CN104603727B - 带触摸面板的显示装置 - Google Patents
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Abstract
在显示面板(1)上层叠了偏振片(2)的显示装置(10)的偏振片(2)侧、介由防反射层(31)或粘合剂层而安装触摸面板(20)。偏振片(2)具有起偏镜(3)、和层叠于起偏镜(3)的触摸面板(20)侧的膜厚35μm以下的膜(4)。膜(4)的触摸面板(20)侧的表面的接触角低于60°。
Description
技术领域
本发明涉及在显示面板上介由偏振片而安装了触摸面板的带触摸面板的显示装置。
背景技术
近年来,随着便携式电话机、便携式终端机或个人计算机等的各种电子设备高功能化、多样化,作为向这些电子设备的输入装置之一,可使用触摸面板。对于触摸面板而言,具有透光性,在显示面板上层叠了偏振片的显示装置的上述偏振片侧介由防反射层、粘合剂而被安装。作为这样的触摸面板,以静电电容型的触摸面板为代表,提案有各种方式的触摸面板。
作为代表性的静电电容型的触摸面板,有在透明的基板上形成在X方向延伸的X电极图案(透明导电膜)、介由其和绝缘膜而形成在Y方向延伸的Y电极图案(透明导电膜)的触摸面板。如果用手指按压触摸面板的上述基板的表面,则由于X电极图案和Y电极图案接触、在该位置的静电电容发生变化,因此介由X电极图案及Y电极图案而检出该静电电容的变化,由此可确定按压位置。这样的静电电容型的触摸面板,例如公开于专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-8255号公报(段落〔0106〕~〔0108〕、参照图4、图5等)
发明内容
发明要解决的课题
在近年来,显示装置的薄型化、轻量化不断发展,不仅显示面板、而且层叠于显示面板的偏振片的薄型化也不断发展。由于这样的偏振片的薄型化,显示装置自身的光透过量上升,因此,可谋求节能化(消耗电力的降低)或显示亮度的提高。
但是,其相反面,由于显示装置的薄型化,因触摸面板的按压耐冲击性容易劣化。即,触摸面板的按压时的负荷容易施加于触摸面板和显示装置(特别是偏振片)的接合部分,不能良好地保持上述接合部分的防反射层、粘合剂层的粘接性。其结果,防反射层、粘合剂层从显示装置剥离。另外,就这样的防反射层、粘合剂层的剥离而言,可通过显示装置的通过光量的上升,以显示不均的形式进一步显著地得到确认,因此显示装置的可见性降低。
另外,为了使耐冲击性提高,厚地构成偏振片不仅阻碍显示装置的薄型化、轻量化,而且在进行利用加热的耐久试验时,偏振片的翘曲增大,防反射层、粘合剂层进一步容易剥离,因此不妥当。
就本发明的目的而言,鉴于上述情况,在于提供可抑制因偏振片的薄型的构成而引起的防反射层、粘合剂层的剥离来避免显示装置的可见性的降低的带触摸面板的显示装置。
用于解决课题的手段
本发明的上述目的,可通过以下的构成实现。
1.一种带触摸面板的显示装置,其为在显示面板上层叠了偏振片的显示装置的上述偏振片侧、介由防反射层或粘合剂层而安装了触摸面板的带触摸面板的显示装置,其特征在于,
上述偏振片具有起偏镜、和层叠于上述起偏镜的上述触摸面板侧的膜厚35μm以下的膜,
上述膜的上述触摸面板侧的表面的接触角低于60°。
2.根据上述1所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,上述膜的膜厚为33μm以下,上述膜的上述接触角为55°以下。
3.根据上述1或2所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,上述膜的膜厚为28μm以下,上述膜的上述接触角为55°以下。
4.根据上述1~3的任一项所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,上述膜的上述触摸面板侧的表层为丙烯酸树脂层,
上述丙烯酸树脂层为使用含有多官能丙烯酸类、氨基甲酸酯预聚物及反应性二氧化硅微粒的涂布组合物而形成。
5.根据上述1~4的任一项所述的触摸面板显示装置,其特征在于,上述膜含有纤维素。
6.根据上述1~5的任一项所述的触摸面板显示装置,其特征在于,上述膜含有酯化合物和三乙酸纤维素,上述酯化合物具有使邻苯二甲酸、己二酸、至少一种苯单羧酸及至少一种碳原子数2~12的亚烷基二醇反应了的结构,上述三乙酸纤维素的乙酰基取代度为2.80~2.95、而且数均分子量为125000以上且低于155000。
7.根据上述1~6的任一项所述的触摸面板显示装置,其特征在于,上述膜为在膜基材上层叠了硬涂层的硬涂膜。
发明的效果
根据上述的构成,可抑制因偏振片的薄型的构成引起的防反射层、粘合剂层剥离来避免显示装置的可见性的降低。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式涉及的带触摸面板的显示装置的概略的构成的剖面图。
图2为表示上述带触摸面板的显示装置的其它的构成的剖面图。
具体实施方式
〔带触摸面板的显示装置〕
图1为表示本实施方式的带触摸面板的显示装置的概略的构成的剖面图,图2为表示带触摸面板的显示装置的其它的构成的剖面图。如这些图中所示,就带触摸面板的显示装置而言,在显示面板1上层叠了偏振片2的显示装置10的偏振片2侧,介由防反射层31或粘合剂层32而安装了触摸面板20。
显示装置10的显示面板1可以由液晶显示面板、有机EL电视(OLED(Organiclight-Emitting Diode)-TV)构成。液晶显示面板可以使用IPS(In Plane Switching)方式、TN(Twisted Nematic)方式等各种驱动方式的显示面板。
偏振片2由透过规定的直线偏振光的起偏镜3、依次层叠于起偏镜3的触摸面板20侧的膜4和层叠于起偏镜3的显示装置10侧的膜5构成。膜4由在膜基材4a之上层叠了硬涂层4b的硬涂膜构成。需要说明的是,膜4也可以单独由膜基材4a(未层叠硬涂层)构成。硬涂层4b为了偏振片2的表面的保护而设置。
膜4中的触摸面板20侧的表面(硬涂层4b的表面)的接触角设定为低于60°。这样的接触角可通过适当选择膜4(特别是硬涂层4b)的构成材料来实现。另外,膜4的厚度(膜基材4a和硬涂层4b的厚度的合计)为35μm以下。上述接触角的优选的范围为55°以下,膜4的厚度的优选的范围为33μm以下,更优选的范围为28μm以下。
需要说明的是,在显示面板1由OLED构成的情况下,偏振片2由用于防止外光反射的圆偏振片构成。就这样的圆偏振片而言,通过起偏镜3的光学轴和膜4(膜基材4a)的滞相轴以45°的角度交叉地将起偏镜3和膜4贴合来构成。
触摸面板20为静电电容型的触摸面板,在玻璃基板21上,依次层叠由透明导电膜构成的第1电极图案22、层间绝缘层23和由透明导电膜构成的第2电极图案24而构成。需要说明的是,玻璃基板21的表面为触摸面板20的触摸面。需要说明的是,也可以设置绝缘膜以进一步覆盖第2电极图案24。
第1电极图案22以在玻璃基板21上在一个方向(例如X方向)进行延伸地形成。层间绝缘层23以覆盖第1电极图案22地形成在玻璃基板21上。第2电极图案24以在与第1电极图案22的延伸方向进行正交的方向(例如Y方向)延伸地形成。如果用手指按压触摸面板20的表面,则第1电极图案22和第2电极图案24接触,第1电极图案22和第2电极图案24之间的静电电容发生变化。介由第1电极图案22及第2电极图案24而检出该静电电容的变化,由此可确定按压位置(坐标)。
防反射层31为用于防止在表面的反射的层,例如由低折射率层构成。在用光学粘合带33将触摸面板20粘接于显示装置10的缘部的情况下,在其粘接部分以外的部位,触摸面板20介由空隙层34与防反射层31相对。
粘合剂层32由OCA(Optical Clear Adhesive tape)、UV固化树脂(OCR)等的粘接层构成。粘合剂层32形成于显示装置10的偏振片2的整个表面,将触摸面板20和显示装置10接合。
在未在显示装置10(偏振片2)的表面安装触摸面板20的构成中,为了尽力避免水分等附着于偏振片2的表面,因此许多情况下将偏振片2的表面的接触角设定为60°以上。
但是,在本实施方式中,如上所述,在偏振片2中,膜4的触摸面板20侧的表面的接触角低于60°。通过这样低地抑制膜4的表面的接触角,对于膜4,防反射层31、粘合剂层32容易粘住,可使它们的粘接性提高。由此,可抑制防反射层31、粘合剂层32的剥离。而且,就膜4而言,由于为膜厚35μm以下的薄膜,因此可降低利用加热的耐久试验后的膜4的翘曲,也可抑制由该膜4的翘曲引起的防反射层31、粘合剂层32的剥离。
因此,即使因显示装置10进行薄型化而光透过量上升,也可降低由上述剥离引起的显示不均,可避免显示装置10的可见性的降低。另外,就膜4而言,由于为膜厚35μm以下的薄膜,因此可充分薄地构成偏振片2,由此也可充分有助于显示装置10的薄型化、轻量化。
即,根据本实施方式的构成,因偏振片2的薄型的构成,可抑制防反射层31、粘合剂层32的剥离,避免显示装置10的可见性的降低。就这样的效果而言,如果膜4的上述接触角为55°以下且膜4的厚度为33μm以下(更优选为28μm以下),则能可靠地得到。
在此,膜4中的触摸面板20侧的表层、即硬涂层4b,由丙烯酸类树脂层构成,上述丙烯酸类树脂层,优选使用含有多官能丙烯酸类、氨基甲酸酯预聚物及反应性二氧化硅微粒的涂布组合物而形成。
通过这样构成膜4的表层,能可靠地实现表面的接触角低于60°(更优选为55°以下)的膜4。
另外,膜4(膜基材4a)也可以含有纤维素。更详细而言,膜4也可以含有具有使邻苯二甲酸、己二酸、至少一种苯单羧酸及至少一种碳数2~12的亚烷基二醇反应而成的结构的酯化合物、和乙酰基取代度为2.80~2.95、数均分子量125000以上且低于155000的纤维素三乙酸酯。
在使用了这样的膜4(膜基材4a)的构成中,可得到上述的本实施方式的效果。
〔对于偏振片〕
以下,对构成上述的偏振片2的各层的详细进行说明。
[膜基材]
作为偏振片2的膜基材4a及膜5(以下,将它们概括简称为膜基材),可使用热塑性树脂或热固性树脂。
(热塑性树脂)
所谓热塑性树脂,是指可通过加热至玻璃化转变温度或熔点而变软、成形为目标形状的树脂。
作为热塑性树脂,可使用作为一般的通用树脂的纤维素酯、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、特氟隆(注册商标)(聚四氟乙烯、PTFE)、ABS树脂(丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂)、AS树脂、丙烯酸类树脂(PMMA)等。
特别是在要求强度、难以损坏的情况下,可使用聚酰胺(PA)、尼龙、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(m-PPE、改性PPE、PPO)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)、环状聚烯烃(COP)等。
进而在要求高的热变形温度和可长期使用的特性的情况下可使用聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜、聚醚砜、非晶聚芳酯、液晶聚合物、聚醚醚酮、热塑性聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)等。
