,是对苯二甲酸与乙二醇反应所得者。聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂亦可含有其他共聚单体,然聚对苯二甲酸乙二醇酯的重复单位以80摩尔%以上为佳。聚对苯二甲酸乙二醇酯例如可将二甲基对苯二甲酯与乙二醇装入反应器中,一边缓缓升高内温一边进行酯交换反应之后,将反应产物移往聚合反应器,在高温真空下进行聚合反应来生成。
基材层2的厚度较佳为10μm以上200μm以下,更佳为20μm以上100μm以下。通过将基材层2的厚度设定为10μm以上,可得到适当的强度、刚性,可稳定、轻易地制造膜,且形成亲水性树脂层3的时的使用性也良好。另一方面,通过将基材层2的厚度设定为200μm以下,可提高制造时的生产线速度、生产性、控制性等。
基材层2通常可使用算数平均表面粗度(Ra)为0.02以上0.06以下。又基材层2可视情况进行消光处理。经过施行上述消光处理的基材层的算数平均表面粗度(Ra)较佳为0.07以上2以下、更佳为0.1以上1以下。通过将基材层的表面粗度控制在此范围,可防止膜原片制造后处理中的刮伤,提高使用性。再者,当基材层位于液晶显示元件的最上面(显示面侧)的情况,可得到高抗反射性能,且当位于最下层的情况,可有效防止与其他层的粘附。再者,一般对于所制造的膜原片进行卷绕之际,必须对膜在宽方向的两端进行压花加工(刻痕处理)以防止结块(blocking)。当对膜进行刻痕处理的情况,由于膜两端的处理部位变得无法使用,所以该部分必须进行裁断、废弃。此外,于膜的卷绕作业中,有时为了防止刮伤而利用保护膜做遮掩(masking)。但是,通过将基材层的算数平均表面粗度设定在上述既定的范围内,可在不进行刻痕处理的情况下防止结块,所以工艺可简略化,膜宽度方向的两端部分也能使用,且不会发生膜的故障,可进行拉成长条的卷绕。此外,若基材层具有适度的表面粗度,可有效地抑制卷绕时的刮伤,上述遮掩变得不需要。
此外,基材层2的延迟值(Re)较佳为-15nm以上15nm以下、更佳为-5nm以上5nm以下。基材层若具有如此小的延迟值,可抑制具备此基材层的偏光元件外面保护膜所致穿透光线在偏光方向的变换作用,可抑制偏光元件外面保护膜对于偏光元件在穿透轴方向的偏光的最适化与控制性所造成的影响。此处所说的「延迟值(Re)」,乃将基材层平面上结晶轴方向当中处于正交的快轴方向与慢轴方向分别定为x方向与y方向,将基材层厚度定为d,将x方向与y方向的折射率定为nx与ny(nx≠ny),以Re=(ny-nx)d所计算的值。
基材层2的制造方法并无特别限定,可举出例如将合成树脂的鳞片原料与增塑剂等添加剂以以往众知的混合方法来混合,事先做成热塑性树脂组成物,然后制造光学膜。此热塑性树脂组成物例如可以奥姆宁搅拌机等混合机做预掺混之后,将所得的混合物做挤制混练来得到。此时,于挤制混练所使用的混练机并无特别限定,可使用例如单轴挤制机、双轴挤制机等挤制机以及加压捏合机等以往众知的混练机。
在基材层2的膜成形方法方面,可举出例如溶液浇铸法(溶液流延法)、熔融挤制法、压延法、压缩成形法等众知的方法。该等当中又以溶液浇铸法(溶液流延法)、熔融挤制法为佳。此时,可使用事先挤制混练的热塑性树脂组成物,亦可将合成树脂与增塑剂等其他添加剂分别溶解于溶剂中成为均匀的混合液之后,供应于溶液浇铸法(溶液流延法)、熔融挤制法的膜成形步骤。
于溶液浇铸法(溶液流延法)所使用的溶剂可举出例如氯仿、二氯甲烷等氯系溶剂;甲苯、二甲苯、苯、以及此等混合溶剂等芳香族系溶剂;甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇等醇系溶剂;甲基溶纤素、乙基溶纤素、丁基溶纤素、二甲基甲酰胺、二甲基亚、二恶烷、环己酮、四氢喃、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、乙酸乙酯、二乙醚等。该等溶剂可仅使用1种,亦可并用2种以上。用以进行溶液浇铸法(溶液流延法)的装置,可举出例如滚筒式浇铸机、带式浇铸机、旋涂机等。
熔融挤制法可举出T模法、吹塑法等。于熔融挤制之际的膜成形温度较佳为150℃以上350℃以下、更佳为200℃以上300℃以下。以T模法进行膜成形的情况,可于众知的单轴挤制机或双轴挤制机的前端部安装T模,将挤制成为膜状的膜加以卷绕,得到辊状的膜。此时,通过适宜调整卷绕辊温度,对挤制方向施加拉伸,亦可进行单轴拉伸步骤。此外,通过增加在与挤制方向成垂直的方向拉伸膜的步骤,亦可追加依次双轴拉伸、同步双轴拉伸等步骤。
基材层2可为未拉伸膜亦可为拉伸膜。进行拉伸时,可为单轴拉伸膜亦可为双轴拉伸膜。当作成双轴拉伸膜的情况,可为同步做双轴拉伸者、亦可为依次做双轴拉伸者。若经过双轴拉伸的情况,可提高机械强度而提升膜性能。
进行拉伸步骤时的拉伸温度,以在膜原料的热塑性树脂组成物的玻璃转化温度附近进行为佳,具体而言,以在(玻璃转化温度-30)℃~(玻璃转化温度+100)℃进行为佳,更佳为(玻璃转化温度-20)℃~(玻璃转化温度+80)℃。若拉伸温度低于(玻璃转化温度-30)℃,无法得到充分的拉伸倍率故非所喜好者。若拉伸温度高于(玻璃转化温度+100)℃,由于会发生树脂的流动(flow)而变得无法进行稳定的拉伸故非所喜好者。
以面积比所定义的拉伸倍率,较佳为1.1倍以上25倍以下的范围,更佳为1.3倍以上10倍以下的范围。若拉伸倍率小于1.1倍,由于伴随拉伸对韧性提升的影响变小故非所喜好者。若拉伸倍率超过25倍,无法认定具有提高拉伸倍率所对应的效果。
拉伸速度(单方向)较佳为10~20000%/分钟的范围,更佳为100~10000%/分钟的范围。若较10%/分钟来得慢,为了得到充分拉伸倍率所需时间会花费过多,制造成本变高故非所喜好者。若较20000%/分钟来得快,恐会引发拉伸膜的断裂故非所喜好者。再者,为了使得基材层2的光学等向性、力学特性安定化,亦可于拉伸处理后进行热处理(退火)等。
增塑剂并无特别限定,为了避免基材层2发生浑浊、或是从基材层2渗出或是挥发,以具有可和合成树脂利用氢键等产生相互作用的官能基为佳。此种增塑剂的例并无特别限定,可举出磷酸酯系增塑剂、邻苯二甲酸酯系增塑剂、偏苯三酸酯系增塑剂、均苯四甲酸系增塑剂、多元醇系增塑剂、乙醇酸酯系增塑剂、柠檬酸酯系增塑剂、脂肪酸酯系增塑剂、羧酸酯系增塑剂、聚酯系增塑剂等。
构成亲水性树脂层3的亲水性树脂只要是和基材层的合成树脂以及构成偏光子的聚乙烯醇具有化学亲和性的树脂即可,并无特别限定,较佳是侧链以具有亲水性的基变性。亲水性树脂的亲水化变性方法可预先将具有亲水性官能基的单体加以(共)聚合,或者将作为主链的单体加以(共)聚合后再将具有亲水性基的单体加以接枝聚合以形成侧链。又,亲水性树脂较佳是由选自聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂以及环氧系树脂所构成的群者所形成。该等树脂可为单独聚合或将2种以上加以共聚合而成。亲水性树脂可使用例如重量平均分子量为300以上且30000以下。
构成亲水性树脂层3的聚酯系树脂是依循现有的方法,将二羧酸与二醇加以酯化(酯交换),再使的缩聚来制造。二羧酸可使用例如对苯二甲酸、异苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘甲酸此等芳香族二羧酸或其酯、己二酸、琥珀酸、癸二酸、十二烷二酸此等脂肪族二羧酸、羟基苯甲酸此等羟基酸或该等的酯。又,二醇可使用例如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、环己二醇、双酚类等。
聚酯系树脂较佳是上述二羧酸以及二醇之外,再共聚合有具有亲水性基的成分以赋予亲水性。此种具有亲水性基的成分,举例而言有5-硫代苯二甲酸钠等二羧酸成分、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇等二醇成分。该等具有亲水性基的成分相对于上述二羧酸或二醇可使用例如2摩尔%以上且80摩尔%以下的比例。该等构成聚酯系树脂的成分可单独使用亦可组合多种使用。
