CN105209945A - 偏振片及具备其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏振片及具备其的显示装置,在偏振片(12)中,在起偏镜(21)的一个表面侧经由粘接层(22)依次叠层有λ/4膜(23)和由紫外线固化型树脂形成的固化层(24)。λ/4膜(23)的厚度为10μm~70μm。粘接层(22)通过从液态发生状态变化而将起偏镜(21)和λ/4膜(23)粘结在一起。固化层(24)含有具有紫外线吸收功能的有机化合物。

Description

偏振片及具备其的显示装置
技术领域
本发明涉及一种在起偏镜的一个表面侧具有λ/4膜和由紫外线固化型树脂形成的固化层的偏振片和具备该偏振片的显示装置。
背景技术
目前,作为减少入射光的装置,已知有偏振太阳镜。偏振太阳镜通过在2个透镜之间夹持偏振膜而构成。入射光中,仅与偏振膜的透过轴(与吸收轴垂直)平行的直线偏振光透过偏振膜,因此,通过安装偏振太阳镜,可减轻晃眼的程度。
若安装这样的偏振太阳镜而观察液晶显示装置,则根据机型或观看角度的不同,有时画面变暗或看起来失真。这是由液晶显示装置在可视侧所配置的偏振片的透过轴与偏振太阳镜的偏振膜的透过轴的偏移而产生。特别是在戴着偏振太阳镜进行观察的机会多的车载导航、车载仪器、航空机面板、移动电话、PDA(PersonAlDigitAlAssistAnt;移动信息终端)、钓鱼用电动绕线轮、鱼群探测器等中,有时难以获得信息。
因此,一般已知有以下技术:在液晶显示装置中,在可视侧的偏振片的进一步外侧(相对于偏振片,在与液晶层相反的一侧)设置λ/4板,通过λ/4板将透过偏振片的直线偏振光转换为圆偏振光,由此可避免由于上述透过轴的偏移而难以看见显示图像。例如,在专利文献1中,将膜厚80μm的λ/4膜经由聚乙烯醇粘接剂粘接于起偏镜,在与该λ/4膜中的起偏镜相反的一侧设置紫外线固化型的硬涂层而构成偏振片。另外,在专利文献2中,经由粘合层将λ/4膜粘接于起偏镜,在与该λ/4膜中的起偏镜相反的一侧设置具有硬涂性及紫外线屏蔽功能的树脂层而构成偏振片。在上述的树脂层中含有由无机化合物构成的微粒状的金属氧化物(例如氧化钛)作为紫外线吸收剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-83307号公报(参照权利要求1、段落[0547]、[0556]、[0557]、[0562]~[0569]、图2等)
专利文献2:日本特开2010-151910号公报(参照权利要求1、2、段落[0006]、[0008]、[0014]、[0076]等)
发明内容
发明要解决的课题
近年来,以移动电话或PDA为代表的可携带的中小型的显示装置(以下,也称为移动设备)的需求急速提高。而且,移动设备的小型化、薄型化的需求日益提高,与此相伴,移动设备中所使用的偏振片的薄型化(各层的薄膜化)的要求也提高。
针对这样的偏振片的薄型化的要求,(1)采用将使用的λ/4膜设为膜厚70μm以下的薄膜、(2)作为粘接λ/4膜和起偏镜的方法,使用层厚薄的粘接层(例如层厚3μm以下)代替层厚厚的粘接层(例如层厚10μm)是有效的。作为层厚薄的粘接层,可使用伴随从液态发生状态变化而将λ/4膜和起偏镜粘接在一起的粘接层,例如专利文献1中所使用的聚乙烯醇粘接剂(水糊)是有效的。
但是,在起偏镜上经由粘接层依次叠层膜厚70μm以下的薄膜的λ/4膜及硬涂层而构成偏振片,对配置了该偏振片的液晶显示装置进行耐久试验,戴着偏振太阳镜调查显示图像的可视性,结果可知,产生在画面周边部可视性劣化这样新的问题。对该可视性的劣化进行了研究,通过耐久试验,结果可知原因在于,在与λ/4膜的画面周边部对应的部分产生微小的裂纹或硬涂层在画面周边部从λ/4膜上剥离。