在本实施方式中,从本实施方式的效果显现的观点考虑,优选热塑性树脂为选自纤维素酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃树脂中的树脂。
该树脂膜基材的厚度,优选为20μm以上,更优选为30μm以上,与硬涂层的厚度之和设为35μm以下,从薄型化的观点考虑,优选。
以下,对本实施方式中特别优选的树脂进行详细的说明。
<纤维素酯树脂>
可在本实施方式中使用的纤维素酯树脂,优选为选自(二、三)乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素等的纤维素的低级脂肪酸酯、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素等的纤维素的混合脂肪酸酯、及邻苯二甲酸纤维素等中的至少1种。
其中特别优选的纤维素酯,可以举出三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。
作为混合脂肪酸酯的取代度,进一步优选的乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素的低级脂肪酸酯,优选为含有具有碳原子数2~4的酰基作为取代基、且在将乙酰基的取代度设为X,将丙酰基或丁酰基的取代度设为Y时、同时满足下述式(I)及(II)的纤维素酯的纤维素树脂。
式(I) 2.6≤X+Y≤3.0
式(II) 1.0≤X≤2.5
其中,可特别优选使用乙酸丙酸纤维素,其中优选为1.9≤X≤2.5、0.1≤Y≤0.9。未被上述酰基取代的部分通常以羟基的形式存在。这些可通过公知的方法合成。
进而,本实施方式中使用的纤维素酯可优选使用重均分子量Mw/数均分子量Mn比为1.5~5.5的纤维素酯,特别优选为2.0~5.0,进一步优选为2.5~5.0,进一步优选为优选使用3.0~5.0的纤维素酯。
作为纤维素的低级脂肪酸酯,优选含有乙酰基取代度为2.80~2.95、数均分子量(Mn)为125000以上且低于155000的三乙酸纤维素A。另外,作为三乙酸纤维素A,优选重均分子量(Mw)为265000以上且低于310000、Mw/Mn为1.9~2.1的三乙酸纤维素。
另外,从铅笔硬度提高的方面考虑,优选将乙酰基取代度为2.75~2.90、数平分子量(Mn)为155000以上且低于180000、Mw为290000以上且低于360000、Mw/Mn为1.8~2.0的三乙酸纤维素B与三乙酸纤维素A并用。在并用三乙酸纤维素A和三乙酸纤维素B的情况下,优选以质量比计在三乙酸纤维素A:三乙酸纤维素B=100:0~20:80的范围。
<酯化合物>
就纤维素酯系膜而言,从耐透湿性优异的方面考虑,优选含有酯化合物。作为酯化合物,优选具有使邻苯二甲酸、己二酸、至少一种苯单羧酸及至少一种碳数2~12的亚烷基二醇反应而成的结构的酯化合物。
作为苯单羧酸成分,例如有苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、邻甲苯酸、间甲苯酸、对甲苯酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、氨基苯甲酸、乙酰氧基苯甲酸等,这些可分别单独使用1种或以2种以上的混合物的形式使用。最优选为苯甲酸。
作为碳数2~12的亚烷基二醇成分,有乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3丙二醇(3,3-二羟甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇1,6-己二醇、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇、2-乙基1,3-己二醇、2-甲基1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十八烷二醇等,这些二醇可以以1种或以2种以上的混合物的形式使用。特别优选1,2-丙二醇。
本实施方式中所使用的纤维素酯的原料纤维素,可以为木材纸浆,也可以是棉籽绒。木材纸浆可以是针叶树也可以是阔叶树,但优选针叶树。从制膜时的剥离性的观点考虑,优选使用棉籽绒。由它们制成的纤维素酯可以适宜混合使用,或者单独使用。
例如可使用来自棉籽绒的纤维素酯:来自木材纸浆(针叶树)的纤维素酯:来自木材纸浆(阔叶树)的纤维素酯的比率为100:0:0、90:10:0、85:15:0、50:50:0、20:80:0、10:90:0、0:100:0、0:0:100、80:10:10、85:0:15、40:30:30的纤维素酯。
在本实施方式中,纤维素酯树脂优选在20ml的纯水(电导率0.1μS/cm以下、pH6.8)中投入1g、在25℃、1hr、氮气氛下搅拌时的pH为6~7,电导率为1~100μS/cm。
〔膜制作方法〕
接着,对本实施方式中的膜基材的优选的制膜方法进行说明。
<利用溶液流延制膜法的基材的制造方法>
1)溶解工序
溶解工序为如下工序:在以相对于热塑性树脂的良溶剂为主的有机溶剂中,在溶解釜中一边搅拌热塑性树脂、热收缩材料、其它的添加剂一边溶解,形成胶浆。需要说明的是,所谓良溶剂,是指在利用溶液流延制膜法的光学膜的制造方法中,相对于热塑性树脂具有良好的溶解性的有机溶剂,另外将在溶解中显示主要的效果、在其中大量使用的有机溶剂称为主(有机)溶剂或主要的(有机)溶剂。
热塑性树脂的溶解中,可使用在常压下进行的方法、在主溶剂的沸点以下进行的方法、在主溶剂的沸点以上加压来进行的方法、如日本特开平9-95544号公报、日本特开平9-95557号公报、或日本特开平9-95538号公报中记载那样用冷却溶解法来进行的方法、如日本特开平11-21379号公报中记载那样在高压下进行的方法等的各种的溶解方法,但特别优选在主溶剂的沸点以上加压来进行的方法。
也可再使用回收材料。所谓回收材料,是指将膜细地粉碎的物质,在对膜进行制膜时产生的、将膜的两端部分切落了的物质、因擦伤等而不符合规格的膜原版。
2)流延工序
流延工序是将胶浆通过送液泵(例如加压型定量齿轮泵)送液到加压模头、在无限地进行移送的环形的金属带、例如不锈钢带或进行旋转的金属滚筒等的金属支承体上的流延位置从加压模头狭缝将胶浆流延的工序。
优选可以调整模头的口模部分的狭缝形状、容易使膜厚均匀的加压模头。加压模头中,有衣架模头、T型模头等,均可优选使用。金属支承体的表面成为镜面。为了提高制膜速度,也可以在金属支承体上设置2个以上的加压模头、将胶浆量分开而进行叠层。或者,也优选通过同时流延多种胶浆的共流延法而得到层叠结构的膜。
3)溶剂蒸发工序
溶剂蒸发工序为将网(在流延用支承体上流延胶浆而形成了的胶浆膜)在流延用支承体上进行加热、使溶剂蒸发的工序。
就使溶剂蒸发而言,有从网侧吹风的方法及/或从支承体的背面通过液体进行传热的方法、通过辐射热从表里进行传热的方法等,背面液体传热的方法的干燥效率良好,优选。另外,也可优选使用组合这些方法的方法。优选使流延后的支承体上的网在40~100℃的气氛下、在支承体上进行干燥。为了维持为40~100℃的气氛下,优选使该温度的热风接触网上面、或通过红外线等手段来进行加热。
从面质量、透湿性、剥离性的观点考虑,优选在30~120秒钟以内将该网从支承体剥离。
4)剥离工序
剥离工序为将在金属支承体上溶剂蒸发了的网在剥离位置进行剥离的工序。被剥离了的网送到下一工序。
金属支承体上的剥离位置处的温度优选为10~40℃,进一步优选为11~30℃。
需要说明的是,就进行剥离时刻的金属支承体上的网的剥离时残留溶剂量而言,优选根据干燥的条件的强弱、金属支承体的长度等在50~120质量%的范围进行剥离,在残留溶剂量更多的时刻进行剥离的情况下,如果网过于柔软,则剥离时损伤平面性,容易产生因剥离张力所引起的表面凹凸不平、竖条纹,因此,兼顾经济速度和质量来确定剥离时的残留溶剂量。
网的残留溶剂量由下述式定义。
残留溶剂量(%)=(网的加热处理前质量-网的加热处理后质量)/(网的加热处理后质量)×100
需要说明的是,所谓测定残留溶剂量时的加热处理,表示在115℃进行1小时的加热处理。
剥离金属支承体和膜时的剥离张力,通常为196~245N/m。在剥离时容易出现皱褶的情况下,优选以190N/m以下的张力进行剥离,进一步优选以可以剥离的最低张力~166.6N/m进行剥离、接着以最低张力~137.2N/m进行剥离,特别优选以最低张力~100N/m进行剥离。
在本实施方式中,优选将该金属支承体上的剥离位置处的温度设为-50~40℃,更优选10~40℃,最优选设为15~30℃。
5)干燥及拉伸工序
就干燥及拉伸工序而言,为剥离后、使用使网交替通过在干燥装置内配置的多个辊而进行输送的干燥装置、及/或用夹具夹住网的两端而进行输送的拉幅机拉伸装置来干燥网的工序。
干燥手段一般为对网的两面吹热风,也有取代风而施用微波进行加热的手段。过于急剧的干燥容易损伤完成的膜的平面性。利用高温的干燥可在残留溶剂为8质量%以下左右后进行。整体来看,干燥大概在40~250℃下进行。特别优选在40~160℃下使其干燥。
在使用拉幅机拉伸装置的情况下,优选使用通过拉幅机的左右把持装置而可以左右独立地控制膜的把持长(从把持开始至把持结束的距离)的装置。另外,在拉伸工序中,为了改善平面性,也优选有意地制作具有不同的温度的区域。
另外,也优选在不同的温度区域之间各区域不发生干涉地设置中性区。
需要说明的是,拉伸操作也可以分成多阶段来实施,也优选在流延方向、宽度方向实施双轴拉伸。另外,在进行双轴拉伸的情况下,可以同时进行双轴拉伸,也可以阶段性地实施。
此时,所谓阶段性地,例如,既可以依次进行拉伸方向不同的拉伸,也可以将同一方向的拉伸分成多阶段、且在其任一阶段施加不同方向的拉伸。即,例如,也可以为如下的拉伸步骤。
a)在流延方向拉伸-在宽度方向拉伸-在流延方向拉伸-在流延方向拉伸
b)在宽度方向拉伸-在宽度方向拉伸-在流延方向拉伸-在流延方向拉伸
另外,在同时双轴拉伸中,也包含在一个方向拉伸、使另一方松弛张力而收缩的情况。就同时双轴拉伸的优选的拉伸倍率而言,宽度方向、长度方向都可以为×1.01倍~×1.5倍的范围。
就进行拉伸的情况下的网的残留溶剂量而言,在拉伸开始时优选为20~100质量%,且优选一边施加拉伸一边进行干燥直至网的残留溶剂量为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下。
进行拉伸的情况下的干燥温度优选30~160℃,进一步优选50~150℃,最优选70~140℃。
在拉伸工序中,从提高膜的均匀性的观点考虑,优选气氛的宽度方向的温度分布少,拉幅工序中的宽度方向的温度分布优选在±5℃以内,更优选在±2℃以内,最优选在±1℃以内。
6)卷绕工序
卷绕工序为网中的残留溶剂量为2质量%以下后以膜的形式通过卷绕机而进行卷绕的工序,通过使残留溶剂量为0.4质量%以下,可以得到尺寸稳定性良好的膜。特别优选以0.00~0.10质量%来卷绕。
卷绕方法可使用一般使用的方法即可,有恒转矩法、恒张力法、锥度张力法(テーパーテンション法)、内部应力一定的程序张力控制法(プログラムテンションコントロール法)等,只要使用这些方法即可。