构成亲水性树脂层3的丙烯酸系树脂可通过将具有来自丙烯酸或甲基丙烯酸的骨架的反应性聚合物加以聚合来合成。此种反应性聚合物举例而言有丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基苯酯等具有羧基者、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯等具有羟基者、(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等具有酰胺基者、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有缩水甘油基者、(甲基)丙烯酸7-胺基-3,7-二甲基辛酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基胺基乙酯等具有胺基者等以外,有对氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、二乙烯苯、4-乙烯吡啶、乙烯基恶唑啉、马来酸酐等。
构成丙烯酸系树脂的上述以外的共聚成分可举出:丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、丙烯系、氯乙烯系、纤维素系、乙烯系、乙烯亚胺系、乙烯醇系、胜肽系、乙烯吡啶、二烯系、氟系、丙烯腈系等,由泛用性、涂布性等观点来看含有丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系较佳。该等构成丙烯酸系树脂的成分可单独使用或组合多种来使用。
构成亲水性树脂层3的胺基甲酸酯系树脂可依循现有的方法从聚羟基化合物、二异氰酸酯以及含有会与二异氰酸酯反应的氢原子至少2个的低分子量的链伸长剂来合成。例如,在溶剂中合成较高分子量的聚胺基甲酸酯后,逐步少量地加入水使的转相乳化(Phase Inversion Emulsification),再通过减压除去溶剂的方法、或是将聚合物中导入有聚乙二醇、羧基等作为亲水性基而成的胺基甲酸酯预聚合物溶解或分散于水中后,添加链伸长剂使的反应的方法等。
胺基甲酸酯系树脂的制造所使用的聚羟基化合物举例而言有:邻苯二甲酸、己二酸、二聚次亚麻油酸、马来酸等羧酸类;乙二醇、丙二醇、丙二醇、二乙二醇等二醇类;从三羟甲基丙烷、己三醇、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇等脱水聚合反应所得的聚酯多元醇类;聚氧丙烯二醇、聚氧丁烯二醇、聚四亚甲二醇、聚氧丙烯三醇、聚氧乙烯聚氧丙烯三醇、山梨糖醇、季戊四醇、蔗糖、淀粉、以磷酸等无机酸作为起始剂的聚氧丙烯多元醇、聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇等聚醚多元醇;丙烯酸多元醇、篦麻油衍生物、托尔油衍生物、其他羟基化合物等。该等聚羟基化合物可单独使用或组合多种使用。
胺基甲酸酯系树脂的制造所使用的二异氰酸酯举例而言有:甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、离胺酸二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烯二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸酯二环己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-联苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、1,5-四氢萘二异氰酸酯等。该等二异氰酸酯可单独使用或组合多种来使用。
胺基甲酸酯系树脂的制造中所使用的链伸长剂举例而言有:乙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺、N,N-双(2-羟基丙基)苯胺、对苯二酚-双(β-羟基乙基)醚、间苯二酚-双(β-羟基乙基)醚等多元醇类、乙二胺、丙二胺、己二胺、苯二胺、甲苯二胺、联苯二胺(diphenyldiamine)、二胺基二苯甲烷、二胺基二苯甲烷、二胺基二环己基甲烷、哌嗪(piperazine)、异佛尔酮二胺、二乙三胺、二丙三胺等聚胺类、联胺(hydrazine)类、以及水。该等链伸长剂可单独使用或组合多种来使用。
胺基甲酸酯系树脂制造中的合成反应可在有机锡化合物、有机铋、胺等触媒的存在下进行,其中在有机锡化合物的存在下进行尤佳。有机锡化合物的具体例可举出:乙酸锡、辛酸锡、月桂酸锡、油酸锡等羧酸锡;乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、二-2-乙基己酸二丁基锡、二乙酸二月桂基锡、二乙酸二辛基锡等羧酸的二烷基锡盐;氢氧化三甲基锡、氢氧化三丁基锡、氢氧化三辛基锡等氢氧化三烷基锡;氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、氧化二月桂基锡等氧化二烷基锡;二氯化二丁基锡、二氯化二辛基锡等氯化二烷基锡等,该等可单独使用亦可并用2种以上。
构成亲水性树脂层3的环氧系树脂可通过将具有环氧基的单体聚合来合成。此种单体举例而言有:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚。再者,可与该等单体共聚合的单体系使用乙烯基酯、不饱和羧酸酯、不饱和羧酸酰胺、不饱和腈、烯丙基化合物、不饱和碳氢化合物或乙烯基硅烷化合物。该等的具体例可举出:丙酸乙烯酯、氯化乙烯、溴化乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、马来酸丁酯、马来酸辛酯、富马酸丁酯、富马酸辛酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、丁氧基羟甲基丙烯酰胺、不饱和腈的丙烯腈、乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙基、丙烯酸烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、乙烯、丙烯、己烷、辛烯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丁二烯、二甲基乙烯基甲氧基硅烷、二甲基乙基乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等。该等构成环氧系树脂的成分可单独使用或组合多种使用。
亲水性树脂的亲水化变性方面,当将作为主链的单体加以(共)聚合之后将亲水性单体加以接枝聚合以形成亲水性侧链时,较佳是将亲水性的自由基聚合性乙烯基单体加以接枝聚合。此情况时,可以相对于主链成分的合计100质量份为10质量份以上且500质量份以下的比例来使用自由基聚合性乙烯基单体。
此种亲水性的自由基聚合性乙烯基单体可使用具有-CH2-CH(R)-OH(式中,-R为-H或-CH3)、-COOX(式中,X为H、碱金属或是2级或3级胺基)、-O-(CH2-CH(R)-O)n-(式中,-R为-H或-CH3、n为正整数)、-Y-N(R1)(R2)(-Y-为-C(=O)-或-CH2-,而-R1、-R2为-H或羟基、磺酰基、氰基、胺基、可具有碱金属盐或第四级铵盐的低级烷基)、-N+-(R3)(R4)(R5)(式中,-R3、-R4、-R5为-CH3或-C2H5)、-CH2-CH(O)CH2(O与两侧的碳形成环氧环)等亲水性基。
