CN103487865A - 带粘合剂层的光学薄膜的制造方法 - Google Patents

带粘合剂层的光学薄膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供在光学薄膜的至少单面夹着锚固层而层叠有粘合剂层的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法,该带粘合剂层的光学薄膜的密合性好、高温下的裂纹耐久性优异。该方法具有下述工序:在所述光学薄膜上涂布锚固层涂布液,使得干燥前的涂布厚度为20μm以下,接着,通过在满足下述(1)~(2)两者的干燥条件下进行干燥,去除所述混合溶剂,形成锚固层,(1)干燥温度T=40~70℃,(2)所述干燥温度T(℃)与所述干燥时间H(秒)的乘积(T×H):400≤(T×H)≤4000,所述锚固层涂布液含有:含10~100重量%水和90~0重量%醇的混合溶剂以及含聚氧亚烷基的聚合物。

Description

带粘合剂层的光学薄膜的制造方法
技术领域
本发明涉及在光学薄膜的至少单面夹着锚固层而层叠有粘合剂层的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法。作为前述光学薄膜,可列举出:偏光薄膜、相位差板、光学补偿薄膜、增亮薄膜、防反射薄膜等表面处理薄膜,以及层叠有这些薄膜的材料等。
背景技术
液晶显示装置和有机EL显示装置等从其图像形成方式出发,例如,液晶显示装置需要在液晶单元的两侧配置偏光元件,通常贴附有偏光薄膜。此外,近来在液晶面板和有机EL面板等显示面板中,除了偏光薄膜以外,为了提高显示器的显示品质还使用各种光学元件。此外,为了保护液晶显示装置、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置,或为了赋予高档感,或为了使设计与众不同而使用前面板。在与这些液晶显示装置和有机EL显示装置等图像显示装置、前面板等图像显示装置一起使用的构件中,使用例如用于防着色的相位差板、用于改善液晶显示器的视场角的视场角扩大薄膜、以及用于提高显示器的对比度的增亮薄膜、用于赋予表面的耐擦伤性的硬涂薄膜、用于防止对图像显示装置的反光的防眩光处理薄膜、防反射薄膜、低反射薄膜等防反射薄膜等表面处理薄膜。这些薄膜统称为光学薄膜。
在将前述光学薄膜贴附于液晶单元和有机EL面板等显示面板、或前面板时,一般使用粘合剂。此外,对于光学薄膜与液晶单元和有机EL面板等显示面板、或前面板、或光学薄膜间的粘接,一般为了减小光损耗而使用粘合剂将各个材料密合。在这种情况下,由于具有不需要干燥工序来使光学薄膜固着等优点,通常使用在光学薄膜的单侧预先设置有粘合剂层的带粘合剂层的光学薄膜。
光学薄膜容易在加热、加湿条件下发生收缩和膨胀,光学薄膜与粘合剂的密合性低时,有时会在光学薄膜与粘合剂层之间发生浮起、剥离。尤其,对于要求液晶面板具有更高耐久性的以车载导航仪为首的车载用途而言,施加于光学薄膜的收缩应力也会增大,会更容易发生浮起、剥离。具体而言,即使在例如电视机用途等所实施的80℃左右的可靠性试验中没有问题,也容易在车载导航仪等车载用途所实施的95℃左右的可靠性试验中发生浮起、剥离等不利情况。此外,在将带粘合剂层的光学薄膜贴附在液晶显示器上之后,根据需要而暂时剥离并进行再贴附(返工)时,如果光学薄膜与粘合剂的密合力低,则存在粘合剂残留在液晶显示器的表面、无法高效地进行返工的不利情况。此外,在带粘合剂层的光学薄膜的切割、输送時等使用工序中处理时,如果带粘合剂层的光学薄膜的端部接触到人、周围的物品,则还容易产生由于缺少该部分的粘合剂而引起液晶面板的显示不良等的不利情况。为了消除这些不利情况而实施了在光学薄膜上涂布锚固层之后涂布粘合剂来提高光学薄膜与粘合剂层的密合性的手法。
然而,对于前述粘合剂层,要求在一般作为环境加速试验进行的基于加热和加湿等的耐久试验时不产生由粘合剂引起的不利情况。但是,在光学薄膜与粘合剂层之间配置锚固层时,存在会在耐久性试验时在光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹(solvent crack)的问题。尤其,即使在例如电视机用途等所实施的80℃左右的可靠性试验中不产生溶剂裂纹,有时也会在车载导航仪等车载用途所实施的95℃左右的可靠性试验中明显产生溶剂裂纹。
下述专利文献1记载了在光学薄膜与粘合剂层之间配置有锚固层的带粘合剂层的光学薄膜,所述锚固层是涂布含有水和醇的混合溶剂以及多胺化合物的锚固层涂布液并干燥而得到的。然而,该带粘合剂层的光学薄膜没有具体讨论用于解决上述问题(即在耐久性试验时在光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹的问题)的锚固层涂布液的组成和干燥条件。
此外,下述专利文献2记载了在光学薄膜与粘合剂层之间配置有锚固层的带粘合剂层的光学薄膜,所述锚固层是涂布含有水和醇的混合溶剂以及含噁唑啉基聚合物的锚固层涂布液并干燥而得到的,作为该锚固层涂布液的干燥条件,具体公开了设定为干燥温度40度、干燥时间120秒的例子。进而,下述专利文献3记载了在光学薄膜与粘合剂层之间配置有锚固层的带粘合剂层的光学薄膜,所述锚固层是涂布由含有聚氨酯树脂和水溶性聚噻吩类导电性聚合物的水溶液形成的锚固层涂布液并干燥而得到的,作为该锚固层涂布液的干燥条件,具体公开了设定为干燥温度80度、干燥时间120秒的例子。然而已判明,从防止上述溶剂裂纹产生的角度来看,这些干燥条件还存在进一步改良的余地。
进而,下述专利文献4记载了在光学薄膜与粘合剂层之间配置有锚固层的带粘合剂层的光学薄膜,所述锚固层是涂布含有氨且含有水分散型聚合物的锚固层涂布液并干燥而得到的,作为该锚固层涂布液的干燥条件,具体公开了设定为干燥温度50度、干燥时间60秒的例子。然而,锚固层中存在的氨的比例增加时,在高热、高湿度环境下,例如在使用作为光学薄膜的偏光薄膜时,偏光薄膜的偏光特性会发生变化。由此,会影响光学特性,有时会无法满足高热、高湿度环境下的高耐久性。
如上所述,现有技术中不存在着眼于在光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹的问题的先例,为了解决该问题,需要进行进一步的研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-078143号公报
专利文献2:日本特开2007-171892公报
专利文献3:日本特开2009-242786号公报
专利文献4:日本特开2007-248485号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于前述实际情况而做出的,其目的在于提供在光学薄膜的至少单面夹着锚固层而层叠有粘合剂层的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法,该带粘合剂层的光学薄膜的密合性好、高温下的裂纹耐久性优异。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决前述问题而进行了深入研究,结果发现,通过使用由特定的溶剂组成形成的混合溶剂、且将用于去除该混合溶剂的干燥条件最优化,可以有效防止在带粘合剂层的光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹。本发明是基于前述研究的结果而做出的,通过如下技术方案实现上述目的。
即,本发明的粘合型光学薄膜的制造方法的特征在于,所述粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少单面夹着锚固层而层叠有粘合剂层,该方法具有下述工序:
在所述光学薄膜上涂布锚固层涂布液,使得干燥前的涂布厚度为20μm以下,接着,通过在满足下述(1)~(2)两者的干燥条件下进行干燥,去除所述混合溶剂,形成锚固层,
(1)干燥温度T=40~70℃,