本实施方式涉及的膜基材优选为长条膜,具体而言,示出100m~5000m左右的膜,通常为以卷状提供的形态的膜。另外,膜的宽度优选为1.3~4m,更优选为1.4~2m。
<利用熔融流延制膜法的基材的制造方法>
接着,对通过熔融流延制膜法制造本实施方式的膜基材的情况下的方法进行说明。
<熔融粒料制造工序>
熔融挤出中使用的含有树脂的组合物,优选通常预先进行混炼而粒料化。
粒料化可以用公知的方法,例如,使用进料器将干燥了的由热塑性树脂和热收缩材料构成的添加剂供给到挤出机,使用单螺杆、双螺杆挤出机进行混炼,从模头挤出为股状,进行水冷却或进行空气冷却,进行切割,由此可粒料化。
原材料在挤出之前进行干燥,在为了防止原材料的分解方面是重要的。特别地是由于纤维素酯容易吸湿,因此优选用除湿热风干燥机、真空干燥机在70~140℃下干燥3小时以上、使得水分率降低至200ppm以下、进一步优选100ppm以下。
添加剂可以在供给到挤出机前混合,也可以分别用各自的进料器进行供给。另外,就粒子、抗氧化剂等的少量的添加剂而言,为了均匀地进行混合,优选事前进行混合。
就抗氧化剂的混合而言,可以以固体彼此进行混合,也可以根据需要将抗氧化剂溶解在溶剂中、含浸于热塑性树脂中而进行混合,或者进行喷雾来进行混合。
从可同时进行干燥和混合的方面考虑,优选真空诺塔混合机等。另外,在进料器部、模头的出口等与空气接触的情况下,优选形成为除湿空气、除湿了的N2气体等的气氛下。
就挤出机而言,优选抑制剪切力、树脂不劣化(分子量降低、着色、生成凝胶等)地可粒料化地尽可能低温下进行加工。例如在双螺杆挤出机的情况下,优选使用深槽型的螺杆而在同方向使其旋转。从混炼均匀性考虑,优选啮合型。
使用如以上得到的粒料来进行膜制膜。也可以未粒料化地将原材料的粉末直接用进料器供给于押出机、直接进行膜制膜。
<将熔融混合物从模头向冷却辊挤出的工序>
首先,使用单螺杆、双螺杆型的挤出机,将挤出时的熔融温度Tm设为200~300℃左右,用叶盘型的过滤器对制作了的粒料进行过滤而除去杂质后,由T型模头共挤出成膜状,在冷却辊上固化,与弹性接触辊挤压,同时进行流延。需要说明的是,Tm为挤出机的模头出口部分的温度。
从供给料斗导入挤出机时,优选形成为真空下或减压下、非活性气体气氛下来防止氧化分解等。
在模头附着损伤、增塑剂的凝结物等的杂质时有时产生条纹状的缺陷。将这样的缺陷也称为口模条纹,为了减少口模条纹等的表面的缺陷,优选形成为在从挤出机到模头的配管中树脂的滞留部尽力减少这样的结构。优选使用在模头的内部、模唇尽力没有损伤等的模头。
就挤出机、模头等的与熔融树脂接触的内面而言,优选采用表面粗糙度小、或表面能低的材质等而实施熔融树脂难以附着的表面加工。具体而言,可以举出将使硬镀铬、陶瓷喷镀了的表面研磨为使得表面粗糙度为0.2S以下。
冷却辊没有特别限制,只要为高刚性的金属辊、在内部具备可进行温度控制的热介质或冷介质流动这样的结构的辊即可。冷却辊的大小没有限定,只要为对于将熔融挤出了的膜进行冷却而言充分的大小即可,通常冷却辊的直径为100mm~1m左右。
冷却辊的表面材质可以举出碳钢、不锈钢、铝、钛等。进而为了提高表面的硬度或改良与树脂的剥离性,优选实施硬镀铬、镀镍、镀非晶质铬等、陶瓷喷镀等的表面处理。
冷却辊表面的表面粗糙度以Ra计优选设为0.1μm以下,进一步优选设为0.05μm以下。辊表面越平滑,得到的膜的表面也可以越平滑。当然,优选表面加工了的表面进一步进行研磨、形成上述的表面粗糙度。
作为弹性接触辊,可以使用日本特开平03-124425号、日本特开平08-224772号、日本特开平07-100960号、日本特开平10-272676号、WO97/028950号、日本特开平11-235747号、日本特开2002-36332号、日本特开2005-172940号、日本特开2005-280217号各公报中记载的那样的表面用薄膜金属被覆了的硅橡胶辊。
从冷却辊剥离膜时,优选控制张力而防止膜的变形。
〔复合树脂膜的制造方法〕
本实施方式的膜基材可以由复合树脂膜构成。作为制造复合树脂膜的方法,可通过具有利用共流延法的制膜工序的步骤的制造方法、具有利用共挤出法的制膜工序的步骤的制造方法来制造。
<共流延法:双流延法>
流延(cast)工序中的金属支承体优选将表面进行了镜面精加工了的金属支承体,作为金属支承体,优选使用不锈钢带或用铸件将表面进行了镀敷精加工了的筒。流延的宽度可以设为1~4m。
流延工序的金属支承体的表面温度设定为-50℃~溶剂不沸腾从而不发泡的温度。温度高者可以加快网的干燥速度,因此优选,但如果过高,则有时网发泡、或平面性劣化。作为优选的支承体温度,可在0~100℃中适宜确定,进一步优选5~30℃。或者,以通过进行冷却使网凝胶化而含有许多残留溶剂的状态下从筒上进行剥离也为优选的方法。
控制金属支承体的温度的方法没有特别限制,有吹入暖风或冷风的方法、使温水接触于金属支承体的背侧的方法。由于使用温水可有效率地进行热的传递,因此金属支承体的温度至达到一定的时间短,优选。在使用暖风的情况下,考虑溶剂的蒸发潜热引起的网的温度降低,有时一边使用溶剂的沸点以上的暖风、一边也防止发泡、同时使用比目的温度高的温度的风。特别优选在从流延至剥离之间改变支承体的温度及干燥风的温度、有效率地进行干燥。
在本实施方式中,也优选将乙酰化纤维素的溶液分成2次以上进行流延。
将制备的胶浆A通过模头而流延在不锈钢带上,在流延了的网上进一步通过模头而将制备了的胶浆B层叠流延。层叠了的网在剥离点被剥离,然后在干燥区被干燥、卷绕。
在作为胶浆A、胶浆B的组合物的构成中没有特别限制,乙酰化纤维素、纤维素纳米纤维、及其它添加剂及溶剂的组成比率无论是多少均可采用。另外,胶浆A、胶浆B的流延膜厚也没有特别限制。也可进行3次以上的分开流延。
在本实施方式中,通过这样对流延进行分开,可容易地控制纤维素纳米纤维的膜内的分布状态,可根据需要控制膜的撕裂强度、弹性模量、膜尺寸变化的程度。
需要说明的是,优选可使用将纤维素纤维流延后、在干燥工序中纤维容易在膜面内排列的干燥工序。
<共挤出法>
在本实施方式中,也可通过共挤出法制作层叠结构的膜。例如,可制作表层/芯层/表层这样的构成的膜。例如,消光剂在表层多、或可仅进入表层。增塑剂、紫外线吸收剂可与表层相比多地进入芯层,也可以仅进入芯层。另外,在芯层和表层中也可以改变增塑剂、紫外线吸收剂的种类,例如,也可以使表层含有低挥发性的增塑剂及/或紫外线吸收剂,在芯层中添加增塑性优异的增塑剂、或者紫外线吸收性优异的紫外线吸收剂。表层和芯层的玻璃化转变温度也可以不同,优选芯层的玻璃化转变温度比表层的玻璃化转变温度低。此时,也可以测定表层和芯层的两者的玻璃化转变温度、将由它们的体积分数而算出的平均值定义为上述玻璃化转变温度Tg而同样地进行处理。另外,熔融流延时的含有纤维素酯的熔融物的粘度在表层和芯层中也可以不同,可以为表层的粘度>芯层的粘度,也可以为芯层的粘度≥表层的粘度。
需要说明的是,上述的所谓共挤出法,为如下方法:使用多个挤出机,将由各自进行层叠的树脂加热熔融,使各自的树脂合流后,从T型模头的狭缝状的排出口共挤出,用冷硬轧辊使其冷却固化而形成流延片(未拉伸状态)。作为使熔融树脂合流而从T型模头挤出片的方法,有使熔融树脂合流后扩大歧管的供料块法、和分别用歧管扩大熔融树脂后使其合流的多歧管法,其均可以使用。
需要说明的是,优选的是,在将芯层和表层用冷硬轧辊进行冷却固化时施加压力而由此纤维容易在膜面内排列,可降低膜面内的线膨胀系数。
〔添加剂〕
(抗氧化剂)
膜基材优选含有抗氧化剂作为添加剂。优选的抗氧化剂为磷系或酚系,更优选同时组合磷系和酚系。以下,对本实施方式中可优选使用的抗氧化剂进行说明。
<酚系抗氧化剂>
在本实施方式中,优选使用酚系的抗氧化剂,特别优选使用受阻酚化合物。
在受阻酚化合物的具体例中,包含正十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、正十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)乙酸酯、正十八烷基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、正己基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基苯甲酸酯、正十二烷基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基苯甲酸酯、新十二烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、十二烷基β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、乙基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八烷基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)异丁酸酯、十八烷基α-(4-羟基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2-(正辛基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(正辛基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯、2-(正十八烷基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯、2-(正十八烷基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(2-羟基乙基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、乙二醇双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯、2-(正十八烷基硫基)乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、硬脂酰胺-N,N-双[亚乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、正丁基亚氨基-N,N-双[亚乙基3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2-(2-硬脂酰氧基乙基硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-(2-硬脂酰氧基乙基硫基)乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)庚酸酯、1,2-丙二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、乙二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、新戊二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、乙二醇双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯)、甘油-l-正十八酸酯-2,3-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸酯)、季戊四醇四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]、1,1,1-三羟甲基乙烷三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、山梨糖醇六[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2-羟基乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2-硬脂酰氧基乙基7-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)庚酸酯、1,6-正己二醇双[(3’,5’-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。上述类型的受阻酚化合物例如由“チバジャパン(株)”以“Irganox1076”及“Irganox1010”这样的商品名市售。