亲水性的自由基聚合性乙烯基单体的具体例可举出:丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯等羟基丙烯酸酯、丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等二醇酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲氧基羟甲基丙烯酰胺等丙烯酰胺系化合物、丙烯酸缩水甘油基、甲基丙烯酸缩水甘油基等缩水甘油基丙烯酸酯系化合物、乙烯吡啶、乙烯咪唑、乙烯基吡咯烷酮等含氮乙烯基系化合物、丙烯酸、丙烯酸甲酯、马来酸酐、衣康酸、巴豆酸等不饱和酸以及其盐、丙烯酸胺基烷基酯、甲基丙烯酸胺基烷基酯以及其的4级铵盐等阳离子系单体等。
于亲水性树脂的亲水化变性中,除了此等的自由基聚合性乙烯单体外,亦可共聚合其他乙烯单体。可共聚合的其他乙烯单体的例,可举乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等的乙烯酯,氯乙烯、溴乙烯等的卤化乙烯,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等的不饱和羧酸酯,二甲基乙烯基甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷等的乙烯基硅烷,乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯等的烯烃、二烯烃化合物等。
构成亲水性树脂层3的亲水性树脂中,以含有通过来自具有亲水性基的丙烯酸的自由基聚合性乙烯单体(以下,称为「丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体」)使侧链变性的聚酯系树脂(以下,称为「丙烯酸变性聚酯系树脂」或仅称为「变性聚酯系树脂」)、与胺基甲酸酯系树脂的组成物为最佳。通过使用此种组成物,一面可活用聚酯树脂本来即具有的透明性、强韧性、耐热性、对合成树脂(例如,丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二酯系树脂等)的接着性等特性,一面可通过上述变性赋予对亲水性树脂的接着性,且通过胺基甲酸酯系树脂的掺混更可赋予对合成树脂的接着性及柔软性。
丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体及胺基甲酸酯系树脂的重量平均分子量,典型上在1000以上、15000以下,较佳在2000以上10000以下。
上述组成物的丙烯酸变性聚酯系树脂与胺基甲酸酯系树脂的质量比,较佳在60∶40至90∶10的范围,更佳在70∶30至80∶20的范围。通过使丙烯酸变性聚酯系树脂与胺基甲酸酯系树脂的质量比在上述范围,一面可良好地保持亲水性树脂层的透明性、耐水性、耐热性等的层物性,一面可使对构成基材层的合成树脂及构成偏光元件的聚乙烯醇的接着力最佳化。
为丙烯酸变性聚酯系树脂的变性成分的丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体所具有的亲水性基,可使用以上述亲水性自由基聚合性乙烯单体的亲水性基的形态所例示。亦即,丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体所具有的代表性亲水性基,可举-CH2-CH(R)-OH、-COOX、-O-(CH2-CH(R)-O)n-、-Y-N(R1)(R2)、-N+-(R3)(R4)(R5)、-CH2-CH(O)CH2(定义是如上所述)。
丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体,可使用上述亲水性自由基聚合性乙烯单体的具体例所举的丙烯酸系单体。亦即,丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体的具体例,可举羟乙基丙烯酸酯(hydroxyethyl acrylate)、甲基丙烯酸羟乙酯、羟丙基丙烯酸酯(hydroxypropyl acrylate)、甲基丙烯酸羟丙酯、乙二醇丙烯酸酯(ethylene glycol acrylate)、乙二醇甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol)methacrylate)、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲氧基羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、胺基烷基丙烯酸、甲基丙烯酸胺基烷酯等。此等的丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体,可单独使用,或是亦可组合多种来使用。
又,丙烯酸变性聚酯系树脂,除了丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体外,亦可使用共聚合有上述的可共聚合的其他乙烯单体。当共聚合其他乙烯单体时,例如,可使用相对丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体100质量份在1质量份以上、70质量份的其他乙烯单体。
于丙烯酸变性聚酯系树脂中,丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体相对于形成主链的聚酯系树脂的质量比,较佳为相对聚酯系树脂100质量份在50质量份以上、150质量份以下,更佳在70质量份以上、120质量份以下。通过使丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体相对于聚酯系树脂的质量比在此种范围,可均衡良好地改善亲水性树脂层对基材层的化学亲和性、与亲水性树脂层对偏光元件的化学亲和性。
丙烯酸变性聚酯系树脂,例如,可通过制作含有水溶性或水分散性聚酯树脂(使得5-硫代苯二甲酸钠等的二羧酸成分等具有亲水性基的成分)与聚乙烯醇的水溶液或水分散液,接着将丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体(及任意其他可共聚合的乙烯单体)加以共聚合来制造。又,作为别的方法,丙烯酸变性聚酯系树脂,例如,可通过制作含有上述水溶性或水分散性聚酯树脂、与粒径在4nm以上100nm以下的胶体二氧化硅的水溶液或水分散液,接着将丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体等加以共聚合来制造。
于上述使用聚乙烯醇的丙烯酸变性聚酯系树脂的制造方法中,例如,可以相对水溶性或水分散性聚酯100质量份,聚乙烯醇在10质量份以上、500质量份以下的比例(固形分比)来进行反应。又,于上述使用胶体二氧化硅的丙烯酸变性聚酯系树脂的制造方法中,例如,可以相对水溶性或水分散性聚酯100质量份,胶体二氧化硅在5质量份以上、200质量份以下的比例(固形分比)来进行反应。
用以合成丙烯酸变性聚酯系树脂的聚合方法,例如可举出将聚合起始剂与少量的乳化分散剂(视需要)添加于上述水溶性或水分散性聚酯、与聚乙烯醇或胶体二氧化硅的水溶液或水分散液中,然后保持在70℃左右的温度,边搅拌边缓慢地添加丙烯酸系自由基聚合性乙烯单体,使其熟化数小时,由此完成聚合反应的方法。
丙烯酸变性聚酯系树脂的制造所使用的聚合起始剂,可使用一般的自由基聚合起始剂。聚合起始剂的例,可举过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢等的水溶性过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化三级丁基等的油溶性过氧化物、偶氮二异丁腈(azodiisobutyronitrile)等的偶氮化合物。