(2)所述干燥温度T(℃)与所述干燥时间H(秒)的乘积(T×H):
400≤(T×H)≤4000,
所述锚固层涂布液含有:含10~100重量%水和90~0重量%醇的混合溶剂以及含聚氧亚烷基的聚合物。
在前述带粘合剂层的光学薄膜的制造方法中,优选的是,所述醇为异丙醇和/或乙醇。
在前述带粘合剂层的光学薄膜的制造方法中,优选的是,从在所述光学薄膜上涂布所述锚固层涂布液后到开始干燥为止的时间为30秒以下。
在前述带粘合剂层的光学薄膜的制造方法中,优选的是,所述光学薄膜的所述锚固层形成面侧为降冰片烯类树脂或(甲基)丙烯酸类树脂。
在前述带粘合剂层的光学薄膜的制造方法中,优选的是,在形成锚固层的工序之前,具有下述工序:对所述光学薄膜的所述锚固层形成面侧实施电晕处理或等离子体处理。
此外,另一本发明的粘合型的光学薄膜的制造方法的特征在于,所述粘合型光学薄膜为粘合型偏光薄膜。
本发明的粘合型光学薄膜或粘合型偏光薄膜是通过前述任一项所述的制造方法制得到的。进而,本发明的图像显示装置的特征在于,使用前述粘合型光学薄膜或前述粘合型偏光薄膜。
发明的效果
根据本发明的粘合型光学薄膜的制造方法,通过使用规定的锚固层涂布液,可以提高光学薄膜与粘合剂层的密合性,并提高锚固层的涂布外观性。进而,通过在规定的干燥条件下干燥前述锚固层涂布液,可以防止在光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹。尤其,根据本发明的粘合型光学薄膜的制造方法,即使在车载导航仪等车载用途所实施的95℃左右的可靠性试验中,也可以制造可防止溶剂裂纹产生的粘合型光学薄膜。此外,由于锚固层涂布液含有含聚氧亚烷基的聚合物,因此光学薄膜与锚固层的润湿性优异。
具体实施方式
本发明涉及在光学薄膜的至少单面夹着锚固层而层叠有粘合剂层的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法。在带粘合剂层的光学薄膜中,粘合剂层可以设置在光学薄膜的单面,也可以在光学薄膜的两面具有粘合剂层。
粘合剂层的形成可以使用适当的粘合剂,对其种类没有特别限制。作为粘合剂,可列举出:橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、有机硅类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、聚乙烯醇类粘合剂、聚乙烯基吡咯烷酮类粘合剂、聚丙烯酰胺类粘合剂、纤维素类粘合剂等。
在这些粘合剂当中,优选使用光学透明性优异、显示适当的密合性、凝聚性以及粘接性的粘合特性且耐候性、耐热性等优异的粘合剂。作为显示这种特征的粘合剂,优选使用丙烯酸类粘合剂。
丙烯酸类粘合剂将以(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元为主要骨架的丙烯酸类聚合物作为基础聚合物。另外,(甲基)丙烯酸烷基酯是指丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯,本发明的(甲基)为相同的含义。作为构成丙烯酸类聚合物的主要骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯,可例示出:直链状或支链状的烷基的碳数1~20的物质。例如可例示出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等。这些可以单独使用或组合使用。这些烷基的平均碳数优选为3~9。
在前述丙烯酸类聚合物中,可以为了改善粘接性、耐热性而通过共聚导入1种以上共聚单体。作为这种共聚单体的具体例子,例如可列举出:(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯、丙烯酸(4-羟甲基环己基)-甲酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体;丙烯酸的己内酯加成物;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯(2-hydroxyethyl acryloyl phosphate)等含磷酸基单体等。
此外,还可列举出作为用于改性的单体例子的:(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺类单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯类单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯类单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧八亚甲基琥珀酰亚胺、N-丙烯酰基吗啉等琥珀酰亚胺类单体;N-环己基马来酰亚胺、N-异丙基马来酰亚胺、N-月桂基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺类单体;N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等衣康酰亚胺类单体等。
进而,作为改性单体,也可以使用醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯基己内酰胺等乙烯基类单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯类单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基的丙烯酸类单体;(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯等二醇类丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、氟化(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯等丙烯酸酯类单体等。
在全部构成单体的重量比率中,丙烯酸类聚合物以(甲基)丙烯酸烷基酯为主要成分,对丙烯酸类聚合物中的前述共聚单体的比率没有特别限制,在全部构成单体的重量比率中,前述共聚单体的比率优选为0~20%左右、0.1~15%左右,进一步优选为0.1~10%左右。
在这些共聚单体当中,从粘接性、耐久性的方面来看,优选使用含羟基单体、含羧基单体。这些单体构成与交联剂的反应点。含羟基单体、含羧基单体等由于富有与分子间交联剂的反应性,因此优选为了提高所得粘合剂层的凝聚性、耐热性而使用。
含有含羟基单体和含羧基单体作为共聚单体时,这些共聚单体按前述共聚单体的比率使用,优选含有0.1~10重量%含羧基单体和0.01~2重量%含羟基单体。含羧基单体更优选为0.2~8重量%,进一步优选为0.6~6重量%。含羟基单体更优选为0.03~1.5重量%,进一步优选为0.05~1重量%。
对丙烯酸类聚合物的平均分子量没有特别限制,重均分子量优选为30万~250万左右。前述丙烯酸类聚合物的制造可以通过各种公知的手法进行,例如可以适当选择本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法等自由基聚合法。作为自由基聚合引发剂,可以使用偶氮类、过氧化物类的各种公知的引发剂。反应温度一般设定为50~80℃左右,反应时间设定为1~8小时。此外,在前述制造方法当中优选溶液聚合法,作为丙烯酸类聚合物的溶剂,通常使用醋酸乙酯、甲苯等。溶液浓度通常设定为20~80重量%左右。