(磷系抗氧化剂)
作为磷系抗氧化剂,可以使用亚磷酸酯(phosphite)、亚膦酸酯(phosphonite)、次亚膦酸酯(phosphinite)、或叔膦(phosphane)等磷系化合物。作为磷系化合物,可以使用以往已知的化合物。例如,可以举出日本特开2002-138188号、日本特开2005-344044号段落编号0022~0027、日本特开2004-182979号段落编号0023~0039、日本特开平10-306175号、日本特开平1-254744号、日本特开平2-270892号、日本特开平5-202078号、日本特开平5-178870号、日本特表2004-504435号、日本特表2004-530759号、及日本特愿2005-353229号的各公报的说明书中所记载的化合物。
就磷系化合物的添加量而言,相对于树脂100质量份,通常为0.01~10质量份,优选为0.05~5质量份,进一步优选为0.1~3质量份。
作为磷系化合物,除上述由通式所示的化合物以外,三苯基亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、苯基二异癸基亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(二壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、6-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二噁磷环庚烷、三癸基亚磷酸酯等的单亚磷酸酯系化合物;4,4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯基-二-十三烷基亚磷酸酯)、4,4’-亚异丙基-双(苯基-二-烷基(C12~C15)亚磷酸酯)等的二亚磷酸酯系化合物;三苯基亚膦酸酯、四(2,4-二-叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4’-二基双亚膦酸酯、四(2,4-二-叔丁基-5-甲基苯基)[1,1-联苯]-4,4’-二基双亚膦酸酯等的亚膦酸酯系化合物;三苯基次亚膦酸酯、2,6-二甲基苯基二苯基次亚膦酸酯等的次亚膦酸酯系化合物;三苯基膦、三(2,6-二甲氧基苯基)膦等的膦系化合物等。
上述类型的磷系化合物,例如,由住友化学株式会社以“SumilizerGP”、由株式会社ADEKA以“ADK STAB PEP-24G”、“ADK STAB PEP-36”及“ADK STAB3010”、由チバ·ジャパン株式会社以“IRGAFOS P-EPQ”、由堺化学工业株式会社以“GSY-P101”这样的商品名市售。
(其它的抗氧化剂)
另外,可以举出二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔲基-3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)等的硫系抗氧化剂、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯等的耐热加工稳定剂、日本特公平08-27508号记载的3,4-二氢-2H-1-苯并吡喃系化合物、3,3'-螺二色满系化合物、1,1-螺茚满系化合物,吗啉、硫代吗啉、硫代吗啉氧化物、硫代吗啉二氧化物、部分结构中具有哌嗪骨架的化合物,日本特开平03-174150记载的二烷氧基苯系化合物等的除氧剂等。这些抗氧化剂的部分结构可以为聚合物的一部分、或有规则地悬挂于聚合物,也可以导入到增塑剂、酸捕捉剂、紫外线吸收剂等的添加剂的分子结构的一部分中。
(其它的添加剂)
在本实施方式涉及的膜基材中,除上述的化合物等以外,也可以根据目的含有各种化合物等作为添加剂。
<酸捕捉剂>
作为酸捕捉剂,优选含有美国专利第4,137,201号说明书中所记载的作为酸捕捉剂的环氧化合物而成。作为这样的酸捕捉剂的环氧化合物,在该技术领域是已知的,含有:包含各种聚二醇的二缩水甘油醚、特别是通过每1摩尔聚乙二醇约8~40摩尔的环氧乙烷等的缩合而衍生的聚乙二醇、甘油的二缩水甘油醚等、金属环氧化合物(例如,在聚氯乙烯组合物中,及与聚氯乙烯组合物一起,以往以来被利用的化合物)、环氧化醚缩合产物、双酚A的二缩水甘油醚(即,4,4'-二羟基二苯基二甲基甲烷)、环氧化不饱和脂肪酸酯(特别是2~22个碳原子的脂肪酸的4~2个左右碳原子的烷基酯(例如丁基环氧硬脂酸酯)等)、及各种环氧化长链脂肪酸三甘油酯等(例如,由环氧化大豆油等的组合物代表、可例示的环氧化植物油及其它不饱和天然油(它们根据情况被称为环氧化天然甘油酯或不饱和脂肪酸,这些脂肪酸通常含有12~22个碳原子))。
<光稳定剂>
作为光稳定剂,可以举出受阻胺光稳定剂(HALS)化合物,其为已知的化合物,例如,如美国专利第4,619,956号说明书的第5~11栏及美国专利第4,839,405号说明书的第3~5栏所记载那样,包含2,2,6,6-四烷基哌啶化合物、或它们的酸加成盐或者它们与金属化合物的络合物。进而,可使用日本特开2007-63311号公报中所记载的光稳定剂。
<紫外线吸收剂>
作为紫外线吸收剂,从防止因紫外线引起的劣化的观点考虑,波长370nm以下的紫外线的吸收能优异,且从液晶显示性的观点考虑,优选波长400nm以上的可见光吸收少的紫外线吸收剂。例如,可以举出:羟基二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络盐系化合物等,优选二苯甲酮系化合物、着色少的苯并三唑系化合物。另外,也可以使用日本特开平10-182621号公报、日本特开平8-337574号公报中记载的紫外线吸收剂、日本特开平6-148430号公报中记载的高分子紫外线吸收剂。
作为苯并三唑系化合物的具体例,可以举出2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羟基-3′-(3″,4″,5″,6″-四氢邻苯二甲酰亚氨基甲基)-5′-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-(2-辛氧基羰基乙基)-苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-(1-甲基-1-苯基乙基)-5’-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链及侧链十二烷基)-4-甲基苯酚、辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯和2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯的混合物等,但并不限于这些化合物。
另外,作为市售品,可以举出チヌビン(TINUVIN)326、チヌビン(TINUVIN)109、チヌビン(TINUVIN)171、チヌビン(TINUVIN)900、チヌビン(TINUVIN)928、チヌビン(TINUVIN)360(均为チバ·ジャパン公司制)、LA31(ADEKA公司制)、Sumisorb250(住友化学公司制)、RUVA-100(大冢化学制)。
作为二苯甲酮系化合物的具体例,可以举出2,4-二羟基二苯甲酮、2,2′-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基甲烷)等,但并不限于这些化合物。
在本实施方式中,紫外线吸收剂优选添加0.1~20质量%,更优选添加0.5~10质量%,进一步优选添加1~5质量%。它们也可以并用两种以上。
<消光剂>
在本实施方式的膜基材中,可以添加消光剂等的微粒,作为微粒,可以举出无机化合物的微粒或有机化合物的微粒。作为微粒,例如可以举出二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、高岭土、滑石、烧成硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁、磷酸钙等的无机微粒、交联高分子微粒。其中,二氧化硅可以降低树脂基板的雾度,因此优选。就二氧化硅这样的微粒而言,许多情况下通过有机物进行表面处理,这样的微粒由于可降低树脂基板的雾度,因此优选。
作为在表面处理中优选的有机物,可以举出卤硅烷类、烷氧基硅烷类、硅氮烷、硅氧烷等。微粒的平均粒径越大,滑动性效果越大,相反平均粒径越小,透明性越优异。
另外,微粒的二次粒子的平均粒径为0.05~1.0μm的范围。优选的微粒的二次粒子的平均粒径优选5~50nm,进一步优选为7~14nm。就这些微粒而言,为了在纤维素酯膜中在纤维素酯膜表面生成0.01~1.0μm的凹凸,优选使用。微粒在纤维素酯中的含量,相对于纤维素酯优选0.005~0.3质量%。
作为二氧化硅的微粒,可以举出日本アエロジル(株)制的アエロジル200、200V、300、R972、R972V、R974、R202、R812、OX50、TT600等,优选为アエロジル200V、R972、R972V、R974、R202、R812。这些微粒也可以并用2种以上。在并用2种以上的情况下,可以以任意的比例混合来使用。该情况下,也可以在质量比为0.1:99.9~99.9:0.1的范围使用平均粒径、材质不同的微粒、例如アエロジル200V和R972V。
就作为上述消光剂而使用的基材中的微粒的存在而言,作为另一目的,可为了基材的强度提高而使用。
〔硬涂层〕
接着,对偏振片的硬涂层的详细情况进行说明。在本实施方式中,硬涂层例如优选由活性能量线固化型树脂构成。
(活性能量线固化型树脂)
所谓活性能量线固化型树脂,是指通过紫外线、电子束这样的活性线照射经过交联反应等而进行固化的树脂,具体而言为具有烯属不饱和基团的树脂。进一步具体而言,优选使用紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯系树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯系树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯系树脂、紫外线固化型多元醇丙烯酸酯系树脂、或紫外线固化型环氧树脂等。其中,优选紫外线固化型丙烯酸酯系树脂。