以此方式,通过使构成亲水性树脂层3的亲水性树脂由聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂或环氧系树脂等树脂所形成,并且将此等树脂变性成具有亲水性,来提高对构成偏光元件的聚乙烯醇的化学亲和性,于提高亲水性树脂层与偏光元件的接着性的同时,呼应于此等的树脂与构成基材层的合成树脂在化学适性上佳,故可稳定接合偏光板的各层。另,通过组合聚酯系树脂与胺基甲酸酯系树脂来使用作为形成亲水性树脂层的树脂,可提高层的柔软性,提升强度及接着力。
亲水性树脂,由于其本身具有某程度的亲水性,因此由此树脂所形成的亲水性树脂层3,可在不进行碱化处理下供应于与偏光元件的接着步骤。含聚酯系树脂而形成的亲水性树脂,进一步以碱进行碱化来产生亲水性基的羟基,由此来提高亲水性,更加提升与聚乙烯醇所构成的偏光元件的亲和性、接着性。
亲水性树脂层3,可通过将含亲水性树脂的水系乳化物或水溶液(以下称为「水系乳化物等」)涂布在基材层2,然后进行干燥来形成。水系乳化物等的固形分,通常在10质量%以上、50质量%以下。虽然是使用水来作为水系乳化物等的主溶剂,但是亦可少量使用可与水混和的有机溶剂。此种有机溶剂的例,可举低级醇类、多元醇类及其烷基醚或烷基酯类等。水系乳化物等,可使用公知的浸涂法、气刀涂布法、幕涂法、滚轮涂布法、线棒涂布(wire bar coat)法、凹板涂布法、挤出涂布法(模涂法)等,来涂布于基材层2。接着,可通过对涂布的水系乳化物等进行干燥,来形成亲水性树脂层3。
于用以形成亲水性树脂层3的水系乳化物等,较佳为视需要添加交联剂。交联剂的例,可举醛、N-羟甲基化合物、二恶烷衍生物、活性乙烯化合物、活性卤化物、异恶唑、二醛淀粉、异氰酸酯系化合物、硅烷偶合剂。此等的交联剂,可单独使用,或者是可合并使用2种类以上。交联剂的添加量,较佳为相对于亲水性树脂总量在0.1质量%以上、20质量%以下,更佳在0.5质量%以上、15质量%以下。于用以形成亲水性树脂层的水系乳化物等,亦可进一步视需要,添加含有胺基的树脂等其他的树脂成分、界面活性剂、润滑剂、染料、UV吸收剂、消光剂、防腐剂、增稠剂、造膜助剂、抗静电剂、抗氧化剂等。
亲水性树脂层3的厚度,较佳在0.01μm以上、3μm以下,更佳在0.03μm以上、2μm以下,最佳则在0.04μm以上、1μm以下。通过使亲水性树脂层3的厚度在0.01μm以上,可确实地接着亲水性树脂与构成偏光元件的聚乙烯醇。又,通过使亲水性树脂层4的厚度在3μm以下,可使偏光元件外面保护膜1的厚度充分薄化,而可抑制包含偏光元件外面保护膜1的偏光板整体厚度的增加。
于偏光元件外面保护膜1,未经亲水性树脂进行表面处理之侧的基材层2表面,可任意地被覆各种机能层,例如抗反光层、抗反射层、抗眩层、低折射率层等的抗反射层、抗静电层、硬涂层(硬化树脂层)、光学补偿层等。例如,通过进一步使偏光元件外面保护膜具备抗眩层(抗反射层),除了可发挥对偏光元件的保护功能,亦可发挥抗眩功能。又,通过进一步使偏光元件外面保护膜具备硬涂层,可强化对偏光元件的保护功能。
此种抗眩层,可利用例如以压花加工法在膜表面形成凹凸构造的技术、或是将在粘结剂基质形成材料中混有粒子的涂布液涂布于膜表面,使得粒子分散于粘结剂基质形成材料中以形成凹凸构造的技术。此外,在硬涂层方面,可使用例如由活性线硬化树脂所形成者。此种活性线硬化树脂的例可举出丙烯酸胺基甲酸酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、丙烯酸环氧酯系树脂、丙烯酸聚醇酯系树脂、环氧树脂等。
如上述般,依据偏光元件外面保护膜1,具备内面侧由亲水性树脂做表面处理过的基材层以使其和聚乙烯醇所构成的偏光元件的接着变得容易,可有效地提高与构成偏光元件的聚乙烯醇亲水性树脂的亲和性以及接着性。
图2的偏光元件外面保护膜31具有透明的合成树脂制基材层2、底漆层32以及亲水性树脂层33。基材层2是与图1的偏光元件外面保护膜1相同故赋予相同符号而省略其说明。
底漆层32只要含有化学源而与基材层2以及亲水性树脂层33两者具有化学亲和性即可并无特别限定,以由水系乳胶所形成者为佳。水系乳胶系以单一的不饱和单体的聚合物、或是2种以上不饱和单体的共聚物所形成的呈现亲油性的成分所构成。水系乳胶可使用以一般乳化聚合法所合成,亦可使用市售的乳胶。水系乳胶的主溶剂虽使用水,但亦可少量使用可与水做混和的有机溶剂。于水系乳胶可适宜地添加抗静电剂、界面活性剂、增粘剂、安定剂、交联剂、硬化触媒等任意成分。水系乳胶的固形分典型上为20质量%以上50质量%以下。从分散安定性的观点来看,构成水系乳胶的聚合物粒子的粒径以0.005μm以下0.5μm以下为佳。
上述不饱和单体的具体例可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、以甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、第二丁基、胺基、己基、2-乙基己基、辛基、第三辛基、十二烷基、2-氯乙基、2-溴乙基、4-氯丁基、氰基乙基、2-乙酰氧乙基、二甲基胺基乙基、苄基、甲氧基苄基、2-氯环己基、环己基、糠基、四氢糠基、苯基、5-羟基苯基、2,2-二甲基-3-羟基丙基、2-甲氧基乙基、缩水甘油基、乙酰乙酰氧乙基、3-甲氧基丁基、2-乙氧基乙基、2-异丙氧基、2-丁氧基乙基、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基、2-(2-丁氧基乙氧基)乙基、ω-甲氧基低氧乙烯基、ω-羟基低氧乙烯基、1-溴-2-甲氧基乙基、或是1,1-二氯-2-乙氧基乙基做为取代基的丙烯酸衍生物、甲基丙烯酸衍生物;
丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、以甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、第二丁基、正辛基、十二烷基、环己基、苄基、羟基甲基、甲氧基乙基、二甲基胺基丙基、苯基、乙酰乙酰氧基丙基或是氰基乙基做为取代基的N-单取代衍生物的丙烯酰胺衍生物、甲基丙烯酰胺衍生物、具有N,N-二甲基或N,N-二乙基的丙烯酰胺衍生物、甲基丙烯酰胺衍生物;
乙烯乙酰酯、乙烯丙酰酯、乙烯丁酰酯、乙烯异丁酰酯、乙烯辛酰酯、乙烯氯乙酰酯、乙烯甲氧基乙酰酯、乙烯苯基乙酰酯、安息香酸乙烯酯、水杨酸乙烯酯等乙烯酯类;二氯戊二烯、乙烯、丙烯、1-丁烯、氯乙烯、偏氯乙烯、异戊二烯、氯戊烯、丁二烯、2,3-二甲基丁二烯等烯烃类;苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯安息香酸甲酯等苯乙烯类;巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等巴豆酸酯类;衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸单丁酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯等衣康酸酯类;富马酸二乙酯、富马酸二甲酯、富马酸二丁酯等的富马酸酯类;甲基乙烯酮、苯基乙烯酮、甲氧基乙基乙烯酮等的乙烯酮类;N-乙烯吡啶以及2-(或4-)乙烯吡啶、乙烯咪唑、乙烯恶唑、乙烯三唑、N-乙烯-2-吡咯烷酮等含杂环乙烯单体类;丙烯腈、甲基丙烯腈等不饱和腈类。
水系乳胶,可使用众知的浸涂法、气刀涂布法、幕涂法、辊涂法、线棒(wirebar)涂布法、凹版涂布法、挤出涂布法(模涂法)等涂布于基材层2。其次,将涂布后的水系乳胶干燥来形成底漆层32。底漆层32的厚度较佳为0.01μm以上1μm以下,更佳为0.05μm以上0.1μm以下。