此外,前述粘合剂优选制成含有交联剂的粘合剂组合物。作为可以配混在粘合剂中的多官能化合物,可列举出:有机类交联剂、多官能性金属螯合物。作为有机类交联剂,可列举出:环氧类交联剂、异氰酸酯类交联剂、亚胺类交联剂、过氧化物类交联剂等。这些交联剂可以使用1种或将2种以上组合使用。作为有机类交联剂,优选异氰酸酯类交联剂。多官能性金属螯合物是多价金属与有机化合物共价键合或配位键合的物质。作为多价金属原子,可列举出:Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。作为共价键合或配位键合的有机化合物中的原子,可举出氧原子等,作为有机化合物,可列举出:烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
对丙烯酸类聚合物等基础聚合物与交联剂的配混比例没有特别限定,一般,相对于100重量份基础聚合物(固体成分),交联剂(固体成分)优选为0.001~20重量份左右,进一步优选为0.01~15重量份左右。作为前述交联剂,优选异氰酸酯类交联剂。相对于100重量份基础聚合物(固体成分),异氰酸酯类交联剂优选为0.001~2重量份左右,进一步优选为0.01~1.5重量份左右。
进而,在前述粘合剂中,还可以根据需要适当使用赋粘剂,增塑剂,由玻璃纤维、玻璃珠、金属粉、其他无机粉末等形成的填充剂,颜料,着色剂,填充剂,抗氧化剂,紫外线吸收剂,硅烷偶联剂等,另外还可在不脱离本发明的目的的范围内适当使用各种添加剂。此外,也可以含有微粒来形成显示光扩散性的粘合剂层等。
作为硅烷偶联剂,可以没有特别限制地使用现有公知的物质。例如可例示出:γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含环氧基的硅烷偶联剂,3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基丁叉基)丙胺等含氨基的硅烷偶联剂,3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等含(甲基)丙烯酰基的硅烷偶联剂,3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷等含异氰酸酯基的硅烷偶联剂。其中,粘合剂层中含有硅烷偶联剂时,有时会助长在光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹,因此相对于100重量份基础聚合物(固体成分),硅烷偶联剂(固体成分)的含量优选尽可能少。具体而言,优选为0~3重量份左右,更优选配混0~2重量份左右,进一步优选配混0~1重量份左右。
本发明的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法在粘合剂层与光学薄膜之间设置锚固层。该锚固层如下来形成:在光学薄膜上涂布锚固层涂布液,使得干燥前的涂布厚度为20μm以下,接着,通过在满足下述(1)~(2)两者的干燥条件下进行干燥,去除混合溶剂,形成锚固层,
(1)干燥温度T=40~70℃,
(2)干燥温度T(℃)与干燥时间H(秒)的乘积(T×H):
400≤(T×H)≤4000,
所述锚固层涂布液含有:含10~100重量%水和90~0重量%醇的混合溶剂以及含聚氧亚烷基的聚合物。
锚固层涂布液中的混合溶剂含有含10~100重量%水和90~0重量%醇的混合溶剂。
作为醇,优选在常温(25℃)下为亲水性的醇,特别是在常温(25℃)下可以与水以任意比例混合的醇。作为这种醇,优选碳数1~6的醇。进一步优选碳数1~4的醇,进一步优选碳数1~3的醇。作为这种醇的具体例子,例如可列举出:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇和环己醇等。在这些当中,优选乙醇、异丙醇,更优选异丙醇。醇可以单独使用1种或将2种以上混合使用。2种以上的醇可以以任意比例混合。例如可以使用将乙醇与异丙醇以任意比例混合得到的混合醇。
在上述混合溶剂当中,使用含65~100重量%水和0~35重量%醇的混合溶剂(以下也称为“多水混合溶剂”)时,特别是在使用具有导电性的聚噻吩类聚合物作为粘结剂成分时,锚固层涂布液中的聚噻吩类聚合物的分散性进一步提高。其结果,涂布锚固层涂布液并干燥后得到的锚固层的导电性能进一步提高。在此基础上,使用多水混合溶剂时,还可以更有效地防止锚固层的溶剂裂纹。特别是从提高锚固层的导电性能的角度来看,优选使用含80~100重量%水和0~20重量%醇的混合溶剂,更优选使用含90~100重量%水和0~20重量%醇的混合溶剂,特别优选使用水基本为100重量%的(混合)溶剂。
作为聚噻吩类聚合物,可以使用各种形态的聚合物,可以适宜地使用水溶性或水分散性的聚合物。聚噻吩类聚合物的按照聚苯乙烯换算的重均分子量优选为400000以下,进一步优选为300000以下。重均分子量超过前述值时,有变得不满足前述水溶性或水分散性的倾向,在使用这种聚合物制备涂布液时,有该涂布液中残存聚合物的固体成分、或者高粘度化而难以形成膜厚均一的锚固层的倾向。
前述水溶性是指相对于100g水的溶解度为5g以上的情况。前述水溶性聚噻吩类聚合物相对于100g水的溶解度优选为20~30g。水分散性聚噻吩类聚合物是聚噻吩类聚合物以微粒状分散在水中而得到的,水分散液不仅液体粘度小而容易涂覆薄膜,而且涂布层的均一性优异。在这里,作为微粒的尺寸,从锚固层的均一性的方面来看优选为1μm以下。
此外,前述水溶性或水分散性的聚噻吩类聚合物优选在分子中具有亲水性官能团。作为亲水性官能团,例如可列举出:磺基、氨基、酰胺基、亚氨基、季铵盐基、羟基、巯基、肼基、羧基、硫酸酯基、磷酸酯基、或它们的盐等。通过在分子中具有亲水性官能团而易溶于水,或容易以微粒状分散在水中,可以容易地制备前述水溶性或水分散性的聚噻吩类聚合物。
作为前述水溶性或水分散性的聚噻吩类聚合物,可举出Nagase ChemteXCorporation制造的Denatron系列等。
此外,在锚固层涂布液中,水和醇以外的成分、例如氨的比例增加时,在高热、高湿度环境下,例如使用偏光薄膜作为光学薄膜时,偏光薄膜的偏光特性会变化,从而会影响光学特性,有时无法满足高热、高湿度环境下的高耐久性。因此,优选锚固层涂布液中的混合溶剂(粘结剂树脂的稀释溶剂)以水和醇为主要成分,具体而言是混合溶剂中的水和醇的总量为90重量%以上。更优选混合溶剂中的水和醇的总量为95重量%以上,进一步优选混合溶剂中的水和醇的总量为99重量%以上,最优选混合溶剂中的水和醇实质上为100重量%。
另外,锚固层涂布液中含有氨时,虽然有时锚固层的涂布外观性、光学可靠性优异,但从耐久性、防止溶剂裂纹的角度来看,优选氨的含量尽可能少。具体而言,相对于100重量份粘结剂树脂(固体成分),锚固层涂布液中的氨的含量优选小于0.05重量份,更优选小于0.03重量份。
本发明在锚固层涂布液中与前述混合溶剂一起含有含聚氧亚烷基的聚合物。作为含聚氧亚烷基的聚合物,例如可举出:主链为聚(甲基)丙烯酸酯聚合物且侧链含有聚氧亚乙基、聚氧亚丙基等聚氧亚烷基的含聚氧亚烷基的聚(甲基)丙烯酸酯等。考虑到锚固层与光学薄膜的润湿性,锚固层涂布液中的含聚氧亚烷基的聚合物的含量优选为0.005~5重量%,更优选为0.01~3重量%,进一步优选为0.01~1重量%,最优选为0.01~0.5重量%。
本发明可以在锚固层涂布液中根据需要而与前述混合溶剂和含聚氧亚烷基的聚合物一起含有粘结剂树脂。作为粘结剂树脂,从提高粘合剂的固着力的角度来看,例如可以使用水溶性或水分散性聚氨酯树脂类粘结剂等聚氨酯树脂类粘结剂、环氧树脂类粘结剂、异氰酸酯树脂类粘结剂、聚酯树脂类粘结剂、分子中含有氨基的聚合物类、含有噁唑啉基等的各种丙烯酸类树脂类粘结剂等具有有机反应性基团的树脂(聚合物)。此外,从提高锚固层的导电性能的角度来看,优选使用聚噻吩类聚合物。锚固层涂布液中的粘结剂树脂的含量优选为0.005~5重量%,更优选为0.01~3重量%,进一步优选为0.01~1重量%,最优选为0.01~0.5重量%。
使用水溶性或水分散性聚氨酯树脂类粘结剂等前述聚氨酯树脂类粘结剂时,特别是光学薄膜与粘合剂层的密合性提高,故优选。
在锚固层涂布液中,可以根据需要而配混添加剂。作为添加剂,可列举出:流平剂、消泡剂、增稠剂、抗氧化剂等。在这些添加剂当中,优选流平剂(例如具有炔骨架的物质等)。对于这些添加剂的比例,一般相对于100重量份粘结剂树脂(固体成分),优选为0.01~500重量份左右,更优选为0.1~300重量份,进一步优选为1~100重量份。