作为紫外线固化型丙烯酸酯系树脂,优选多官能丙烯酸酯。作为该多官能丙烯酸酯,优选选自由季戊四醇多官能丙烯酸酯、二季戊四醇多官能丙烯酸酯、季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯、及二季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯构成的组。在此,所谓多官能丙烯酸酯,为在分子中具有2个以上丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的化合物。
作为多官能丙烯酸酯的单体,可优选例如举出乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、五甘油三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、五甘油三甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇三甲基丙烯酸酯、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、活性能量线固化型的异氰脲酸酯衍生物等。作为这些多官能丙烯酸酯也可使用市售品,可获得季戊四醇三/四丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制、A-TMM-3L等)、季戊四醇三丙烯酸酯(共荣社化学制、PE-3A)等。另外,这些化合物可分别单独使用或混合2种以上来使用。
作为活性能量线固化型树脂的异氰脲酸酯衍生物,只要为具有在异氰脲酸骨架上键合有1个以上的烯属不饱和基团的结构的化合物即可,没有特别限制,优选在同一分子内具有3个以上的烯属不饱和基团及1个以上的异氰脲酸酯环的化合物。
作为这样的异氰脲酸三丙烯酸酯化合物也可以使用市售品,可以举出例如新中村化学工业株式会社制A-9300等。作为异氰脲酸二丙烯酸酯化合物的市售品,可以举出例如东亚合成株式会社制アロニックスM-215等。作为异氰脲酸三丙烯酸酯化合物及异氰脲酸二丙烯酸酯化合物的混合物,可以举出例如东亚合成株式会社制アロニックスM-315、アロニックスM-313等。作为ε-己内酯改性的活性能量线固化型的异氰脲酸酯衍生物,可以举出作为ε-己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯的新中村化学工业株式会社制A-9300-1CL、东亚合成株式会社制アロニックスM-327等,但并不限定于这些。
另外,作为活性能量线固化型树脂,也可以使用单官能丙烯酸酯。作为单官能丙烯酸酯,可以举出丙烯酸异冰片基酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、丙烯酸异硬脂酯、丙烯酸苄酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸环己酯等。作为单官能丙烯酸酯,可以从新中村化学工业株式会社、大阪有机化学工业株式会社等获得。这些化合物可分别单独使用或混合2种以上来使用。另外,也可以为上述单体的二聚物、三聚物等的低聚物。
进而,作为活性能量线固化型树脂,也可以使用氨基甲酸酯丙烯酸酯。作为氨基甲酸酯丙烯酸酯,例如可以使用荒川化学工业(株)制的ビームセット575CB、共荣社化学制的UA-306H等的市售品。
如上所述的多官能丙烯酸酯的粘度在25℃下的粘度优选为3000mPa·s以下,进一步优选1500mPa·s以下。特别优选为1000mPa·s以下。作为这样的低粘度树脂,可以举出甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等。需要说明的是,上述粘度为使用E型粘度计在25℃的条件下测得的值。
就硬涂层组合物中的上述活性能量线固化型树脂的配合量而言,如果将组合物整体设为100质量份,则通常为10~99质量份,优选为35~99质量份。如果活性能量线固化型树脂的配合量少,则难以充分地得到硬涂层的膜强度。另外,如果配合量多,则发生在用后述的公知的涂布方法涂布时的膜厚均匀性、涂布条纹等的故障,因此不优选。
(阳离子聚合性化合物)
硬涂层也可以进一步含有阳离子聚合性化合物。所谓阳离子聚合性化合物,为通过能量活性线照射、热引起阳离子聚合而进行树脂化的化合物。具体而言,可以举出环氧基、环状醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯化合物、乙烯基氧基等。其中具有环氧基、乙烯基醚基等的官能团的化合物,可在本实施方式中优选使用。
作为具有环氧基或乙烯基醚基的阳离子聚合性化合物,例如,可以举出苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙烯基环己烯二氧化物、柠檬烯二氧化物、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、双-(6-甲基-3,4-环氧环己基)己二酸酯、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、二乙二醇二乙烯基醚、聚乙二醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚等。另外,作为环氧化合物,也可以使用聚合物化合物。
在硬涂层组合物中含有上述阳离子聚合性化合物的情况下,就硬涂层组合物中的阳离子聚合性化合物的配合量而言,如果将组合物全体设为100质量份,则通常为1~90质量份,优选为1~50质量份。
(微粒)
硬涂层也可以含有微粒。作为微粒,可以举出无机微粒和有机微粒。作为无机微粒,可以举出二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锡、氧化铟、ITO、氧化锌、氧化锆、氧化镁、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、烧成高岭土、烧成硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙。作为有机粒子,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯丙烯酸酯树脂粉末、丙烯酸类苯乙烯系树脂粉末、聚甲基丙烯酸甲酯树脂粉末、硅系树脂粉末、聚苯乙烯系树脂粉末、聚碳酸酯树脂粉末、苯并胍胺系树脂粉末、三聚氰胺系树脂粉末、聚烯烃系树脂粉末、聚酯系树脂粉末、聚酰胺系树脂粉末、聚酰亚胺系树脂粉末、或聚氟乙烯系树脂粉末等。就这些微粒的平均粒径而言,从硬涂层涂布组合物的稳定性、透明性考虑,优选30nm~200nm。另外,硬涂层中也可以含有粒径不同的2种以上的微粒。从容易达到期望的铅笔硬度的方面考虑,在硬涂层中优选含有二氧化硅微粒。
另外,从进一步良好地发挥本实施方式的作用效果的方面考虑,在硬涂层中优选含有通过具有聚合性不饱和基团的有机化合物进行了表面处理的反应性二氧化硅微粒(Xa)。以下,对通过具有聚合性不饱和基团的有机化合物进行了表面处理的反应性二氧化硅微粒(Xa)进行说明。
《反应性二氧化硅微粒(Xa)》
作为二氧化硅微粒,可以使用公知的微粒。另外,其形状可以为球状,也可以为无定形,并不限定于通常的胶态二氧化硅,也可以为中空粒子、多孔质粒子、核/壳型粒子等,优选pH为2.0~6.5的胶态二氧化硅。
二氧化硅微粒的分散介质优选水或者有机溶剂。作为有机溶剂,可以举出甲醇、异丙醇、乙二醇、丁醇、乙二醇单丙基醚等的醇类;甲基乙基酮、甲基异丁基酮等的酮类;甲苯、二甲苯等的芳香族烃类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等的酰胺类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、γ-丁内酯等的酯类;四氢呋喃、1,4-二噁烷等的醚类等的有机溶剂,这些中,优选醇类及酮类。这些有机溶剂可单独使用或也可以混合2种以上作为分散介质来使用。作为市售品,例如,可以举出作为胶态二氧化硅的日产化学工业(株)制MEK-ST-L、MEK-ST-MS,IPA-ST-L、IPA-ST-ZL等。
反应性二氧化硅微粒(Xa),通过将如上所述的胶态二氧化硅用具有聚合性不饱和基团的有机化合物(以下,称为“有机化合物(X)”)进行表面处理而得到。有机化合物(X)优选为具有聚合性不饱和基团、优选烯属不饱和基团、并进一步具有由下述通式(a)所示的基团及在分子内具有硅烷醇基的化合物或通过水解而生成硅烷醇基的化合物。
[化学式1]
[-U-C(=V)-NH-],具体而言为[-O-C(=O)-NH-]、[-O-C(=S)-NH-]、[-S-C(=O)-NH-]、[-NH-C(=O)-NH-]、[-NH-C(=S)-NH-]、及[-S-C(=S)-NH-]这6种。这些基团可单独使用1种或组合使用2种以上。其中,从热稳定性的观点考虑,优选并用[-O-C(=O)-NH-]基和[-O-C(=S)-NH-]基或[-S-C(=O)-NH-]基的至少任一种。
作为有机化合物(X)中所含的烯属不饱和基团没有特别限制,例如可以举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基作为优选例。该烯属不饱和基团为通过活性自由基种进行加成聚合的构成单元。
作为生成硅烷醇基的化合物,可以举出在硅原子上键合有烷氧基、芳氧基、乙酰氧基、氨基、卤素原子等的化合物,优选在硅原子上键合有烷氧基或芳氧基的化合物、即含有烷氧基甲硅烷基的化合物或含有芳氧基甲硅烷基的化合物。作为具体例,例如可以举出由下述通式(b)所示的化合物。
[化学式2]
通式(b)中,R21、R22可以相同或不同,为氢原子或碳数1~8的烷基或者芳基,例如可以举出:甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、苯基、二甲苯基等。在此,j为1~3的整数。
作为由[(R21O)jR22 3-jSi-]所示的基团,例如可以举出三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三苯氧基甲硅烷基、甲基二甲氧基甲硅烷基、二甲基甲氧基甲硅烷基等。这样的基团中,优选三甲氧基甲硅烷基或三乙氧基甲硅烷基等。
R23为具有碳数1~12的脂肪族或芳香族结构的2价的有机基团,也可以含有链状、支链状或环状的结构。作为具体例,可以举出:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、六亚甲基、亚环己基、亚苯基、亚二甲苯基、十二亚甲基等。
R24为2价的有机基团,通常从分子量14~1万、优选分子量76~500的2价的有机基中选择。作为具体例,可以举出:六亚甲基、八亚甲基、十二亚甲基等的链状多亚烷基;亚环己基、亚降冰片基等的脂环式或多环式的2价的有机基团;亚苯基、亚萘基、亚联苯基、多亚苯基等的2价的芳香族基团;及它们的烷基取代体、芳基取代体。另外,这些2价的有机基团可以含有具有碳及氢原子以外的元素的原子团,也可以含有聚醚键、聚酯键、聚酰胺键、聚碳酸酯键。