用以形成亲水性树脂层33的亲水性树脂,只要和构成底漆层32的化学源(典型上系由水系乳胶所形成的聚合物)、构成偏光元件的聚乙烯醇具有化学亲和性的树脂,则无特别限定,较佳为含有水分散系聚酯系树脂或乙烯醇系聚合物者。使用乙烯醇系聚合物作为亲水性树脂时,更佳为除此之外尚含有其他水溶性树脂(例如明胶)。亲水性树脂,可通过组合使用乙烯醇系聚合物与其他水溶性树脂,来提升用以形成亲水性树脂层的水系乳化物中的乙烯醇系聚合物粒子的胶体安定性,使得水系乳化物得以胶化状态来保存。组合使用乙烯醇系聚合物与其他水溶性树脂时,该等的质量比典型上可设为20∶80至80∶20。
用以形成亲水性树脂层33的水分散性聚酯系树脂,可依照公知的方法将二羧酸与二醇进行酯化(酯交换),并加以缩聚,进而进行变性而赋予亲水性,由此方式制造。作为水分散性聚酯系树脂的分子量,例如可使用3000以上30000以下者。
作为用以制造水分散性聚酯系树脂的二羧酸,例如可使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸或其酯;或己二酸、丁二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸、羟基苯甲酸等羟基羧酸或该等的酯。
作为用以制造水分散性聚酯系树脂的二醇,例如可使用乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、环己二甲醇、双酚类等。
作为水分散性聚酯系树脂,除了共聚上述二羧酸以及二醇以外,较佳为共聚具有亲水性基的成分来赋予亲水性。作为上述具有亲水性基的成分的例,可列举5-硫代苯二甲酸钠等二羧酸成分、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇等二醇成分。该等具有亲水性基的成分,相对于上述的二羧酸或二醇,例如可使用2摩尔%以上80摩尔%以下的比例。
此外,作为水分散性聚酯系树脂,除了使用共聚有二羧酸以及二醇者以外,较佳为使用共聚有亲水性的自由基聚合性乙烯单体者。此时,例如相对于二羧酸以及二醇的合计100质量份,可使用自由基聚合性乙烯单体10质量份以上500质量份以下的比例。
作为上述亲水性的自由基聚合性乙烯单体的例,可列举丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等羟基丙烯酸酯;乙二醇丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等二醇酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲氧羟甲基丙烯酰胺等丙烯酰胺系化合物;丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酸环氧丙酯等丙烯酸环氧丙酯系化合物、乙烯吡啶、乙烯咪唑、乙烯吡咯啶酮等含氮乙烯系化合物;丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酐、伊康酸、巴豆酸等不饱和酸及其盐;丙烯酸胺基烷基酯、甲基丙烯酸胺基烷基酯及其四级铵盐等阳离子系单体等。
使用水分散性聚酯系树脂时,亦可视需要添加胺基甲酸酯系树脂、环氧树脂、胺树脂、丙烯酸系树脂等的树脂成分。例如,胺基甲酸酯系树脂可通过公知的方法,由聚羟基化合物、二异氰酸酯以及含有至少2个可和二异氰酸酯进行反应的氢原子的低分子量链伸长剂所合成。亲水性树脂层4的构成成分,通过使用胺基甲酸酯系树脂,可提高层的柔软性、提升强度以及接着力。上述胺基甲酸酯系树脂,亦可与上述水分散性聚酯系树脂相同地,和亲水性的自由基聚合性乙烯单体进行共聚来赋予亲水性。
上述的被赋予亲水性的水分散性聚酯系树脂,因其本身具有一定程度的亲水性,故通过该树脂所形成的亲水性树脂层,可不进行碱化处理而供给至偏光元件的接着步骤。上述水分散性聚酯系树脂,通过进一步利用碱进行碱化而生成亲水性基的羟基,而可提升亲水性,并更加提升与聚乙烯醇所构成的偏光元件的亲和性、接着性。
用以形成亲水性树脂层33的乙烯醇系聚合物,可使用聚乙烯醇或其衍生物。作为聚乙烯醇的衍生物的例,可列举聚乙烯甲缩醛、聚乙烯乙缩醛、聚乙烯醇与烯烃类所形成的共聚物、聚乙烯醇与不饱和羧酸类所形成的共聚物、聚乙烯醇与不饱和羧酸酯类所形成的共聚物、聚乙烯醇与丙烯酰胺所形成的共聚物。作为乙烯醇系聚合物的聚合度,从亲水性树脂层33的强度的观点而言较佳为500以上,而从偏光性能的观点而言更佳为1000以上。该等的乙烯醇系聚合物,因其自身具有亲水性,故不需利用碱进行碱化,可稳固地连接亲水性树脂的聚乙烯醇所构成的偏光元件。
作为可与乙烯醇系聚合物组合使用的水溶性树脂,可使用天然聚合物或合成聚合物的任一者。作为水溶性树脂的具体例,可列举海藻酸或其盐、肝糖、阿拉伯胶、蛋白素、洋菜、淀粉衍生物、明胶、明胶与其他高分子所形成的接枝聚合物;蛋白素、酪蛋白等蛋白质;羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、纤维素硫酸酯等纤维素衍生物;海藻酸苏打、纤维素硫酸酯、糊精、类糊精、类糊精硫酸盐等糖衍生物;古亚胶、聚三葡萄糖、聚-N-乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯咪唑、聚乙烯吡唑等单独聚合物或共聚物。该等的中,又以明胶较佳。作为明胶,可使用石灰处理明胶、酸处理明胶、明胶的水解物、明胶的酵素分解物等。
亲水性树脂层33,可通过将含有亲水性树脂的水系乳化物涂布于底漆层32,并使的干燥而形成。水系乳化物的固形分,通常为10质量%以上50质量%以下。水系乳化物的主要溶剂可使用水,亦可少量使用可与水混合的有机溶剂。作为上述有机溶剂的例,可列举低级醇类、多元醇类及其烷基醚或烷基酯类等。水系乳化物的涂布手段,可使用与形成底漆层时相同樣的手段。
用以形成亲水性树脂层33的水系乳化物中,视需要较佳为添加交联剂。作为交联剂的例,可列举甲醛、N-羟甲基化合物、二恶烷衍生物、活性乙烯化合物、活性卤化合物、异恶唑、二甲醛淀粉。该等的交联剂,可单独使用亦可并用2种类以上。交联剂的添加量,相对于亲水性树脂总量较佳为0.1质量%以上20质量%以下、更佳为0.5~15质量%。用以形成亲水性树脂层的水系乳化物中,亦可进一步添加界面活性剂、润滑剂、染料、UV吸收剂、消光剂、防腐剂、增粘剂等。
底漆层32以及亲水性树脂层33的合计厚度,较佳为0.02μm以上4μm以下、更佳为0.05μm以上2μm以下。通过使底漆层32以及亲水性树脂层33的合计厚度设为0.02μm以上,可稳固构成亲水性树脂层33的亲水性树脂与构成偏光元件的聚乙烯醇之间的连接。此外,通过使该底漆层32以及亲水性树脂层33的合计厚度设为4μm以下,可使偏光元件外面保护膜31的厚度维持足够薄形,而可抑制包含偏光元件外面保护膜31的偏光板整体厚度的增大。
偏光元件外面保护膜31中,于未隔着底漆层32以亲水性树脂进行表面处理之侧的基材层2表面,亦可任意被覆各种机能层,例如抗防光层、抗反射层、抗眩层、低折射率层等抗反射层、抗静电层、硬涂层(硬化树脂层)、光学补偿层等。例如、通过使偏光元件外面保护膜进一步具备抗眩层(抗反射层),除了具有对偏光元件的保护机能之外、亦可发挥抗眩机能。此外,通过使偏光元件外面保护膜进一步具备硬涂层,可强化对偏光元件的保护机能。
此种抗眩层,可利用例如以压花加工法在膜表面形成凹凸构造的技术、或是将在粘结剂基质形成材料中混有粒子的涂布液涂布于膜表面,使得粒子分散于粘结剂基质形成材料中藉以形成凹凸构造的技术。此外,在硬涂层方面,可使用例如由活性线硬化树脂所形成。此种活性线硬化树脂的例可举出丙烯酸胺基甲酸酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、丙烯酸环氧酯系树脂、丙烯酸聚醇酯系树脂、环氧树脂等。