在此,对于λ/4膜的裂纹,认为由于如下原因而产生:将λ/4膜和起偏镜利用粘接层牢固地粘接,将硬涂层通过利用紫外线照射而固化与λ/4膜牢固地粘接,因此,在耐久试验时,对薄膜的λ/4膜从起偏镜侧和硬涂层侧均施加应力。另外,对于硬涂层的剥离,认为由于如下原因而产生:将λ/4膜和起偏镜利用粘接层牢固地粘接,因此,在耐久试验时,λ/4膜伴随起偏镜的收缩而收缩。特别是认为若在硬涂层中含有如专利文献2那样的无机微粒,则在硬涂层和λ/4膜的界面附近存在无机微粒,由此两者的密合性降低,在耐久试验时,硬涂层更容易剥离。
因此,使用经由粘接层在起偏镜上依次叠层薄膜的λ/4膜及硬涂层(固化层)而形成的偏振片时,为了抑制佩戴偏振太阳镜的状态下显示图像的可视性的劣化,期望构成偏振片,使由于耐久试验引起的λ/4膜的裂纹或固化层的剥离能够得到抑制。
鉴于上述的情况,本发明的目的在于,提供一种由于耐久试验λ/4膜产生裂纹或固化层发生剥离可以得到抑制的薄型偏振片,和具备该偏振片,且带着偏振太阳镜的状态下的显示图像的可视性的劣化可以得到抑制的显示装置。
用于解决课题的技术方案
本发明的上述目的可通过以下的构成实现。
1.一种偏振片,其在起偏镜的一个表面侧经由粘接层依次叠层有λ/4膜和由紫外线固化型树脂形成的固化层,其中,所述λ/4膜的厚度为10μm~70μm,所述粘接层通过从液态发生状态变化从而将所述起偏镜和所述λ/4膜粘结在一起,所述固化层含有具有紫外线吸收功能的有机化合物。
2.根据上述1所述的偏振片,其中,所述λ/4膜的慢轴和所述起偏镜的吸收轴的交叉角为30°~60°。
3.根据上述1或2所述的偏振片,其中,将所述粘接层的厚度设为Aμm时,0μm<A≤5μm。
4.根据上述1~3中任一项所述的偏振片,其中,将所述起偏镜的厚度设为Bμm时,1μm<B≤15μm。
5.根据上述1~4中任一项所述的偏振片,其中,所述起偏镜及所述λ/4膜分别为长条状,所述λ/4膜的慢轴相对于该λ/4膜的长度方向倾斜30°~60°。
6.根据上述1~5中任一项所述的偏振片,其中,所述λ/4膜含有纤维素类聚合物或聚碳酸酯类聚合物。
7.根据上述1~6中任一项所述的偏振片,其中,所述粘接层包含聚乙烯醇粘接剂。
8.根据上述1~6中任一项所述的偏振片,其中,所述粘接层包含紫外线固化型粘接剂。
9.根据上述1~8中任一项所述的偏振片,其中,所述外涂层为硬涂层。
10.根据上述9所述的偏振片,其特征在于,所述外涂层为硬涂层。
11.一种显示装置,一种显示装置,其具有显示单元和配置在所述显示单元的一个表面侧的偏振片,所述偏振片由上述1~4中任一项或引用上述1~4中任一项的上述6~10中任一项所述的偏振片构成。
12.根据上述11所述的显示装置,其在所述偏振片的与所述显示单元相反的一侧具有前面侧窗部(frontwindow)作为外装罩。
13.根据上述12所述的显示装置,其中,在所述前面侧窗部和所述偏振片之间填充有填充材料。
发明的效果
根据上述的偏振片的构成,在将薄膜λ/4膜经由粘接层粘接于起偏镜的薄型构成中,由于耐久试验导致的λ/4膜的裂纹或固化层的剥离可以得到抑制。其结果,在佩戴偏振太阳镜的状态下,应用了上述偏振片的显示装置的显示图像的可视性劣化可以得到抑制。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式的显示装置的概略构成剖面图。
图2为表示上述显示装置中所应用的偏振片的其它构成的剖面图。
图3为示意性地表示上述实施方式中所使用的倾斜拉伸膜的制造装置的概略构成的俯视图。
图4为示意性地表示上述制造装置的拉伸部的导轨模式的一个例子的俯视图。
图5为表示上述实施方式的有机EL图像显示装置的概略构成的剖面图。
符号说明
10显示装置
11显示单元
12偏振片
13前面侧窗部
14填充材料
21起偏镜
22连接层
23λ/4膜
24固化层
27外涂层