R25为(k+1)价的有机基团,优选从链状、支链状或环状的饱和烃基、不饱和烃基中选择。
Z表示在活性自由基种的存在下进行分子间交联反应的在分子中具有聚合性不饱和基团的1价的有机基团。另外,k优选为1~20的整数,进一步优选为1~10的整数,特别优选为1~5的整数。
有机化合物(X)例如可通过使水解性硅烷、选自多异氰酸酯化合物、多硫代异氰酸酯化合物及同时具有异氰酸酯基和硫代异氰酸酯基的化合物中的1种以上的化合物和具有与异氰酸酯基或者硫代异氰酸酯基产生加成反应的活性氢原子的含有活性氢的聚合性不饱和化合物直接加成反应来得到。
优选将巯基丙基三甲氧基硅烷和异佛尔酮二异氰酸酯在二月桂酸二丁基锡存在下混合、在60~70℃下反应数小时左右后、添加季戊四醇三丙烯酸酯而进一步在60~70℃反应数小时左右。
接着,将得到的有机化合物(X)与二氧化硅微粒混合,使其水解,使两者键合,由此可制造反应性二氧化硅微粒(Xa)。
就有机化合物(X)向二氧化硅微粒的键合量而言,将二氧化硅微粒设为100质量%,优选为0.01质量%以上,进一步优选为0.1质量%以上,特别优选为1质量%以上。
如果为上述范围,则组合物中的反应性二氧化硅微粒(Xa)的分散性良好。另外,就反应性二氧化硅微粒(Xa)制造时的原料中的二氧化硅微粒的配合比例而言,优选为5~99质量%,进一步优选为10~98质量%。就硬涂层用涂布组合物中的反应性二氧化硅微粒(Xa)的含量而言,将组合物中的固体成分总量设为100质量%时,优选5~80质量%,更优选10~80质量%。通过以这样的范围使用,反应性二氧化硅微粒(Xa)在硬涂涂布组合物中稳定存在。
另外,就硬涂层而言,优选含有上述的活性能量线固化型树脂和微粒、以含有质量比计、为活性能量线固化型树脂:微粒=90:10~20:80。
(其它的添加剂、硬涂层的制造方法)
在硬涂层中,为了上述活性能量线固化型树脂的固化促进,优选进一步含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的配合量,以质量比计,优选为光聚合引发剂:活性能量线固化型树脂=20:100~0.01:100。
作为光聚合引发剂,具体而言,可以举出烷基苯酮系、苯乙酮、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮、α-戊肟酯(α-アミロキシムエステル)、噻吨酮等及它们的衍生物,但并不特别限定于它们。这些也可以使用市售的光聚合引发剂,例如可以举出BASFジャパン(株)制的イルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア651等作为优选的例示。
另外,硬涂层也可以含有与上述的紫外线吸收剂同样的紫外线吸收剂。
进而,从可良好地发挥本实施方式的目标效果,且可良好地得到硬涂层的膜强度(耐擦伤性)、铅笔硬度的方面考虑,优选硬涂层由2层以上构成、且在与膜基材相接的硬涂层中含有紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂的含量,以质量比计,优选为紫外线吸收剂:硬涂层组合物=0.01:100~10:100。
在设置2层以上的硬涂层的情况下,与膜基材相接的硬涂层的膜厚优选为0.05~2μm的范围。2层以上的层叠也可以通过同时叠层来形成。所谓同时叠层,为不经过干燥工序而在基材上以湿压湿涂布2层以上的硬涂层来形成硬涂层。为了在第1硬涂层之上不经过干燥工序地湿压湿层叠第2硬涂层,可以通过挤出涂布机逐次进行叠层、或者用具有多个狭缝的缝口喷注模进行同时叠层。
另外,作为硬涂层的制作方法,从容易得到硬涂层和乙酸纤维素膜的层间密合的方面考虑,优选将用使乙酸纤维素膜进行溶胀或部分溶解的溶剂稀释了的硬涂层涂布组合物通过以下的方法涂布在乙酸纤维素膜上、干燥、固化而设置的方法。
作为将乙酸纤维素膜溶胀或部分溶解的溶剂,优选含有酮及/或乙酸酯的溶剂。具体而言,作为酮,可以举出甲基乙基酮、丙酮、环己酮等。另外,作为乙酸酯,可以举出乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯等。硬涂层涂布组合物也可以含有醇系溶剂作为其它的溶剂。
就硬涂层涂布组合物的涂布量而言,作为网膜厚,优选0.1~40μm,进一步优选为0.5~30μm。另外,作为干膜厚,优选平均膜厚为5~20μm程度,更优选为7~12μm,在本实施方式中,优选以膜基材和硬涂层的膜厚的总和为35μm以下地设定涂布量。
硬涂层可以通过如下来形成:使用凹版涂布机、浸渍涂布机、逆转涂布机、线棒涂布机、模头(挤出)涂布机、喷墨法等的公知的涂布方法将形成硬涂层的硬涂涂布组合物进行涂布,涂布后,干燥,照射活性线(也称为UV固化处理),进一步根据需要在UV固化后进行加热处理。作为UV固化后的加热处理温度,优选为80℃以上,进一步优选为100℃以上,特别优选为120℃以上。通过在这样的高温下进行UV固化后的加热处理,硬涂层的机械强度(耐擦性、铅笔硬度)变得更加良好。
干燥优选将减速干燥区间的温度设为80℃以上的高温来进行。进一步优选减速干燥区间的温度为95℃以上且130℃以下。通过将减速干燥区间的温度设为高温来进行干燥处理,在硬涂层的形成时在涂膜树脂中产生对流,因此容易在硬涂层表面显现微细的表面粗糙,也容易得到后述的算术平均粗糙度Ra。
一般而言,就干燥过程而言,已知如果开始干燥,则干燥速度从一定的状态向逐渐进行减少的状态变化,将干燥速度为一定的区间称为恒速干燥区间,将干燥速度减少的区间称为减速干燥区间。在恒速干燥区间中流入的热量消耗于涂膜表面的溶剂蒸发,如果涂膜表面的溶剂减少,则蒸发面从表面移动至内部而进入减速干燥区间。由于之后涂膜表面的温度上升、接近热风温度,因此可认为紫外线固化型树脂组合物的温度上升、树脂粘度降低而流动性增加。
作为UV固化处理的光源,只要为产生紫外线的光源就可没有限制地使用。例如可以使用低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯等。
照射条件根据各个灯而不同,活性线的照射量通常为50~1000mJ/cm2,优选为50~300mJ/cm2。
另外,在照射活性线时,优选一边对膜的输送方向赋予张力一边进行,进一步优选一边对宽度方向也赋予张力一边进行。赋予的张力通常为30~500N/m,优选为30~300N/m。赋予张力的方法没有特别限定,可以在支承辊上对输送方向赋予张力,也可以用拉幅机对宽度方向、或2轴方向赋予张力。由此可进一步得到平面性优异的膜。
在硬涂层中,为了赋予抗静电性,也可以含有导电剂,作为优选的导电剂,可以举出金属氧化物粒子或π共轭系导电性聚合物。另外,离子液体也可作为导电性化合物来优选使用。
另外,在硬涂层中也可以含有氟-硅氧烷接枝聚合物、有机硅系表面活性剂。
所谓氟-硅氧烷接枝聚合物,是指使至少在氟系树脂中含有硅氧烷及/或有机硅氧烷单体的聚硅氧烷及/或有机聚硅氧烷接枝化而得到的共聚物的聚合物。作为市售品,可以举出富士化成工业株式会社制的ZX-022H、ZX-007C、ZX-049、ZX-047-D等。
有机硅系表面活性剂为将硅油的甲基的一部分取代为亲水性基团的表面活性剂。作为亲水性基团,有聚醚、聚甘油、吡咯烷酮、甜菜碱、硫酸盐、磷酸盐、季盐等。作为有机硅表面活性剂的具体的商品,例如可以举出SH200、BY16-873、PRX413(二甲基硅油;東レ·ダウコーニング·シリコーン(株)公司制)、SH203、SH230、SF8416(烷基改性硅油;東レ·ダウコーニング·シリコーン(株)社制)、SF8417、BY16-208、BY16-209、BY16-849、BY16-872、FZ-2222、FZ-2207(二甲基聚硅氧烷·聚环氧乙烷直连状嵌段共聚物;日本ユニカー(株)制的FZ系列)、KF-101、KF-102、KF-105(环氧改性硅油;信越化学工业社制)、BYK-UV3500,BYK-UV3510、BYK-333、BYK-331、BYK-337(聚醚改性硅油、ビックケミ-ジャパン公司制)等,但并不限定于此。
另外,这些成分相对于涂布液中的固体成分优选以0.01~5质量%的范围添加。
(硬涂层的表面形状)
就本实施方式中的硬涂层的表面的算术平均粗糙度Ra而言,从以长条膜卷绕时的防粘连效果、与乙酸纤维素膜的密合性优异的方面考虑,优选为4~20nm。算术平均粗糙度Ra为基于JIS B0601:1994的规定、用光学干渉式表面粗糙度计(RST/PLUS、WYKO公司制)而测得的值。
另外,硬涂层表面的凹凸平均间隔Sm优选3~40μm。另外,硬涂层的表面的算术平均粗糙度Ra和纤维素酯膜(膜基材)的硬涂层涂设面的凹凸平均间隔Sm的比率(Ra/Sm)优选为2×10-4~6×10-3。对于Sm,与算术平均粗糙度Ra同样,可基于JIS B0601:1994的规定、用光学干涉式表面粗糙度计(RST/PLUS、WYKO公司制)来测定。
为了使硬涂层的表面的算术平均粗糙度Ra为上述范围,可以使用推压铸模而在表面形成突起的方法、混合SP值(溶解度参数)不同的树脂而形成表面凹凸的方法、调幅分解、核生成等形成突起的方法。
需要说明的是,作为突起形成中所使用的铸模辊,可从凹凸细的铸模辊到粗的铸模辊中适宜选择来应用,可使用垫状(マット状)、双凸透镜状、球状的凹凸有规则地或者随机排列的铸模辊。
另外,就本实施方式的硬涂膜的雾度值而言,从可得到充分的亮度、高的对比度的方面考虑,优选为1%以下。
<功能性层>
(背涂层)
在与本实施方式的膜基材中的设有硬涂层侧相反侧的面,为了防止卷曲、粘连,也可以设置背涂层。
从防止卷曲、粘连的方面考虑,可以在背涂层中添加二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、烧成高岭土、烧成硅酸钙、氧化锡、氧化铟、氧化锌、ITO、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙等的粒子。
就背涂层中所含的粒子而言,相对于粘结剂优选0.1~50质量%。设置了背涂层的情况下的雾度的增加优选为0.5%以下,特别优选为0.1%以下。作为粘结剂,优选纤维素酯树脂。另外,在用于形成背涂层的涂布组合物中,优选含有醇类、酮类及/或乙酸酯类糖的溶剂。
(防反射层)
也可以在本实施方式的硬涂层的上层涂设具有外光防反射功能的防反射层。需要说明的是,上述的防反射层对应于图1中的防反射层31。
就防反射层而言,优选考虑折射率、膜厚、层数、层顺序等而层叠防反射层以通过光学干涉来减少反射率。就防反射层而言,优选与作为支承体的膜基材相比折射率低的折射率层、或者将与支承体相比折射率高的高折射率层和低折射率层组合而构成。特别优选为由3层以上的折射率层构成的防反射层,优选使用从支承体侧将折射率不同的3层按照中折射率层(与支承体相比折射率高、与高折射率层相比折射率低的层)/高折射率层/低折射率层的顺序层叠。或,也优选使用交替层叠了2层以上的高折射率层和两层以上的低折射率层的4层以上的层构成的防反射层。
作为具有防反射膜的层构成,可考虑如下所述的构成,但并不限定于此。
乙酸纤维素膜/硬涂层/低折射率层