如上所述,依据偏光元件外面保护膜31,因具备内面侧经由底漆层以亲水性树脂做表面处理过的基材层来使得与聚乙烯醇所构成的偏光元件之间的接着变得容易,故可有效提升与构成偏光元件的聚乙烯醇亲水性树脂之间的亲和性以及接着性。
图3的偏光板4具有的构造,是在聚乙烯醇所构成的偏光元件6的外面侧(图示A方向之侧)具备图1的偏光元件外面保护膜1,于偏光元件6的内面侧具备以往所使用的纤维素酯所构成的偏光元件内面保护膜5。于偏光元件6与偏光元件外面保护膜1之间、以及偏光元件6与偏光元件内面保护膜5之间是以接着剂(未图示)作接合。
偏光元件6是使用聚乙烯醇树脂膜经过双色性物质(例如碘或双色性染料)染色并进行过单轴拉伸。构成该聚乙烯醇树脂膜的聚乙烯醇的聚合度系和构成亲水性树脂的聚乙烯醇系聚合物同样以500以上为佳、以1000以上为更佳。聚乙烯醇树脂膜能以众知的方法(例如以树脂溶解于水或是有机溶剂而成的溶液进行流延成膜的流延法、浇铸法等)来成形。偏光元件6的厚度随偏光板4所使用的LCD目的、用途而不同,典型上为5μm以上100μm以下。偏光元件6只要不致阻碍偏光机能与光学透明性,亦可含有聚乙烯醇树脂以及双色性物质以外的任意成分。
偏光元件6的代表性制造方法,是对聚乙烯醇树脂膜采行由润胀、染色、交联、拉伸、水洗以及干燥所构成的一连串的制造步骤。于干燥步骤以外的各处理步骤中,是将聚乙烯醇树脂膜浸渍于各步骤所使用的溶液浴中来进行处理。润胀、染色、交联、拉伸、水洗以及干燥的各处理的顺序、次数以及有无实施,可依据目的、使用材料以及条件等适宜设定。例如,拉伸处理可在染色处理前进行,亦可和润胀处理等同时进行。再者,交联处理以在拉伸处理的前后进行为佳。
偏光元件6的一连串的制造步骤中的润胀步骤,可将聚乙烯醇树脂膜浸渍于充满水的处理浴中来进行。此处理浴可适宜添加甘油、碘化钾等。典型上,润胀步骤的处理浴温度为20~60℃左右,于处理浴的浸渍时间为0.1~10分钟左右。染色步骤可将聚乙烯醇树脂膜浸渍于含有碘等双色性物质的处理浴中来进行。此处理浴的溶液中所使用的溶剂一般是使用水。双色性物质相对于溶剂100质量份是以0.1~1.0质量份的比例来使用。典型上染色步骤的处理浴的温度为20~70℃左右,浸渍时间为1~20分钟左右。
交联步骤可将经过染色处理的聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有交联剂的处理浴中来进行。交联剂的例可举出硼酸等硼化合物、乙二醛、戊二醛等。此处理浴的溶液所使用的溶剂一般是使用水。典型上交联步骤的处理浴温度系20~70℃左右,浸渍时间为1秒~15分钟左右。拉伸步骤可在任一阶段进行。聚乙烯醇树脂膜的拉伸倍率以5倍以上为佳。拉伸方法可采用例如湿式拉伸法。此时的处理浴的溶液以水或有机溶剂中添加有各种金属盐、碘、硼或是锌化合物的溶液为佳。
水洗步骤可将施行过各种处理的聚乙烯醇树脂膜浸渍于水洗浴中来进行。通过此水洗步骤,可将聚乙烯醇树脂膜不需要的残存物予以洗除。水洗浴可为纯水亦可为碘化物(碘化钾、碘化钠等)的水溶液。水洗浴的温度较佳为10~60℃。典型上浸渍时间为1秒~1分钟。进行水洗的次数可仅为1次或是多次。干燥步骤可采用例如自然干燥、送风干燥、加热干燥。典型上干燥温度为20~80℃,干燥时间为1~10分钟。通过进行上述各步骤,可制造偏光元件6。
以往所使用的纤维素酯所构成的偏光元件内面保护膜5是将纤维素酯的鳞片原料以及增塑剂溶解于二氯甲烷作成粘稠液,将增塑剂溶解掺混其中,自熔融挤制机流延至连续性旋转的不锈钢等金属带上,干燥之后,在干硬状态下从金属带剥离,然后干燥、卷绕来制造。纤维素酯以选自三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、纤维素乙酸酯丙酸酯以及纤维素乙酸酯丁酸酯所构成群者为佳,以三醋酸纤维素为特佳。
在使用聚酯系树脂来形成亲水性树脂以构成偏光元件外面保护膜1的亲水性树脂层3的情况,在与偏光元件6进行接着之前,将亲水性树脂层3供应于碱进行碱化处理为更佳。通过该碱化,纤维素酯的酯基会转变为属亲水性基的羟基,从而可提高偏光元件外面保护膜1与由聚乙烯醇亲水性树脂所形成的偏光元件6的化学亲和性,相互的接着性可格外提高。
用于碱化处理的碱水溶液可使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂等水溶液。该等金属氢氧化物的浓度一般为5质量%以上40质量%以下。此外,碱化处理的温度以10℃以上80℃以下的温度为佳。当金属氢氧化物的浓度为5质量%以下的情况或是碱化处理的温度为10℃以下的情况,由于碱化处理所需要的时间变长故非所喜好者。碱化处理可将偏光元件外面保护膜1于上述碱水溶液浴中浸渍适当的时间来进行。
视情况供应于碱化处理的偏光元件外面保护膜1与聚乙烯醇所构成的偏光元件6是以图4示意显示的装置7来贴合。图4所示的用以将多个膜贴合的装置7,具备:使得膜状偏光元件6卷绕成为辊状的偏光元件膜辊8、使得偏光元件外面保护膜1卷绕成为辊状的偏光元件外面保护膜辊9、用以供应接着剂的手段10、以及将偏光元件6与偏光元件外面保护膜1经由接着剂来抵压、接合的捏合机11。
为了利用装置7来将偏光元件外面保护膜1的亲水性树脂层3与偏光元件6做贴合所使用的接着剂,可举出例如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯醇系接着剂、丙烯酸丁酯等乙烯系乳胶等。通常,该等接着剂系以水溶液的形式来使用。若考虑涂布性、放置安定性等,接着剂在树脂溶液中的固形分浓度较佳为0.1~15质量%。此外,接着剂在树脂溶液的粘度以例如1~50mPa·s的范围为佳。
于装置7,由偏光元件膜辊8所供应的膜状偏光元件6以及由偏光元件外面保护膜辊9所供应的偏光元件外面保护膜1是朝捏合机11方向送出,以可挟持在此等膜之间的方式供应适量的接着剂,其次利用捏合机11做抵压,使得偏光元件6与偏光元件外面保护膜1的亲水性树脂层3做贴合,得到在偏光元件6的单面积层有偏光元件外面保护膜1的构造体。
其次,针对偏光元件6未积层偏光元件外面保护膜1的面也以同样的手段来积层偏光元件内面保护膜5,从而得到偏光板4。偏光元件内面保护膜5在与偏光元件6做接着之前,是事先供应于碱做碱化处理,而将三醋酸纤维素的酯基转换为羟基。所积层的偏光板4的厚度典型上为10μm以上100μm以下。
如上述般,依据具有本发明的偏光元件外面保护膜的偏光板,由于对在聚乙烯醇所构成的偏光元件外面侧所配置的合成树脂制基材层施行易接着处理,可提高聚乙烯醇所构成的偏光元件与偏光元件外面保护膜的接着性与耐久剥离性,由此可改善偏光板的强度与使用性。再者,通过在偏光元件内面侧配置具有低双折射性(亦即无配向性)纤维素酯所构成的偏光元件内面保护膜,可赋予偏光元件的保护机能而不会影响液晶分子的性能。
图5的液晶显示元件12是对于液晶层15被透明介质层14(例如玻璃)挟持的液晶胞13的两面,经由接着剂层16来贴合本发明的图3所示偏光板4(由基材层2、亲水性树脂层3、偏光元件内面保护膜5以及偏光元件6所构成)而构成。本发明的偏光元件外面保护膜(基材层2与亲水性树脂层3)专门配置于偏光元件6外面侧,而以往所使用的纤维素酯所构成的偏光元件内面保护膜5是配置于偏光元件6的内面侧(图示A方向侧为外面侧)。构成液晶胞13的液晶层15、透明介质层14以及接着剂层16的材料并无特别限定可使用众知者。此外,于液晶显示元件,亦可在液晶胞的一面侧使用图3的偏光板4(本发明的偏光板)而于液晶胞的另一面侧使用现有技术的其他偏光板。