本发明的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法以干燥前的涂布厚度为20μm以下的方式将锚固层涂布液涂布在光学薄膜上。该干燥前的涂布厚度过厚(锚固层涂布液的涂布量多)时,容易受溶剂的影响,会助长裂纹产生,因此会成为产生裂纹的原因。另一方面,过薄时,光学薄膜与粘合剂的密合性不充分,会成为耐久性变差的原因。因此,优选为2~17μm,更优选为4~13μm。另外,该干燥前的涂布厚度可以根据干燥后的锚固层厚度以及锚固层涂布液中的粘结剂树脂量的比例算出。另外,对锚固层涂布液的涂布方法没有特别限定,例如可以使用涂布法、浸渍法、喷雾法等涂覆法。
本发明的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法中,通过在满足下述(1)~(2)两者的干燥条件下进行干燥,去除混合溶剂,形成锚固层,
(1)干燥温度T=40~70℃,
(2)干燥温度T(℃)与干燥时间H(秒)的乘积(T×H):
400≤(T×H)≤4000。
(1)的干燥温度T从越快干燥越可防止在光学薄膜的锚固层形成面侧的溶剂裂纹的角度来看是有效的,但干燥温度T过高时,会促进光学薄膜的劣化。另一方面,干燥温度T过低时,存在由干燥不良引起锚固层的涂布外观性变差、产生溶剂裂纹之虞。因此,干燥温度T=40~70℃是重要的,优选T=45~60℃。
(2)的干燥温度T(℃)与干燥时间H(秒)的乘积(T×H)过大时会促进光学薄膜的劣化,故不优选,过小时,存在由干燥不良引起锚固层的涂布外观性变差、产生溶剂裂纹之虞。因此,400≤(T×H)≤4000是重要的,优选500≤(T×H)≤2900,更优选500≤(T×H)≤2000,特别优选600≤(T×H)≤1250。
另外,干燥时间H过长时会促进光学薄膜的劣化,故不优选,过短时,存在由干燥不良引起锚固层的涂布外观性变差、产生溶剂裂纹之虞。因此,优选干燥时间H=5~100秒,优选H=5~70秒,更优选为10~35秒。
本发明的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法中,如果将自在光学薄膜上涂布锚固层涂布液起到在上述的干燥条件下开始干燥为止的时间设定得较长,则有时锚固层的涂布外观性会变差,且有时会助长在光学薄膜的锚固层形成面侧产生溶剂裂纹。将自涂布锚固层涂布液起到开始干燥为止的时间设定得较长时会助长产生溶剂裂纹的原因尚不明确,推定是由于在构成光学薄膜的聚合物中,锚固层涂布液的混合溶剂会逐渐浸透和扩散。因此,自涂布锚固层涂布液起到开始干燥为止的时间优选较短,具体而言,优选为30秒以下,更优选为20秒以下,特别优选为10秒以下。对于下限没有特别限定,考虑到作业性等,可例示出1秒左右。
干燥后的锚固层厚度(干燥厚度)优选为3~300nm,更优选为5~180nm,进一步优选为11~90nm。小于3nm时,有时在确保光学薄膜与粘合剂层的固着性方面不充分。另一方面,超过300nm时,由于锚固层的厚度过厚、强度不足而容易在锚固层内发生内聚破坏,有时无法获得充分的固着性。
通常,光学薄膜的锚固层形成面侧为降冰片烯类树脂或(甲基)丙烯酸类树脂、特别是为降冰片烯类树脂的情况下,涂布锚固层涂布液时,在高温(95℃以上)下的可靠性试验中容易产生溶剂裂纹。作为其原因,可列举出:(1)光学薄膜的玻璃化转变温度(Tg)与试验温度接近,光学薄膜变脆;(2)进而偏光薄膜的收缩应力增大。这样,对于要求高温(95℃以上)下的可靠性试验的车载用途等,特别需要对锚固层形成工序中的锚固层涂布液的干燥条件进行细致的条件设定。然而,应用本发明的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法时,即使是在光学薄膜的锚固层形成面侧配置有降冰片烯类树脂或(甲基)丙烯酸类树脂的情况,也可以有效制造裂纹耐久性优异的带粘合剂层的光学薄膜。
另外,本发明的带粘合剂层的光学薄膜的制造方法可以在形成所述锚固层的工序之前具有对光学薄膜的锚固层形成面侧实施电晕处理或等离子体处理的工序。通过实施电晕处理或等离子体处理,可以进一步提高光学薄膜与粘合剂层的密合性。
在光学薄膜上形成锚固层后,通过在锚固层上形成粘合剂层,可以制造带粘合剂层的光学薄膜。对粘合剂层的层叠方法没有特别限制,可列举出:在前述锚固层上涂布粘合剂溶液并干燥的方法;通过设置有粘合剂层的脱模片进行转印的方法等。涂布法可以采用逆转涂布、照相凹版涂布等辊涂布法、旋转涂布法、丝网涂布法、喷注涂布法、浸渍法、喷雾法等。粘合剂层的厚度优选为2~150μm,更优选为2~100μm,特别优选为5~50μm。粘合剂层的厚度过薄时,容易产生与锚固层的密合性不足、与玻璃界面的剥离等不利情况,过厚时,有时容易产生粘合剂的发泡等不利情况。
作为脱模片的构成材料,可列举出:纸,聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等合成树脂薄膜,橡胶片,纸,布,无纺布,网,发泡片,金属箔,它们的层压体等适当的薄层体等。对于脱模片的表面,为了提高自粘合剂层的剥离性,可以根据需要而实施有机硅处理、长链烷基处理、氟处理等低粘接性的剥离处理。
另外,对于本发明的带粘合剂层的光学薄膜的光学薄膜、粘合剂层等各层,也可以为通过用例如水杨酸酯类化合物、苯酚(benzophenol)类化合物、苯并三唑类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍络盐类化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等方式而赋予了紫外线吸收能力的层等。
作为本发明的带粘合剂层的光学薄膜中使用的光学薄膜,例如可举出偏光薄膜。偏光薄膜一般使用在偏振片的单面或两面具有透明保护薄膜的薄膜。
对偏振片没有特别限定,可以使用各种偏振片。作为偏振片,例如可列举出:使二色性物质碘、二色性染料吸附于聚乙烯醇类薄膜、部分甲醛化聚乙烯醇类薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物类部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜并进行了单轴拉伸的薄膜,聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯类取向薄膜等。在这些当中,尤其适宜为由聚乙烯醇类薄膜与碘等二色性物质形成的偏振片。对这些偏振片的厚度没有特别限制,通常为3~80μm左右。
用碘对聚乙烯醇类薄膜进行染色并进行了单轴拉伸的偏振片例如可以如下制作:通过将聚乙烯醇类薄膜浸渍在碘的水溶液中来进行染色,并拉伸至原长的3~7倍。也可以根据需要而浸渍于硼酸、碘化钾等的水溶液,该水溶液可以含有硫酸锌、氯化锌等。还可以根据需要而在染色之前将聚乙烯醇类薄膜浸渍在水中进行水洗。通过将聚乙烯醇类薄膜水洗,除了可以洗去聚乙烯醇类薄膜表面的污渍、防粘连剂以外,还具有通过使聚乙烯醇类薄膜溶胀而防止染色的不均等不均匀的效果。拉伸可以在用碘染色之后进行,也可以边染色边拉伸,还可以拉伸之后用碘染色。也可以在硼酸、碘化钾等的水溶液中、水浴中进行拉伸。
作为构成透明保护薄膜的材料,例如可使用透明性、机械强度、热稳定性、阻水性、各向同性等优异的热塑性树脂。作为这种热塑性树脂的具体例子,可列举出:三醋酸纤维素等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯类树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂以及它们的混合物。另外,透明保护薄膜通过粘接剂层贴合在偏振片的单侧,而在另一侧,作为透明保护薄膜,可以使用(甲基)丙烯酸类、聚氨酯类、丙烯酸聚氨酯类、环氧类、有机硅类等热固化性树脂或紫外线固化型树脂。透明保护薄膜中可以含有1种以上任意的合适的添加剂。作为添加剂,例如可列举出:紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、防着色剂、阻燃剂、成核剂、抗静电剂、颜料、着色剂等。透明保护薄膜中的前述热塑性树脂的含量优选为50~100重量%,更优选为50~99重量%,进一步优选为60~98重量%,特别优选为70~97重量%。透明保护薄膜中的前述热塑性树脂的含量为50重量%以下时,存在无法充分表现出热塑性树脂本来所具有的高透明性等之虞。