乙酸纤维素膜/硬涂层/中折射率层/低折射率层
乙酸纤维素膜/硬涂层/中折射率层/高折射率层/低折射率层
乙酸纤维素膜/硬涂层/高折射率层(导电性层)/低折射率层
乙酸纤维素膜/硬涂层/防眩性层/低折射率层
(低折射率层)
低折射率层优选含有二氧化硅系微粒,其折射率在23℃、波长550nm测定中优选为1.30~1.45的范围。
低折射率层的膜厚优选为5nm~0.5μm,进一步优选为10nm~0.3μm,最优选为30nm~0.2μm。
对于低折射率层形成用组合物,作为二氧化硅系微粒,特别优选具有外壳层、内部含有至少1种以上多孔质或空洞的粒子。特别是具有该外壳层、内部为多孔质或空洞的粒子,优选为中空二氧化硅系微粒。
需要说明的是,在低折射率层形成用组合物中,也可以一并含有由下述式(OSi-1)所示的有机硅化合物或者其水解物、或者其缩聚物。
通式(OSi-1):Si(OR)4
就由上述通式所示的有机硅化合物而言,式中,R表示碳数1~4的烷基。具体而言,可优选使用四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷等。
此外,也可以添加溶剂、根据需要的硅烷偶联剂、固化剂、表面活性剂等。另外,也可以含有以含氟化合物为主而成的具有热固性及/或光固性的化合物,所述含氟化合物以35~80质量%的范围含有氟原子、且含有交联性或者聚合性的官能团。具体而言为含氟聚合物、或者含氟溶胶凝胶化合物等。作为含氟聚合物,例如除了含有全氟烷基的硅烷化合物〔例如(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)三乙氧基硅烷〕的水解物、脱水缩合物外,还可举出以含氟单体单元和交联反应性单元为构成单元的含氟共聚物。此外,也可以添加溶剂、根据需要的硅烷偶联剂、固化剂、表面活性剂等。
(高折射率层)
高折射率层的折射率在23℃、波长550nm测定中优选将折射率调整为1.4~2.2的范围。另外,高折射率层的厚度优选5nm~1μm,进一步优选为10nm~0.2μm,最优选为30nm~0.1μm。折射率的调整可通过添加金属氧化物微粒等来进行。使用的金属氧化物微粒的折射率优选为1.80~2.60,进一步优选为1.85~2.50。
金属氧化物微粒的种类没有特别限定,可使用具有选自Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、P及S中的至少一种元素的金属氧化物。这些金属氧化物微粒中,也可以掺杂Al、In、Sn、Sb、Nb、卤素元素、Ta等的微量的原子。另外,也可以为它们的混合物。在本实施方式中,其中,特别优选使用选自氧化锆、氧化锑、氧化锡、氧化锌、氧化铟-锡(ITO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、及锑酸锌中的至少1种金属氧化物微粒作为主要成分。特别优选含有锑酸锌粒子。
这些金属氧化物微粒的一次粒子的平均粒径为10nm~200nm的范围,特别优选为10~150nm。金属氧化物微粒的平均粒径可由利用扫描电子显微镜(SEM)等的电子显微镜照片来测量。也可以通过利用动态光散射法、静态光散射法等的粒度分布计等来测量。如果粒径过小,则容易凝聚,分散性变差。如果粒径过大,则雾度显著上升,不优选。金属氧化物微粒的形状优选为米粒状、球形状、立方体状、纺锤形状、针状或者不规则形状。
金属氧化物微粒也可以通过有机化合物来进行表面处理。通过将金属氧化物微粒的表面用有机化合物进行表面修饰,在有机溶剂中的分散稳定性提高,分散粒径的控制变得容易,且也可抑制经时的凝聚、沉降。因此,就优选的用有机化合物的表面修饰量而言,相对于金属氧化物粒子为0.1质量%~5质量%,更优选为0.5质量%~3质量%。用于表面处理的有机化合物的例子中,包含多元醇、烷醇胺、硬脂酸、硅烷偶联剂及钛酸酯偶联剂。其中优选硅烷偶联剂。也可以组合二种以上的表面处理。
另外,高折射率层也可以含有π共轭系导电性聚合物。所谓π共轭系导电性聚合物,只要为主链由π共轭系构成的有机高分子就可以使用。例如可以举出聚噻吩类、聚吡咯类、聚苯胺类、聚亚苯基类、聚乙炔类、聚亚苯基亚乙烯基类、聚并苯类、聚噻吩亚乙烯基类、及它们的共聚物。从聚合的容易性、稳定性的方面考虑,优选聚噻吩类、聚苯胺类、聚乙炔类。
π共轭系导电性聚合物即使在无取代的情况下也可得到充分的导电性、在粘结剂树脂中的溶解性,但为了进一步提高导电性、溶解性,也可以导入烷基、羧基、磺基、烷氧基、羟基、氰基等的官能团。
另外,高折射率层也可以含有离子性聚合物。作为离子性化合物,可以举出由咪唑鎓系、吡啶鎓系、脂环式胺系、脂肪族胺系、脂肪族鏻系的阳离子和BF4-、PF6-等的无机离子系、CF3SO2-、(CF3SO2)2N-、CF3CO2-等的氟系的阴离子构成的化合物等。就该聚合物和粘合剂的比率而言,相对于聚合物100质量份,粘结剂优选10~400质量份,特别优选的是,相对于聚合物100质量份,粘结剂为100~200质量份。
(防眩性层)
在硬涂层上,也可以设置防眩层作为功能性层。防眩性层为通过对在膜表面反射了的图像的轮廓进行晕色而使反射图像的可见性降低、在液晶显示器、有机EL显示器、等离子体显示器这样的图像显示装置等的使用时不必担心反射像的映入的层。就防眩层而言,具体而言,优选为通过在上述的硬涂层中微粒等的添加、推压上述铸模而在表面形成突起的方法等将层表面的算术平均粗糙度Ra调整为0.1~1μm的层。
另外,上述防眩层的散射反射率在积分反射率中所占的比例(散射反射比率)优选为2~60%。通过使用微粒等将散射反射比率控制为上述范围,可以使如上所述的具有透湿性高的乙酰化度的乙酸纤维素膜和防眩层的层间密合性。进一步优选的是,如果上述散射反射比率的比例为20~50%的范围则可以使密合性更良好。
需要说明的是,就散射反射比率而言,可通过使用コニカミノルタ(株)制、分光测色计CM-2500d在测定直径φ8mm、观察视野2°的条件下测定SCI(积分反射率)及SCE(散射反射率)来求出。
〔粘合剂层〕
作为构成将触摸面板粘接于显示装置时使用的粘合剂层(相当于图2的粘合剂层32)的粘合剂,没有特别限制,可以使用公知的粘合剂,例如可以使用丙烯酸系粘合剂、有机硅系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、橡胶系粘合剂、聚酯系粘合剂等,特别优选粘合力、储能弹性模量的控制较容易的丙烯酸系粘合剂。
作为丙烯酸系粘合剂,可以举出使(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯等的碳数1~20的丙烯酸烷基酯的一种或二种以上和可与上述丙烯酸烷基酯共聚的(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等的官能团单体的共聚物与异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、氮丙啶系交联剂、金属络合物系交联剂等的交联剂进行反应而得到的粘合剂。
粘合剂层的厚度优选为1μm~13μm。在粘合剂层的厚度为1μm以上的情况下,可得到充分的粘合力,在13μm以下的情况下,可在冲孔加工时、裁切加工时抑制糊的渗出,且可维持高的铅笔硬度。优选的粘合剂层的厚度优选为3μm~12μm。
作为粘合剂层的储能弹性模量,优选0℃下的储能弹性模量为1.0×106~1.0×108Pa。在粘合剂层的储能弹性模量为1.0×106Pa以上的情况下,可得到充分的冲孔加工适应性、裁剪加工适应性及高的铅笔硬度,在1.0×108Pa以下的情况下,可得到充分的粘合力。优选的粘合剂层的储能弹性模量为1.5×106~1.0×107Pa。
作为在硬涂层上设置粘合剂层的方法,另外方面,可以举出在剥离片涂布含有粘合剂的组合物、使其干燥而制作了的粘合剂层上层叠硬涂膜(膜基材+硬涂层)的方法。上述含有粘合剂的组合物的涂布方法,例如可以举出棒涂法、刀涂法、辊涂法、刮板涂布法、模涂法、凹版涂布法、幕涂法等的以往公知的方法。另外,也可以通过将上述含有粘合剂的组合物直接涂布于硬涂膜的表面、使其干燥而层叠粘合剂层。
上述的剥离片可使用各种的剥离片,代表性地而言,由在表面具有剥离性的基材片构成。作为基材片,可以举出聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂等的膜、在这些膜中配合了填料等的填充剂的膜、合成纸等。另外,可以举出玻璃纸、粘土涂布纸、高品质纸等的纸基材。
为了使基材片的表面具有剥离性,可通过涂布等使热固性有机硅树脂、紫外线固化型有机硅树脂等的剥离剂附着于其表面。剥离剂的涂布量优选0.03~3.0g/m2。剥离片与粘合剂层相接而层叠具有剥离剂的表面。
〔实施例〕
以下,以本发明的具体例作为实施例来进行说明。另外,为了与本发明的比较,对比较例也一并进行说明。需要说明的是,本发明并不限定于以下的实施例。
<光学膜A1的制作>
<微粒分散液1>
·二氧化硅微粒(アエロジルR972V日本アエロジル(株)制)
11质量份
·乙醇 89质量份
将以上的材料用溶解器搅拌混合50分钟后,使用Manton-Gaulin分散机进行分散,制作微粒分散液1。
<微粒添加液1>
在添加了二氯甲烷的溶解罐中一边充分搅拌一边缓慢地添加微粒分散液1。进而,以二次粒子的粒径成为规定的大小地使用磨碎机进行分散。将其用日本精线(株)制的ファインメットNF进行过滤,制备微粒添加液1。
·二氯甲烷 99质量份
·微粒子分散液1 5质量份
<主胶浆液>
制备下述组成的主胶浆液。首先,在加压溶解罐中添加二氯甲烷和乙醇。接着,在放入有溶剂的加压溶解罐中一边搅拌一边投入乙酸纤维素。将其加热,进行搅拌,同时将其完全溶解。将其使用安积滤纸(株)制的安积滤纸No.244进行过滤,制备主胶浆液。
将以上成分投入密闭容器,进行加热,进行搅拌,同时将其完全溶解,使用安积滤纸(株)制的安积滤纸No.24进行过滤,制备胶浆液。
接着,使用带流延装置均匀地流延在不锈钢带支承体上。在不锈钢带支承体上使溶剂蒸发直至残留溶剂量为100%,从不锈钢带支承体剥离。将纤维素酯膜的网在35℃下蒸发溶剂,切成1.5m宽度,用拉幅机进行宽度保持、在160℃的干燥温度(也称为热处理温度、拉伸温度)下使其干燥。开始干燥时的残留溶剂量为20%。
然后,一边在120℃的干燥装置内用多个辊进行输送一边干燥15分钟后,对膜两端实施宽度15mm、高度10μm的滚花加工,卷绕于卷芯,得到光学膜A1。光学膜的残留溶剂量为0.2%,膜厚为25μm,卷数为3900m。
<光学膜A2的制作>
作为光学膜A2,使用KC4UA(コニカミノルタアドバンスドレイヤー公司制、商品名:KC4UA、厚度40μm)。
<光学膜A3的制作>
作为光学膜A3,使用厚度30μm的内酯化聚甲基丙烯酸甲酯膜。就该丙烯酸系膜而言,使用熔融挤出机将具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂(共聚单体的质量比;甲基丙烯酸甲酯/2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯=8/2、内酯环化率约100%)90质量份和丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂(トーヨーAS AS20、东洋スチレン(株)制)10质量份的混合物进行混炼,得到透明的粒料。使该粒料溶解于甲基乙基酮,用溶液流延法得到厚度30μm的内酯化聚甲基丙烯酸甲酯膜。在得到的膜的两面用棒涂机以干燥后的厚度为0.3μm地涂布下述中所示的易粘接剂组合物后,在140℃下使其干燥,形成特定的树脂层,得到光学膜A3。