液晶显示元件所具备的偏光板若配置有本发明偏光元件外面保护膜,由于偏光元件外面保护膜受到易接着处理,可提高偏光元件与偏光元件外面保护膜的接着性、剥离耐久性,且偏光板的强度、使用性优异。从而,液晶显示元件所具有的各种特性可经长时间持续且稳定地发挥,对于机器整体的可靠性变高。
(实施例)
以下,基于实施例来详述本发明,但是本发明并不因此实施例的记载而受限解释。
[丙烯酸树脂制基材层的形成]
将甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯共聚物(摩尔比9∶1)100质量份、[2-(2’-羟基-3’,5’-二第三丁基苯基)苯并三唑]1质量份、二氯甲烷400质量份、以及甲醇100质量份装入密闭容器中,于加压下以80℃一边搅拌一边溶解得到掺混组成物。将此掺混组成物加以过滤、冷却之后,均匀地流延于无端不锈钢带上,将溶剂蒸发至可进行剥离的程度后,自无端不锈钢带剥离,进而干燥得到膜厚30μm的丙烯酸系树脂膜(透明合成树脂制基材层)。将此丙烯酸系树脂膜当作试样A1。
[聚对苯二甲酸乙二醇酯制基材层的形成]
调制出添加有念珠状二氧化硅的乙二醇浆料,对该乙二醇浆料以190℃进行2小时热处理,接着,使其与对苯二甲酸二甲酯进行酯交换反应之后,进行缩聚制作出对苯二甲酸乙二醇酯颗粒。其次,将此颗粒所得的树脂以180℃进行3小时减压干燥之后,供应于挤制机,于310℃做加热熔融。接着,将熔融树脂自挤制机以片状挤出,在表面温度为30℃的浇铸滚筒上进行冷却固化,以制作未拉伸膜。其次,通过辊拉伸,将上述未拉伸膜于100℃在长边方向拉伸4倍,进而使用拉幅机于110℃在宽度方向拉伸4倍。接着,将该双轴拉伸膜于235℃(结晶化温度)进行5秒钟热处理使其结晶化,以制作厚度40μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜。将此聚对苯二甲酸乙二醇酯当作试样A2。
[聚酯系树脂制的亲水性树脂层的形成]
使用由对苯二甲酸二甲酯50质量%、间苯二甲酸二甲酯42质量%、以及5-钠硫邻苯二甲酸8质量%所构成的羧酸成分、由乙二醇50质量%以及新戊二醇50质量%所构成的二醇成分,以醋酸锌以及三氧化锑做为触媒,在200℃前后进行3小时酯交换反应之后,一边升温至260℃、一边将反应系内缓缓降压至0.2mmHg,进行缩聚直到得到既定粘度为止。将所得的聚酯系树脂100质量份在150质量份的水中于70℃前后搅拌使其均匀分散,得到固形分40质量%的聚酯系树脂水系乳化物。将此聚酯系树脂水系乳化物25质量%、聚乙烯醇10%水溶液25质量%、丙烯酸3.5质量%、甲基丙烯酸丁酯1.5质量%、过硫酸铵0.2质量%、水44.8质量%加至反应器中,以约70℃反应3小时,由此得到变性聚酯系树脂的水系乳化物。其次,将此变性聚酯系树脂的水系乳化物涂布于试样A1的丙烯酸系树脂膜上,进行加热、干燥得到具有厚度0.3μm亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B1。此外,将此变性聚酯系树脂的水系乳化物涂布于试样A2的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜的面上,使其干燥得到具有厚度0.3μm亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B2。
[聚酯系树脂/胺基甲酸酯树脂制的亲水性树脂层的形成]
对以上所得的变性聚酯系树脂的水系乳化物,将固形分40质量%的水性胺基甲酸酯(东亚合成化学工业社制的「阿龙尼奥坦UE-1300」)以两者的固形分比成为75∶25的方式掺混,得到聚酯系树脂/胺基甲酸酯系树脂混合系水系乳化物。其次,将此水系乳化物涂布于试样A1的丙烯酸系树脂膜面上,加热、干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B3。再者,将该水系乳化物涂布于试样A2的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜的面上,干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B4。
[丙烯酸系树脂制亲水性树脂层的形成]
将丙烯酸2-羟基乙酯70质量%以及丙烯酸甲酯30质量%的共聚物30质量份、三甲基乙酸羟酯新戊二醇的二丙烯酸酯3质量份、丙烯酸胺基甲酸酯系寡聚物(日本化药(股份公司)制造的「“KAYARAD”UX-4101」)3质量份、过氧化苯酰0.3质量份、异氰酸酯化合物(住友拜耳胺基甲酸酯(股份公司)制的「苏米焦尔N-75」)1.5质量份、硅酮系界面活性剂3质量份、水50质量份做掺混,得到丙烯酸系树脂的水系乳化物。将此丙烯酸系树脂的水系乳化物涂布于试样A1的丙烯酸系树脂膜面上,干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B5。再者,将丙烯酸系树脂的水系乳化物涂布于试样A2的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜的面上,加热、干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B6。
[胺基甲酸酯系树脂制的亲水性树脂层的形成]
将固形分40质量%的水性胺基甲酸酯(东亚合成化学工业社制的「阿龙尼奥坦UE-1300」)25质量%、聚乙烯醇10%水溶液25质量%、甲基丙烯酸羟基乙酯5质量%、过硫酸钾0.2质量%、水44.8质量%加入至反应器内,以约70℃反应3小时,来得到胺基甲酸酯系树脂的水系乳化物。将此胺基甲酸酯系树脂的水系乳化物涂布于试样A1的丙烯酸系树脂膜面上,加热、干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B7。再者,将此胺基甲酸酯系树脂的水系乳化物涂布于试样A2的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜的面上,干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B8。
[环氧系树脂制亲水性树脂层的形成]
将由丙烯酸缩水甘油酯70质量%与丙酸乙烯酯30质量%的共聚物30质量份、三甲基乙酸羟酯新戊二醇的二丙烯酸酯3质量份、丙烯酸胺基甲酸酯系寡聚物(日本化药(股份公司)制造的「“KAYARAD”UX-4101」)3质量份、过氧化苯酰0.3质量份、异氰酸酯化合物(住友拜耳胺基甲酸酯(股份公司)制的「苏米焦尔N-75」)1.5质量份、硅酮系界面活性剂3质量份、水50质量份做掺混,得到环氧系树脂的水系乳化物。将此环氧系树脂的水系乳化物涂布于试样A1的丙烯酸系树脂膜面上,干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B9。再者,将此环氧系树脂的水系乳化物涂布于试样A2的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜的面上,加热、干燥得到具有厚度0.3μm的亲水性树脂层的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B10。
[底漆层与亲水性树脂层的形成]
使用固形分30质量%的丙烯酸丁酯/丙烯酸正丁酯/苯乙烯/丙烯酸2-羟基乙酯共聚物的水分散乳胶(质量比30/20/25/25)做为水系乳胶,以凹版涂机涂布于试样A1的丙烯酸系树脂膜面上,干燥形成厚度0.2μm的底漆层。其次,涂布由聚合度1500的聚乙烯醇与明胶(质量比1∶1)在水中经乳化所得的乳液(固形分浓度30质量%),干燥形成亲水性树脂层。得到底漆层与亲水性树脂层的合计厚度为0.5μm的偏光元件保护膜。以此偏光元件保护膜做为试样B11。
[偏光元件的形成]