此外,作为透明保护薄膜,可举出日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物薄膜,例如含有(A)在侧链具有取代和/或未取代酰亚胺基的热塑性树脂以及(B)在侧链具有取代和/或未取代苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体例子,可举出含有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物以及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的薄膜。薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤出品等形成的薄膜。这些薄膜的相位差小、光弹性系数小,因此可以消除由偏光薄膜的形变导致的不均匀等不利情况,而且透湿度小,因此加湿耐久性优异。
透明保护薄膜的厚度可以适当决定,通常从强度、操作性等作业性、薄层性等方面来看为1~500μm左右。特别优选为1~300μm,更优选为5~200μm。透明保护薄膜为5~150μm时,特别适宜。
另外,在偏振片的两侧设置透明保护薄膜时,其内外可以使用由相同聚合物材料形成的保护薄膜,也可以使用由不同聚合物材料等形成的保护薄膜。
作为本发明的透明保护薄膜,优选使用选自纤维素树脂、聚碳酸酯树脂、环状聚烯烃树脂和(甲基)丙烯酸类树脂中的任意至少1种。
纤维素树脂是纤维素与脂肪酸的酯。作为这种纤维素酯类树脂的具体例子,可列举出:三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、三丙酸纤维素、二丙酸纤维素等。在这些当中,特别优选三醋酸纤维素。三醋酸纤维素在市场上有多种制品销售,在易得性、成本方面也是有利的。作为三醋酸纤维素的市售品的例子,可列举出:富士胶片株式会社制造的商品名“UV-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”,柯尼卡美能达公司制造的“KC系列”等。通常,这些三醋酸纤维素的面内相位差(Re)基本为0,而厚度方向相位差(Rth)有60nm左右以下。
另外,厚度方向相位差小的纤维素树脂薄膜例如可通过对前述纤维素树脂进行处理而得到。例如可列举出下述方法:将涂覆有环戊酮、甲乙酮等溶剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、不锈钢等基材薄膜贴合于常规纤维素类薄膜,进行加热干燥(例如在80~150℃下干燥3~10分钟左右),然后将基材薄膜剥离的方法;在常规纤维素树脂薄膜上涂覆将降冰片烯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂等溶解于环戊酮、甲乙酮等溶剂而得到的溶液,进行加热干燥(例如在80~150℃下干燥3~10分钟左右),然后将涂覆薄膜剥离的方法等。
此外,作为厚度方向相位差小的纤维素树脂薄膜,可以使用控制了脂肪取代度的脂肪酸纤维素类树脂薄膜。通常使用的三醋酸纤维素的醋酸取代度为2.8左右,优选将醋酸取代度控制为1.8~2.7,由此可以减小Rth。通过在前述脂肪酸取代纤维素类树脂中添加邻苯二甲酸二丁酯、对甲苯磺酰苯胺、柠檬酸乙酰三乙酯等增塑剂,可以控制Rth较小。相对于100重量份脂肪酸纤维素类树脂,增塑剂的添加量优选为40重量份以下,更优选为1~20重量份,进一步优选为1~15重量份。
作为环状聚烯烃树脂的具体例子,优选降冰片烯类树脂。环状烯烃类树脂是以环状烯烃为聚合单元进行聚合得到的树脂的统称,例如可列举出:日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中记载的树脂。作为具体例子,可列举出:环状烯烃的开环(共)聚合物,环状烯烃的加成聚合物,环状烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表性的是无规共聚物),以及用不饱和羧酸、其衍生物对它们改性了的接枝聚合物,以及它们的氢化物等。作为环状烯烃的具体例子,可举出降冰片烯类单体。
作为环状聚烯烃树脂,各种制品在市场上有售。作为具体例子,可列举出:ZEON CORPORATION制造的商品名“ZEONEX”、“ZEONOR”,JSR株式会社制造的商品名“ARTON”,TICONA公司制造的商品名“Topas”,三井化学株式会社制造的商品名“APEL”。
作为(甲基)丙烯酸类树脂,Tg(玻璃化转变温度)优选为115℃以上,更优选为120℃以上,进一步优选为125℃以上,特别优选为130℃以上。通过使Tg为115℃以上,可以使偏光薄膜的耐久性优异。对前述(甲基)丙烯酸类树脂的Tg的上限值没有特别限定,从成形性等的角度来看,优选为170℃以下。由(甲基)丙烯酸类树脂可以得到面内相位差(Re)、厚度方向相位差(Rth)基本为0的薄膜。
作为(甲基)丙烯酸类树脂,可以在不损害本发明的效果的范围内采用任意的合适的(甲基)丙烯酸类树脂。例如可列举出: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(MS树脂等)、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)。优选举出聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选举出以甲基丙烯酸甲酯为主要成分(50~100重量%,优选为70~100重量%)的甲基丙烯酸甲酯类树脂。
作为(甲基)丙烯酸类树脂的具体例子,例如可列举出:三菱丽阳株式会社制造的ACRYPET VH、ACRYPET VRL20A,日本特开2004-70296号公报中记载的分子内具有环结构的(甲基)丙烯酸类树脂,通过分子内交联、分子内环化反应而得到的高Tg(甲基)丙烯酸类树脂类。
作为(甲基)丙烯酸类树脂,也可以使用具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂。这是由于其具有高的耐热性、高的透明性、通过双轴拉伸而带来的高的机械强度。
作为具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂,可列举出:日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报等中记载的、具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂。
具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂优选具有下述通式(化学式1)所示的假环结构。
[化学式1]
Figure BDA00003326029200201
式中,R1、R2和R3各自独立表示氢原子或碳原子数1~20的有机残基。另外,有机残基可以含有氧原子。