(易粘接剂组合物)
将聚酯氨基甲酸酯(第一工业制药公司制、商品名:スーパーフレックス210、固体成分33%)16.8g、交联剂(含有噁唑啉的聚合物、日本触媒公司制、商品名:エポクロスWS-700、固体成分25%)4.2g、1重量%的氨水2.0g、胶态二氧化硅(扶桑化学工业公司制、商品名:クォートロンPL-3、固体成分20重量%)0.42g及纯水76.6g混合,得到易粘接剂组合物。
<光学膜A4的制作>
作为光学膜A4,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱树脂公司制、厚度25μm)。
<硬涂膜B1的制作>
把将下述的硬涂层组合物用孔径0.4μm的聚丙烯制过滤器过滤而得到的物质使用挤出涂布机涂布于光学膜A1上。然后,在温度80℃下干燥后,一边以氧浓度为1.0体积%以下的气氛地进行氮吹扫一边使用紫外线灯照射紫外线,使涂布层固化。此时的紫外线的照射部的照度为100mW/cm2,照射量为0.25J/cm2。然后,形成干膜厚3μm的硬涂层而卷绕,制作卷状的硬涂膜B1。
《硬涂层组合物》
将下述材料搅拌、混合而形成硬涂层涂布组合物。
<硬涂膜B2~B5的制作>
使用光学膜A2~A4代替光学膜A1,用与硬涂膜B1同样的制作方法得到硬涂膜B2~B4。另外,将硬涂膜B3在纯水中浸渍60秒后,在60℃的烘箱中干燥60秒,得到硬涂膜B5。
将硬涂膜B1~B5、使用的光学膜A1~A4及其材料、和硬涂膜B1~B5的膜厚(包含光学膜A1~A4的厚度)的关系示于表1。
[表1]
[偏振片的制作]
将对上述制作的硬涂膜B1用40℃的2.5mol/L氢氧化钠水溶液进行碱处理90秒,水洗45秒,用10质量%HCl在30℃下中和45秒,接着,在30℃下水洗45秒而进行皂化处理,得到碱处理膜。
接下来,用35℃的水使厚度75μm的聚乙烯醇膜溶胀。使该膜在由碘0.075g、碘化钾5g、水100g构成的水溶液中浸渍60秒后,使其浸渍于由碘化钾3g、硼酸7.5g、水100g构成的45℃的水溶液中。将浸渍后的膜以55℃、拉伸倍率5倍进行单轴拉伸。将得到的膜水洗后,使其干燥,得到厚度35μm的起偏镜。
接着,在上述碱处理膜上以完全皂化型聚乙烯醇5%水溶液作为粘接剂,在起偏镜的一面以硬涂层为表层地进行贴合,在另一面贴合将上述光学膜A1同样地进行了碱处理的膜,制作偏振片C1。
用上述同样的方法、以表2中所示的组合制作偏振片C2、C6。对于偏振片C3~C5、C7,使用将贴合方法示于下述的方法来制作。
[表2]
分别将下述中所示的粘接层用组合物用微凹版涂布机(凹版辊:#300、旋转速度140%/线速度)以固化后的厚度为5μm的地涂布于光学膜A1、硬涂膜B1、B3~B5,得到带粘接剂的保护膜。
分别将带粘接剂的保护膜以表2中所示的组合用辊机贴合于上述起偏镜的两面。然后,从两侧照射紫外线而使粘接剂固化。将线速度设为20m/min,将对保护膜照射的紫外线的累积光量分别设为200mJ/cm2。由此,得到偏振片C3~C5、C7。
[带触摸面板的显示装置(无空隙)的制作]
从市售的带触摸面板的液晶显示装置(GALAXY S III、サムスン(株)制)非常谨慎地剥离触摸面板模块和触摸面板模块侧的液晶单元(液晶面板)上贴合的偏振片。
接着,在上述制作的偏振片C1介由丙烯酸系粘合剂而贴合液晶单元,制作液晶显示装置。
在上述制作的液晶显示装置的硬涂膜B1的表面,涂布ソニーケミカル&インフォメーションデバイス公司制的SVR1240,形成粘合剂层。
接着,介由涂布了的SVR1240而贴合上述制作了的液晶显示装置和触摸面板,对一部分照射紫外线而进行暂时固定。检查在界面是否产生气泡后,对全体照射紫外线使其完全固化,将液晶显示装置和触摸面板正式固定,得到带触摸面板的显示装置D1。
另外,用与上述同样的方法在液晶显示装置的偏振片C2~C7上形成粘合剂层,介由粘合剂层而贴合触摸面板和液晶显示装置,由此得到带触摸面板的显示装置D2~D7。
[带触摸面板的显示装置(有空隙)的制作]
《低折射率层组合物》
以氟聚合物(分子量1000000)、相对于氟聚合物100重量份的低折射率纳米微粒80重量份、相对于氟聚合物100重量份的丙烯酸类单体(分子量1000)40重量份、相对于氟聚合物100重量份的氟系添加剂1重量份、相对于氟聚合物100重量份的有机硅系添加剂1重量份地进行组合而制备溶液,加入MIBK(甲基异丁基酮):t-BuOH(叔丁醇):环己酮=20:55:25,制作3.5wt%的低折射率层组合物。
(防反射膜的制作)
在上述硬涂膜B1~B5上,涂布上述制作了的低折射率层组合物,在80℃下用烘箱干燥40秒,使膜厚成为100nm。干燥后,在氮吹扫下使用紫外线照射装置(フュージョンUVシステムジャパン、光源H灯泡)以照射线量380mJ/m2进行紫外线照射而使低折射率层组合物固化,形成低折射率层,制作防反射膜(LR(Low Reflection)膜)E1~E5。
将防反射膜E1~E5和使用的硬涂膜B1~B5及与其膜厚的关系示于表3。
[表3]
[偏振片的制作]
与上述偏振片C1~C7同样地使用在上述同条件下制作的厚度35μm的起偏镜,以表4中所示的组合将防反射膜E1~E5贴合于起偏镜,制作偏振片C8~C13。
[表4]
(贴合)
从市售的带触摸面板的液晶显示装置(iPad II、Apple(株)制)上非常谨慎地剥离触摸面板模块和贴合于液晶单元的偏振片。
接着,在上述制作的偏振片C8~C13上介由丙烯酸系粘合剂而贴合液晶单元,制作液晶显示装置。
接下来,在上述液晶显示装置的缘部贴合光学粘合带(厚度0.025mm、日东电工(株)制),将液晶显示装置和触摸面板贴合,得到带触摸面板的显示装置D8~D13。
[接触角的测定]
对于将上述制作了的各硬涂膜在温度23℃、55%RH(相对湿度)下进行了24小时湿热处理的试样,使用接触角计CA-A(协和界面化学(株)制)测定各膜的表面(触摸面板侧的面)的接触角。在接触角的测定中使用纯水,在上述温度湿度下将液滴直径设为1.0mm而测定接触角。
需要说明的是,从制作的各膜随机取样20片30mm×40mm的大小的试样,对于各试样的表面通过上述的方法来测定接触角,采用对于各膜分别20片的测定值的平均值。
[显示不均的测定]
将上述制作的各显示装置D1~D13在23℃55%RH环境下进行24小时湿热处理。然后,将背光源点亮2小时后,使用亮度分布测定装置(コニカミノルタ公司制、商品名“CA-1500”)来测定显示黑时的最大亮度和最小亮度。
最大亮度和最小亮度的测定,如以下进行。即,将液晶显示装置的显示画面划分为横3区域×竖3区域的合计9区域。然后,将中央区域的亮度设为最小亮度,将全部区域(9区域)中最大的亮度设为最大亮度。将得到的最大亮度除以最小亮度,算出黑亮度比(黑亮度比=最大亮度/最小亮度)。然后,基于以下的基准进行显示不均的评价。
○:黑亮度比低于1.50。
△:黑亮度比为1.50以上且低于2.00。
×:黑亮度比为2.00以上。
另外,将得到的各显示装置D1~D13在50℃90%RH环境下进行24小时湿热处理。然后,与上述同样地测定黑亮度比,评价显示不均。
需要说明的是,各显示装置D1~D13和实施例(或比较例)的对应关系如表2及表4中所示。
[评价结果]
对于显示装置D1、D6~D8、D13,硬涂膜的表面的接触角低于60°,防反射膜或粘合剂层对于膜面的粘接性提高,因此23℃55%RH环境下的湿热处理后的显示不均的评价全部为○。另外,在这些显示装置中,因为50℃90%RH环境下的湿热处理后的显示不均的评价为○或△,因此硬涂膜的膜厚为35μm以下这样薄,因此,推测为:加热后的膜的翘曲降低,由此防反射膜、粘合剂层的剥离进一步得到抑制。
与此相对,对于其它的显示装置D2~D5、D9~D12,由于未满足“硬涂膜的膜厚为35μm以下”、“硬涂膜的表面的接触角低于60°”的至少一个条件,因此,显示不均的评价中包含×。
由以上可以说:通过硬涂膜的膜厚为35μm以下、且表面的接触角低于60°,可使防反射膜或粘合剂层对于硬涂膜的粘接性提高而抑制由它们的剥离引起的显示不均,可避免显示装置的可见性的降低。特别是通过硬涂膜的膜厚为35μm以下,可充分减薄偏振片,也可充分有助于显示装置的薄型化、轻量化。
需要说明的是,就50℃90%RH环境下的湿热处理后的显示不均的评价而言,硬涂膜的膜厚为33μm,且表面的接触角为55°时为○或△,硬涂膜的膜厚为43μm,且表面的接触角为80°时为×,因此作为硬涂膜的膜厚的上限,可以认为是在33μm和43μm之间偏33μm的值即35μm,作为接触角的上限,可以认为是在55°和80°之间偏55°的值即60°。另外,由表2及表4可以说:在抑制显示不均时,硬涂膜的膜厚优选为33μm以下,更优选为28μm以下,硬涂膜的表面的接触角优选为55°以下。
产业上的可利用性
本发明在液晶显示装置、有机EL电视的前面介由防反射层、粘合剂层而安装触摸面板的情况下可利用。
符号的说明
1 显示面板
2 偏振片
3 起偏镜
4 膜
10 显示装置
20 触摸面板
31 防反射层
32 粘合剂层
Claims (6)
1.一种带触摸面板的显示装置,其特征在于,其为在显示面板上层叠了偏振片的显示装置的所述偏振片侧、介由防反射层或粘合剂层而安装了触摸面板的带触摸面板的显示装置,
所述偏振片具有起偏镜、和层叠于所述起偏镜的所述触摸面板侧的膜厚35μm以下的膜,
所述膜的所述触摸面板侧的表面的水接触角低于60°,
所述膜含有纤维素。
2.根据权利要求1所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,所述膜的膜厚为33μm以下,所述膜的所述水接触角为55°以下。
3.根据权利要求1所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,所述膜的膜厚为28μm以下,所述膜的所述水接触角为55°以下。
4.根据权利要求1所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,所述膜的所述触摸面板侧的表层为丙烯酸类树脂层,
所述丙烯酸类树脂层为使用含有多官能丙烯酸类、氨基甲酸酯预聚物及反应性二氧化硅微粒的涂布组合物而形成。
5.根据权利要求1所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,所述膜含有酯化合物和三乙酸纤维素,所述酯化合物具有使邻苯二甲酸、己二酸、至少一种苯单羧酸及至少一种碳数2~12的亚烷基二醇反应了的结构,所述三乙酸纤维素的乙酰基取代度为2.80~2.95、而且数均分子量为125000以上且低于155000。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的带触摸面板的显示装置,其特征在于,所述膜为在膜基材之上层叠了硬涂层的硬涂膜。
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