将膜厚200μm的聚乙烯醇膜做单轴拉伸(温度110℃、拉伸倍率5倍),得到膜厚40μm的膜。将此膜浸渍于含有碘0.15g与碘化钾10g的水溶液中60秒,其次浸渍于含有碘化钾12g与硼酸7.5g的68℃水溶液中。对其进行水洗、干燥,得到偏光元件。
[实施例1~10]
将试样B1~B10的各偏光元件保护膜以及上述偏光元件裁断成为18cm×5cm的尺寸,将其介由固形分浓度为2质量%的聚乙烯醇水溶液接着剂来重叠,在使用手辊将多余的接着剂、气泡去除的同时进行贴合。将的插入以2kg/cm2加压的层合机中,进而以80℃干燥来得到积层体1~10(分别做为实施例1~10)。在此贴合中,是使得试样B1~B10的各亲水性树脂层与上述偏光元件做接着。
[比较例1与2]
将试样A1的丙烯酸系树脂膜或是试样A2的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜与上述偏光元件以和上述实施例1~10同样的手段做贴合得到积层体11与12。
对于上面所得的积层体1~12,以下述方法进行关于初期接着性与耐久性的特性评价。其评价结果示于表1。
(1)初期接着性
以手将积层体的两层剥离,依据材料破坏的发生程度,做下述三阶段评价。
极为良好(◎):几乎所有的部分发生材料破坏。
良好(○):于一半程度部分发生材料破坏。
略为不良(△):虽发生一部分材料破坏,但试样与偏光元件之间的剥落面积大。
不良(×):于试样与偏光元件之间完全剥落。
(2)耐久性
将积层体于75℃、90%RH的条件下放置500小时,观察外部变化,测定自端部剥离的宽度。评价基准如下。
极为良好(◎):未满0.1mm
良好(○):0.1mm以上0.5mm以下
略为不良(△):0.5mm以上1.5mm以下
不良(×):1.5mm以上
[表1]
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 比较例1 | 比较例2 | |
初期接着性 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × | × |
耐久性 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | × | × |
从表1的结果可知,实施例1~10的积层体1~10,初期接着性良好,且在严苛条件下的剥离耐久性也优异。尤其是,采用了由含有变性聚酯系树脂与胺基甲酸酯系树脂的水系乳化物所形成的试样B3与B4的实施例3与4的初期接着性格外优异。另一方面,比较例1与2的积层体11、12,不仅初期接着性不良,且剥离耐久性也差。如此般,本发明的偏光元件外面用保护膜,因为在一侧表面具备经由亲水性树脂做表面处理的基材层,所以相较于未经过此种表面处理的基材层所构成的膜,对聚乙烯醇的接着力以及剥离耐久性可大幅改善。
[实施例13]
将试样B11的偏光元件保护膜以及上述偏光元件裁断成为18cm×5cm的尺寸,将其介由固形分浓度为2质量%的聚乙烯醇水溶液接着剂来重叠,在使用手辊将多余的接着剂、气泡去除的同时进行贴合。将的插入以2kg/cm2加压的层合机中,进而以80℃干燥来得到积层体13。在此贴合中,是使得试样B11的各亲水性树脂层与上述偏光元件做接着。
对于上面所得的积层体13,以下述方法进行关于初期接着性与耐久性的特性评价。
(1)初期接着性
以手将积层体的两层剥离,依据材料破坏的发生程度,做下述三阶段评价。
良好:发生材料破坏
略为不良:虽一部分材料发生破坏,但试样与偏光元件之间的剥落面积大。
不良:于试样与偏光元件之间完全剥落。
(2)耐久性
将积层体于75℃、90%RH的条件下放置500小时,观察外部变化,测定自端部剥离的宽度。评价基准如下。
良好:0.5mm以内
略为不良:0.5mm以上1.5mm以下
不良:1.5mm以上
对实施例的积层体13进行初期接着性试验的结果发生了材料破坏,可知初期接着性良好。此外,对实施例的积层体13进行耐久性试验的结果,剥离为0.1mm,耐久性良好,在严苛条件下的剥离耐久性也优异。
如上述般,本发明的偏光元件外面用保护膜,因为在一侧表面具备经由亲水性树脂层做表面处理的基材层,所以相较于未经过此种表面处理的基材层所构成的膜,对聚乙烯醇的接着力以及剥离耐久性可格外改善。
产业上利用性
液晶显示元件若使用有具备本发明的偏光元件外面保护膜的偏光板,由于偏光元件外面保护膜与偏光元件之间的接着可确实进行,所以可提高液晶显示元件以及具备该液晶显示元件的电子机器整体的可靠性。因此,此等液晶显示元件可适用于从电子计算机、时钟等小型品到汽车用计量仪器、PC监视器、电视等大型品。
Claims (15)
1.一种偏光元件外面保护膜,是配置在液晶显示元件外面侧,其特征在于,具备:
透明合成树脂制的基材层;以及
于该基材层内面侧所积层的亲水性树脂层。
2.如权利要求1的偏光元件外面保护膜,其特征在于,构成该基材层的合成树脂是选自丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚丙烯系树脂、环烯烃系树脂、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂所构成群中至少1种。
3.如权利要求1的偏光元件外面保护膜,其特征在于,构成该亲水性树脂层的亲水性树脂是由选自聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、以及环氧系树脂所构成群中至少1种所形成。
4.如权利要求1的偏光元件外面保护膜,其特征在于,构成该亲水性树脂层的亲水性树脂是经过变性而于侧链具有亲水性基。
5.如权利要求1的偏光元件外面保护膜,其特征在于,该亲水性树脂层的厚度为0.01μm以上3μm以下。
6.如权利要求1的偏光元件外面保护膜,其特征在于,在该基材层与亲水性树脂层之间进一步具备底漆层。
7.如权利要求6的偏光元件外面保护膜,其特征在于,底漆层是由水系乳胶所形成。
8.如权利要求7的偏光元件外面保护膜,其特征在于,该水系乳胶是含有由选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸衍生物、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺衍生物、乙烯酯类、烯烃类、苯乙烯类、巴豆酸酯类、衣康酸酯类、富马酸酯类、乙烯酮类、含杂环乙烯单体类以及不饱和腈类所构成群中至少1种的不饱和单体所得的聚合物。
9.如权利要求6的偏光元件外面保护膜,其特征在于,构成该亲水性树脂层的亲水性树脂是含有聚乙烯醇系聚合物。
10.如权利要求9的偏光元件外面保护膜,其特征在于,该聚乙烯醇系聚合物是选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、由聚乙烯醇与烯烃类所成的共聚物、由聚乙烯醇与不饱和羧酸类所成的共聚物、由聚乙烯醇与不饱和羧酸酯类所成的共聚物、以及由聚乙烯醇与丙烯酰胺所成的共聚物所构成群中至少1种。
11.如权利要求6的偏光元件外面保护膜,其特征在于,该亲水性树脂层是使含有水分散性聚酯系树脂与溶剂的表面处理剂接触于底漆层内面来形成。
12.如权利要求6的偏光元件外面保护膜,其特征在于,该底漆层与亲水性树脂层的合计厚度为0.02μm以上4μm以下。
13.如权利要求1的偏光元件外面保护膜,其特征在于,其具备在该基材层外面侧所积层的抗反射层或是硬涂层。
14.一种偏光板,其特征在于,具备:
由聚乙烯醇所构成的偏光元件;
于该偏光元件外面所积层的权利要求1的偏光元件外面保护膜;以及
于该偏光元件内面所积层的偏光元件内面保护膜。
15.一种液晶显示元件,其特征在于,具备:
液晶胞;以及
于该液晶胞的至少一面侧所积层的权利要求14的偏光板。
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