对于具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂的结构中的通式(化学式1)所示的内酯环结构的含有比例,优选为5~90重量%,更优选为10~70重量%,进一步优选为10~60重量%,特别优选为10~50重量%。具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂的结构中的通式(化学式1)所示的内酯环结构的含有比例少于5重量%时,存在耐热性、耐溶剂性、表面硬度不充分之虞。具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂的结构中的通式(化学式1)所示的内酯环结构的含有比例多于90重量%时,存在缺乏成形加工性之虞。
具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂的质均分子量(有时也称为重均分子量)优选为1000~2000000,更优选为5000~1000000,进一步优选为10000~500000,特别优选为50000~500000。质均分子量不在前述范围时,从成型加工性的方面来看是不优选的。
具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂的Tg优选为115℃以上,更优选为120℃以上,进一步优选为125℃以上,特别优选为130℃以上。通过使Tg为115℃以上,例如在作为透明保护薄膜用于偏光薄膜时,耐久性优异。对前述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂的Tg的上限值没有特别限定,从成形性等的角度来看,优选为170℃以下。
具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸类树脂通过注射成形而得到的成形品的、用根据ASTM-D-1003的方法测得的总透光率越高越优选,优选为85%以上,更优选为88%以上,进一步优选为90%以上。总透光率是透明性的指标,总透光率小于85%时,存在透明性降低之虞。
前述透明保护薄膜一般使用正面相位差小于40nm且厚度方向相位差小于80nm的薄膜。正面相位差Re以Re=(nx-ny)×d表示。厚度方向相位差Rth以Rth=(nx-nz)×d表示。此外,Nz系数以Nz=(nx-nz)/(nx-ny)表示。[其中,分别设薄膜的慢轴方向、快轴方向和厚度方向的折射率为nx、ny、nz,设d(nm)为薄膜的厚度。慢轴方向取薄膜面内的折射率达到最大的方向。]。另外,透明保护薄膜优选尽量不带颜色。优选使用厚度方向的相位差值为-90nm~+75nm的保护薄膜。通过使用该厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm~+75nm的保护薄膜,可以基本消除由透明保护薄膜引起的偏光薄膜着色(光学性着色)。厚度方向相位差值(Rth)进一步优选为-80nm~+60nm,特别优选为-70nm~+45nm。
另一方面,作为前述透明保护薄膜,可以使用具有正面相位差为40nm以上和/或厚度方向相位差为80nm以上的相位差的相位差板。正面相位差一般控制在40~200nm的范围,厚度方向相位差一般控制在80~300nm的范围。在使用相位差板作为透明保护薄膜时,该相位差板还发挥作为透明保护薄膜的作用,可以实现薄型化。
作为相位差板,可列举出:对高分子材料进行单轴或双轴拉伸处理而成的双折射性薄膜,液晶聚合物的取向薄膜,由薄膜进行支撑的液晶聚合物的取向层等。对相位差板的厚度也没有特别限制,通常为20~150μm左右。
作为高分子材料,例如可列举出:聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羟乙酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯、纤维素树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯类树脂)、或它们的二元、三元的各种共聚物、接枝共聚物、共混物等。这些高分子材料通过拉伸等而形成取向物(拉伸薄膜)。
作为液晶聚合物,例如可举出:在聚合物的主链、侧链导入有用于赋予液晶取向性的共轭性的直线状原子团(介晶、mesogen)的主链型、侧链型的各种物质等。作为主链型的液晶聚合物的具体例子,可列举出:在用于赋予弯曲性的间隔物部键合了介晶基的结构的、例如向列型取向性的聚酯类液晶性聚合物、盘状聚合物、胆甾醇型聚合物等。作为侧链型的液晶聚合物的具体例子,可举出:以聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯为主链骨架、作为侧链经过由共轭性的原子团形成的间隔物部而具有由向列型取向赋予性的对位取代环状化合物单元形成的介晶部的物质等。这些液晶聚合物例如通过在对形成于玻璃板上的聚酰亚胺、聚乙烯醇等薄膜的表面进行了摩擦处理的材料、斜方蒸镀了氧化硅的材料等的取向处理面上展开液晶性聚合物的溶液并进行热处理来使用。
相位差板可以是例如用于补偿各种波长板、液晶层的由双折射导致的着色、视角等的材料等具有符合使用目的的适当的相位差的材料,也可以是层叠2种以上相位差板来控制了相位差等光学特性的材料等。
根据各种用途而选择使用满足下述关系的相位差板:nx=ny>nz、nx>ny>nz、nx>ny=nz、nx>nz>ny、nz=nx>ny、nz>nx>ny、nz>nx=ny。另外,ny=nz不仅包括ny与nz完全相同的情况,也包括实质上ny与nz相同的情况。
例如,满足nx>ny>nz的相位差板优选使用正面相位差满足40~100nm、厚度方向相位差满足100~320nm、Nz系数满足1.8~4.5的材料。例如,满足nx>ny=nz的相位差板(正A板)优选使用正面相位差满足100~200nm的材料。例如,满足nz=nx>ny的相位差板(负A板)优选使用正面相位差满足100~200nm的材料。例如,满足nx>nz>ny的相位差板优选使用正面相位差满足150~300nm、Nz系数满足大于0且为0.7以下的材料。此外,如前所述,可以使用满足例如nx=ny>nz、nz>nx>ny或nz>nx=ny的材料。
透明保护薄膜可以根据所应用的液晶显示装置而适当选择。例如,对于VA(Vertical Alignment,包括MVA、PVA)而言,理想的是偏光薄膜的至少一侧(单元侧)的透明保护薄膜具有相位差。作为具体相位差,理想的是为Re=0~240nm、Rth=0~500nm的范围。从三维折射率来看,理想的是nx>ny=nz、nx>ny>nz、nx>nz>ny、nx=ny>nz(正A板,双轴,负C板)的情况。VA型优选使用正A板与负C板的组合或使用单片双轴薄膜。在液晶单元的上下使用偏光薄膜时,可以是液晶单元的上下均具有相位差,或可以是上下任一方的透明保护薄膜具有相位差。
例如,对于IPS(共面转换,In-Plane Switching,包括FFS)而言,在偏光薄膜的一侧的透明保护薄膜具有相位差或不具有相位差的情况下均可以使用。例如,在不具有相位差时,理想的是液晶单元的上下(单元侧)均不具有相位差的情况。在具有相位差时,理想的是液晶单元的上下均具有相位差的情况、上下任一方具有相位差的情况(例如,上侧为满足nx>nz>ny的关系的双轴薄膜、下侧无相位差的情况,上侧为正A板、下侧为正C板的情况)。具有相位差时,理想的是为Re=-500~500nm、Rth=-500~500nm的范围。从三维折射率来看,理想的是nx>ny=nz、nx>nz>ny、nz>nx=ny、nz>nx>ny(正A板,双轴,正C板)。
另外,具有前述相位差的薄膜可以另行贴合于不具有相位差的透明保护薄膜来赋予前述功能。
前述透明保护薄膜可以在涂覆粘接剂之前为了提高与偏振片的粘接性而进行表面改性处理。作为具体处理,可列举出:电晕处理、等离子体处理、火焰处理、臭氧处理、底涂剂处理、辉光(glow)处理、皂化处理、利用偶联剂的处理等。还可以适当形成抗静电层。
对于前述透明保护薄膜的不粘接偏振片的面,也可以实施硬涂处理、防反射处理、用于抗粘连、扩散或防眩光的处理。