具体实施方式
若基于附图对本发明的一个实施方式进行说明,则如下所述。需要说明的是,在本说明书中,在将数值范围记为A~B的情况下,其数值范围包含下限A及上限B的值。
[显示装置的构成]
图1为表示本实施方式的显示装置10的概略构成的剖面图。显示装置10在显示单元11的一个表面侧配置偏振片12而构成。显示单元11可以由液晶显示面板(LCD:液晶显示器(LiquidCrystalDisplay))或有机EL(OLED:有机发光二级管(Organiclight-EmittingDiode))显示器构成。LCD或OLED具有矩阵状地配置的多个像素,通过利用TFT(薄膜晶体管(ThinFilmTransistor))等开关元件打开/关闭来进行各像素的驱动从而进行显示。
另外,在显示单元11为LCD的情况下,显示单元11可以考虑在一对基板中夹入液晶层而得到的液晶单元。另外,相对于液晶单元,在与偏振片12相反的一侧设有偏振片12、以正交尼科尔状态配置的另一偏振片和照明液晶单元的背光源,但在图1中,省略它们的图示。对显示单元11为OLED显示器时的详细的构成进行后述。
另外,显示装置10相对于偏振片12,在与显示单元11相反的一侧具有前面侧窗部13。前面侧窗部13成为显示装置10的外装罩,例如由保护玻璃构成。在前面侧窗部13和偏振片12之间填充有由例如紫外线固化型树脂构成的填充材料14。在没有填充材料14的情况下,在前面侧窗部13和偏振片12之间形成有空气层,因此,由于前面侧窗部13、及偏振片12和空气层的界面处对光的反射,有时显示图像的可视性降低。但是,通过上述的填充材料14,在前面侧窗部13和偏振片12之间未形成空气层,因此,可避免上述界面对光的反射导致的显示图像的可视性降低。
偏振片12具有透过指定的直线偏振光的起偏镜21。在起偏镜21的一个表面侧(与显示单元11相反的一侧)经由粘接层22依次叠层有λ/4膜23和由紫外线固化型树脂构成的固化层24。另外,在起偏镜21的另一表面的一侧(显示单元11侧)经由粘接层25贴合有保护膜26。
起偏镜21例如利用二色性色素染色聚乙烯醇膜并进行高倍率拉伸而得到。起偏镜21在进行碱处理(也称为皂化处理)后,一个表面的一侧经由粘接层22贴合λ/4膜23,在另一表面侧经由粘接层25贴合保护膜26。
若将起偏镜21的厚度设为Bμm,则从偏振片12的薄型化的观点考虑,优选为1μm<B≦20μm,进一步优选为1μm<B≦15μm。
粘接层22、25为由例如聚乙烯醇粘接剂(PVA粘接剂、水糊)构成的层,但也可以为由紫外线固化型的粘接剂(UV粘接剂)构成的层。这些粘接剂在涂布于粘接面的状态为液体,在涂布后通过干燥或紫外线照射而固化,由此将2者粘接。即,粘接层22、25通过从液态发生状态变化而分别粘接起偏镜21和λ/4膜23、起偏镜21和保护膜26。如上所述,粘接层22、25通过从液态发生状态变化而将2者粘接在一起,该方面与不发生这样的状态变化而对2者进行粘接的粘合层(在基材上具有粘合剂的片状的粘合层)不同。
在本实施方式中,若将粘接层22、25的厚度分别设为Aμm,则0μm<A≤5μm。因此,通过使用粘接层22、25,与使用丙烯酸类的粘合剂(厚度10μm左右)的构成相比,可容易地对偏振片12进行薄型化。
λ/4膜23为对透过光赋予波长的1/4左右的面内相位差的层,在本实施方式中,含有纤维素类树脂(纤维素类聚合物)。另外,λ/4膜23可以含有聚碳酸酯类树脂(聚碳酸酯类聚合物)代替纤维素类聚合物,也可以含有环烯烃类树脂(环烯烃类聚合物)代替纤维素类聚合物。但是,从耐化学药品性的观点考虑,λ/4膜23优选含有纤维素类聚合物或聚碳酸酯类聚合物。
λ/4膜23的厚度为10μm~70μm的薄膜λ/4膜。另外,λ/4膜23的慢轴和起偏镜21的吸收轴所成的角度(交叉角)为30°~60°,由此,自起偏镜21的直线偏振光通过λ/4膜23转换为圆偏振光或椭圆偏振光。