硬涂处理是为了防止偏光薄膜表面的划伤等而实施的,例如可以以在透明保护薄膜的表面附加由丙烯酸类、有机硅类等适当的紫外线固化型树脂形成的硬度、平滑特性等优异的固化皮膜的方式等来形成。防反射处理是为了防止户外光线在偏光薄膜表面反射而实施的,可以通过按照现有技术形成防反射膜等来实现。此外,抗粘连处理是为了防止与相邻层(例如背光灯侧的扩散板)的密合而实施的。
此外,防眩光处理是为了防止户外光线在偏光薄膜的表面反射而妨碍对偏光薄膜透射光的视觉感知等而实施的,例如可以通过采用利用喷砂方式、压纹加工方式的表面粗化方式、配混透明微粒的方式等适当的方式在透明保护薄膜的表面形成微细凹凸结构来进行。作为在前述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒,例如可使用平均粒径为0.5~20μm的由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等形成的具有导电性的无机类微粒、由交联或未交联的聚合物等形成的有机类微粒等透明微粒。形成表面微细凹凸结构时,相对于100重量份形成表面微细凹凸结构的透明树脂,微粒的用量通常为2~70重量份左右,优选为5~50重量份。防眩光层也可以兼作用于使偏光薄膜透射光扩散来扩大视角等的扩散层(视角扩大功能等)。
另外,前述防反射层、抗粘连层、扩散层、防眩光层等除了可以设置在透明保护薄膜本身上以外,还可以另行与透明保护薄膜分开地作为光学层设置。
前述偏振片与透明保护薄膜的粘接处理可使用粘接剂。作为粘接剂,可例示出:异氰酸酯类粘接剂、聚乙烯醇类粘接剂、明胶类粘接剂、乙烯基类胶乳类、水系聚酯等。前述粘接剂一般以含有水溶液的粘接剂的形式使用,一般含有0.5~60重量%的固体成分。除了前述以外,作为偏振片与透明保护薄膜的粘接剂,还可列举出:紫外固化型粘接剂、电子射线固化型粘接剂等。电子射线固化型偏光薄膜用粘接剂对前述各种透明保护薄膜显示适宜的粘接性。此外,本发明中使用的粘接剂中可以含有金属化合物填料。
此外,作为光学薄膜,例如可列举出:反射板、反透射板、相位差板(包括1/2、1/4等的波长板)、视角补偿薄膜、增亮薄膜、表面处理薄膜等为用于形成液晶显示装置等的光学层的薄膜。这些除了可以单独用作光学薄膜以外,还可以在实际使用时层叠在前述偏光薄膜上使用1层或2层以上。
表面处理薄膜可以贴合设置于前面板。作为表面处理薄膜,可列举出:用于赋予表面以耐擦伤性的硬涂薄膜、用于防止对于图像显示装置的反光的防眩光处理薄膜、防反射薄膜、低反射薄膜等防反射薄膜等。前面板为了保护液晶显示装置、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置、或为了赋予高档感、或为了使设计与众不同而贴合设置于前述图像显示装置的表面。此外,前面板可用作3D-TV中的λ/4板的支撑体。例如,液晶显示装置中将其设置在视觉感知侧的偏光薄膜的上侧。在使用了本发明的粘合剂层时,作为前面板,除了玻璃基材以外,对于聚碳酸酯基材、聚甲基丙烯酸甲酯基材等塑料基材也发挥与玻璃基材同样的效果。
在偏光薄膜上层叠有前述光学层的光学薄膜也可以以在液晶显示装置等的制造过程中依次层叠单个的方式来形成,而预先层叠好的光学薄膜具有质量稳定性、组装作业等优异而可以改善液晶显示装置等的制造工序的优点。层叠可以使用粘合层等适当的粘接手段。在粘接前述偏光薄膜与其他光学层时,它们的光学轴可以根据目标的相位差特性等而采用适当的配置角度。
本发明的带粘合剂层的光学薄膜可以优选用于液晶显示装置等各种图像显示装置的形成等。液晶显示装置的形成可以按照现有方法进行。即,液晶显示装置通常通过适当组装液晶单元等显示面板和带粘合剂层的光学薄膜以及根据需要而定的照明系统等构成部件并装入驱动电路等来形成,在本发明中除了使用本发明的带粘合剂层的光学薄膜这一点以外没有特别限定,可以按照现有方法进行。对于液晶单元,也可以使用例如TN型、STN型、π型、VA型、IPS型等任意类型。
可以形成适当的液晶显示装置,如在液晶单元等显示面板的单侧或两侧配置有带粘合剂层的光学薄膜的液晶显示装置、照明系统使用了背光灯或者反射板的装置等。该情况下,本发明的光学薄膜可以设置在液晶单元等显示面板的单侧或两侧。在两侧设置光学薄膜时,它们可以相同也可以不同。进而,在形成液晶显示装置时,可以在适当的位置配置1层或2层以上的例如扩散板、防眩光层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光扩散板、背光灯等适当的部件。
接着,对有机电致发光装置(有机EL显示装置:OLED)进行说明。通常,有机EL显示装置在透明基板上依次层叠透明电极、有机发光层和金属电极来形成发光体(有机电致发光发光体)。在这里,有机发光层是各种有机薄膜的层叠体,已知有具有各种组合的构成,例如:由三苯胺衍生物等形成的空穴注入层与由蒽等荧光性的有机固体形成的发光层的层叠体,或者这种发光层与由苝衍生物等形成的电子注入层的层叠体,再或者这些空穴注入层、发光层和电子注入层的层叠体等。
有机EL显示装置通过如下原理来发光:通过对透明电极和金属电极施加电压而向有机发光层中注入空穴和电子,通过这些空穴与电子的再结合而产生的能量会激发荧光物质,受激发的荧光物质在回到基态时放射出光。中途的再结合的机理与通常的二极管同样,由此也可预想到电流和发光强度相对于施加电压显示伴有整流性的强非线性。
在有机EL显示装置中,为了取出有机发光层处的发光,必须有至少一侧的电极是透明的,一般使用由氧化铟锡(ITO)等透明导电体形成的透明电极作为阳极。另一方面,为了使电子注入变容易来提高发光效率,阴极使用功函数小的物质是重要的,一般使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。
在这种构成的有机EL显示装置中,有机发光层由厚度10nm左右这样极薄的膜所形成。因此,有机发光层也与透明电极同样,基本完全透光。其结果,在非发光时,自透明基板的表面入射、透过透明电极和有机发光层而在金属电极发生反射的光会再次从透明基板的表面侧射出,因此从外部进行视觉感知时,有机EL显示装置的显示面看起来像镜面。
对于包括在通过施加电压而发光的有机发光层的表面侧具备透明电极、并且在有机发光层的背面侧具备金属电极的有机电致发光发光体的有机EL显示装置,可以在透明电极的表面侧设置偏光薄膜,并且在这些透明电极与偏光薄膜之间设置相位差板。
相位差板和偏光薄膜由于具有使自外部入射并在金属电极发生反射的光偏振的作用,因此具有通过该偏振作用而使得金属电极的镜面无法从外部进行视觉感知的效果。尤其,如果由1/4波长板构成相位差板、并且将偏光薄膜与相位差板的偏光方向所成的角调整为π/4,则可以完全遮蔽金属电极的镜面。
即,入射到该有机EL显示装置中的外部光由于偏光薄膜而只有直线偏光成分透过。该直线偏光通过相位差板通常形成椭圆偏光,特别是在相位差板为1/4波长板且偏光薄膜与相位差板的偏光方向所成的角为π/4时会形成圆偏光。
该圆偏光透过透明基板、透明电极、有机薄膜,在金属电极发生反射,再次透过有机薄膜、透明电极、透明基板,在相位差板再次形成直线偏光。并且,该直线偏光由于与偏光薄膜的偏光方向正交而无法透过偏光薄膜。其结果,可以完全遮蔽金属电极的镜面。
实施例
以下通过实施例来具体说明本发明,但本发明并不受实施例的限定。另外,各例中的份和%均为重量标准。
实施例1
光学薄膜(偏光薄膜)的制作
在速度比不同的辊间,将厚度80μm的聚乙烯醇薄膜一边在30℃、0.3%浓度的碘溶液中染色1分钟,一边拉伸至3倍。然后,一边在60℃、含有4%浓度的硼酸、10%浓度的碘化钾的水溶液中浸渍0.5分钟,一边拉伸至总拉伸倍率为6倍。接着,通过在30℃、含有1.5%浓度的碘化钾的水溶液中浸渍10秒钟来进行洗涤之后,在50℃下进行4分钟的干燥,得到偏振片。通过聚乙烯醇类粘接剂在该偏振片的视觉感知侧贴合厚度40μm的三醋酸纤维素薄膜(商品名“KC4UY”、柯尼卡美能达公司制造),在粘合剂涂布面侧贴合厚度33μm的由降冰片烯类树脂薄膜(商品名“ZEONOR FILM ZD12”、ZEONCORPORATION制造)形成的相位差板作为透明保护膜,制作偏光薄膜。
粘合剂的制备
在装有冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中,与醋酸乙酯一起加入94.9份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸、0.1份丙烯酸-2-羟乙酯和相对于100份单体(固体成分)为0.3份的过氧化二苯甲酰(日本油脂株式会社制造:NYPER BMT40(SV)),在氮气气流下、60℃下反应7小时之后,向其反应液中加入醋酸乙酯,得到含有重均分子量220万的丙烯酸类聚合物的聚合物溶液A(固体成分浓度30重量%)。相对于前述丙烯酸类聚合物溶液的固体成分100份,配混0.6份的三羟甲基丙烷甲苯二异氰酸酯(日本聚氨酯株式会社制造:Coronate L)以及0.075份的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制造:KBM-403),得到丙烯酸类粘合剂溶液。
锚固层涂布液的制备
向水100重量%的(混合)溶液中添加按固体成分计含有10~70重量%含噁唑啉基的丙烯酸类聚合物和10~70重量%含聚氧亚乙基的甲基丙烯酸酯的溶液[日本触媒株式会社制造商品名“EPOCROS WS-700”,制成固体成分浓度(基础浓度)为0.2重量%。使用迈耶绕线棒#5将制备后的溶液涂布在前述偏光薄膜的未皂化TAC侧,将直至放入干燥烘箱为止的时间(直至开始干燥为止的时间)设定为5秒钟,然后在50℃下干燥25秒钟,形成厚度25nm的锚固涂层。根据干燥厚度算出的干燥前的涂布厚度约为12μm。作业在23℃55%RH气氛下进行。另外,使用迈耶绕线棒进行涂布时,干燥前的涂布厚度与迈耶绕线棒的间隙大致相同。因此,所期望的干燥前的涂布厚度可以通过改变迈耶绕线棒的号数来进行一定程度的调整。表1示出了迈耶绕线棒的各号数的间隙。
[表1]
迈耶绕线棒号数 间隙(μm)
#1 2
#2 5
#5 12
#7 17
#8 20
#11 28
带粘合剂层的光学薄膜的制作
用喷注涂布机将前述粘合剂溶液均匀涂覆在用有机硅类剥离剂处理了的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(基材)的表面,在155℃的空气循环式恒温烘箱中干燥2分钟,在基材的表面形成厚度20μm的粘合剂层。接着,在前述带有锚固层的光学薄膜上转印形成有粘合剂层的隔离体,制作带粘合剂层的光学薄膜。
实施例2~30和比较例1~9
在光学薄膜(偏光薄膜)中,除了将锚固层形成面侧的透明保护膜种类、基础浓度、干燥前的涂布厚度、混合溶剂组成、干燥条件和/或粘结剂组成如表2所示进行变更以外,通过与实施例1同样的方法制作带粘合剂层的光学薄膜。
表2中,“基材”表示锚固层形成面侧的透明保护膜,“干燥处理”表示对基材的锚固层形成面侧实施的处理的种类,并且,
“TAC”表示由皂化三醋酸纤维素形成的光学薄膜(柯尼卡美能达公司制造),
“丙烯酸类”表示由内酯改性丙烯酸类树脂形成的光学薄膜,
“ZEONOR”表示由降冰片烯类树脂薄膜形成的光学薄膜(ZEONCORPORATION制造),
“ARTON”表示由降冰片烯类树脂薄膜形成的光学薄膜(JSR公司制造),
“IPA”表示异丙醇,
“Denatron P-580W”表示按固体成分计含有30~90重量%聚氨酯类聚合物和10~50重量%聚噻吩类聚合物的溶液(Nagase ChemteX Corporation制造,但不含有含聚氧亚烷基的聚合物),
“Denatron P-521C”表示按固体成分计含有30~90重量%聚氨酯类聚合物和10~50重量%聚噻吩类聚合物的溶液(Nagase ChemteX Corporation制造,但不含有含聚氧亚烷基的聚合物),
“干燥厚度(nm)”表示干燥厚度(nm),
“湿式涂布厚度(nm)”表示干燥前的涂布厚度。
对于前述实施例和比较例中得到的带粘合剂层的光学薄膜进行以下评价。评价结果示于表2。
裂纹耐久性
使用层压机将实施例、比较例中得到的带粘合剂层的偏光薄膜(长420mm×宽320mm)在厚度0.7mm的无碱玻璃板的两面贴附成正交棱镜(crossnicol)状态。接着,在50℃、5atm下实施15分钟的高压釜处理使其完全密合。将该样品分别在85℃、95℃条件下处理500小时之后,按以下标准以目视观察有无裂纹产生。评价标准如下。
◎:未产生裂纹
○:有少许微小裂纹但不影响可视性
△:有一些微小裂纹但不影响可视性
×:产生大量大裂纹、微小裂纹,在实用方面存在问题
锚固层的涂布外观
在各实施例和各比较例中,涂布锚固层后,目视检查刚在规定的干燥条件下处理后的涂布外观。评价标准如下。
◎:没有缩孔、涂覆不均、聚集物产生的良好的涂覆外观
○:可看到微小缩孔、涂覆不均但不影响可视性的良好的涂覆外观
△:可看到缩孔、涂覆不均但不影响可视性的涂覆外观
×:有大缩孔、涂覆不均、聚集物产生等,在实用方面存在问题
锚固层的厚度测定
在各实施例和各比较例中,通过2%钌酸水溶液对仅设置有锚固层的带粘合剂层的光学薄膜进行2分钟的染色之后,将其埋入到环氧树脂中,通过超薄切片机(Ultra microtome)(Ultracut S,Leica公司制造)切成厚度约80nm,接着,用TEM(Hitachi H-7650加速电压100kV)观察该光学薄膜切片的截面,由此求出干燥后的锚固层的厚度(干燥厚度(nm))。
基材与粘合剂层的密合性评价(密合性)
使用层压机将实施例、比较例中得到的带粘合剂层的偏光薄膜(长420mm×宽320mm)贴附于厚度0.7mm的无碱玻璃板,接着,在50℃、5atm下进行15分钟的高压釜处理使其完全密合(初始)。然后,通过人手将样品自无碱玻璃板剥离,按下述标准进行密合性评价(返工性评价)。
◎:无残胶可以良好地剥离
○:有少许残胶但可以良好地剥离
△:有一些残胶但可以剥离
×:在玻璃面上产生了一半以上的残胶
[表2]
Figure BDA00003326029200331

Claims (8)

1.一种粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,所述粘合型光学薄膜在光学薄膜的至少单面夹着锚固层而层叠有粘合剂层,该方法具有下述工序:
在所述光学薄膜上涂布锚固层涂布液,使得干燥前的涂布厚度为20μm以下,接着,通过在满足下述(1)~(2)两者的干燥条件下进行干燥,去除所述混合溶剂,形成锚固层,
(1)干燥温度T=40~70℃,
(2)所述干燥温度T(℃)与所述干燥时间H(秒)的乘积(T×H):
400≤(T×H)≤4000,
所述锚固层涂布液含有:含10~100重量%水和90~0重量%醇的混合溶剂以及含聚氧亚烷基的聚合物。
2.根据权利要求1所述的粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,所述醇为异丙醇和/或乙醇。
3.根据权利要求1或2所述的粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,从在所述光学薄膜上涂布所述锚固层涂布液后到开始干燥为止的时间为30秒以下。
4.根据权利要求1或2所述的粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,所述光学薄膜的所述锚固层形成面侧为降冰片烯类树脂或(甲基)丙烯酸类树脂。
5.根据权利要求1或2所述的粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,在形成锚固层的工序之前,具有下述工序:对所述光学薄膜的所述锚固层形成面侧实施电晕处理或等离子体处理。
6.根据权利要求1或2所述的粘合型光学薄膜的制造方法,其特征在于,所述粘合型光学薄膜为粘合型偏光薄膜。
7.一种粘合型光学薄膜,其通过权利要求1~6所述的制造方法制得。
8.一种图像显示装置,其特征在于,使用权利要求7所述的粘合型光学薄膜。
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