固化层24(也称为硬涂层)由活性能量线固化型树脂(例如紫外线固化型树脂)构成,具有保护偏振片12的表面的功能。固化层24含有具有紫外线吸收功能的有机化合物。作为这样的有机化合物(有机UV吸收剂),例如可以使用Tinuvin928(BASFJapan株式会社制造)。
保护膜26由包含例如丙烯酸树脂、环状聚烯烃(COP)、聚碳酸酯(PC)的光学膜构成。在显示单元11为LCD的情况下,保护膜26仅作为保护起偏镜21的背面侧的膜而设置,但也可以作为兼具具有期望的光学补偿功能的相位差膜的光学膜而设置。
另外,在显示单元11为LCD的情况下,相对于显示单元11(液晶单元),在与偏振片12相反侧配置的其他偏振片由2个光学膜夹住起偏镜的表面而构成,作为上述的起偏镜及光学膜,可使用与偏振片12的起偏镜21及保护膜26同样的起偏镜及光学膜。
另外,在显示单元11为OLED显示器的情况下,偏振片12优选作为用于防止外部光反射的圆偏振片(或椭圆偏振片)发挥作用。为了构成这样的圆偏振片,优选将起偏镜21的显示单元11侧的保护膜26设为对透过光赋予波长的1/4左右的面内相位差的光学膜,并经由粘接层25对起偏镜21和保护膜26进行贴合,使起偏镜21的吸收轴和保护膜26的慢轴以约45°的角度交叉。
在上述的偏振片12中,在起偏镜21的进一步外侧(可视侧)配置有λ/4膜23,因此,从显示单元11射出并透过了起偏镜21的直线偏振光由λ/4膜23转换为圆偏振光或椭圆偏振光。因此,在观察者佩戴偏振太阳镜观察显示装置10的显示图像时,即使以任何角度观察时(即使起偏镜21的透过轴(与吸收轴垂直)与偏振太阳镜的透过轴如何偏移),也可将与偏振太阳镜的透过轴平行的光的成分因导入观察者的眼中而观察到显示图像,由于观察角度不同而难以看见显示图像的情况可以得到抑制。
另外,在本实施方式中,如上所述,由紫外线固化型树脂构成的固化层24含有具有紫外线吸收功能的有机化合物。由此,固化层24在厚度方向中,在固化时越在照射紫外线侧(紫外线入射侧、与λ/4膜23相反侧的表面侧),越容易吸收紫外线而固化,越在其相反侧的背面侧(λ/4膜23侧),越不易固化。即,固化层24在与λ/4膜23的界面侧比表面侧更柔软(硬度下降)。
由此,即使在经由粘接层22在起偏镜21上叠层薄膜的λ/4膜23和固化层24而构成偏振片12的情况下,在耐久试验时也可减少来自固化层24侧对λ/4膜23的的应力。由此,可以得抑制耐久试验时在λ/4膜23上产生裂纹。另外,通过将λ/4膜23经由粘接层22牢固地粘接于起偏镜21,即使λ/4膜23伴随耐久试验导致的起偏镜21的收缩而收缩,固化层24中的接近于与λ/4膜23的界面的部分(比表面侧更柔软的部分)也会追随其收缩,因此,可维持固化层24和λ/4膜23的密合性。
因此,在将薄膜的λ/4膜23经由粘接层22粘接于起偏镜21的薄型的偏振片12的构成中,可抑制耐久试验导致的λ/4膜23的裂纹或固化层24的剥离。其结果,即使在将上述的偏振片12应用于显示装置10的情况下,佩戴了偏振太阳镜的状态下的由于λ/4膜23的裂纹或固化层24的剥离引起的显示图像的可视性的劣化可以得到抑制。
在此,上述的起偏镜21及λ/4膜23分别可以为长尺状。此时,λ/4膜23的慢轴优选相对于λ/4膜23的长度方向倾斜30°~60°。此时,可通过后述的倾斜拉伸而制作长条状的λ/4膜23并制成辊状的膜,将其与辊状的起偏镜21以所谓卷对卷方式贴合而制作长条状的偏振片12。因此,与一片一片贴合膜片的分批方式制作偏振片12的情况相比,生产率大幅提高,成品率也可大幅改善。
另外,也可以在λ/4膜23的粘接层22侧设置用于提高λ/4膜23的粘接性的易粘接层。易粘接层通过对λ/4膜23的粘接层22侧进行易粘接处理而形成。作为易粘接处理,有电晕(放电)处理、等离子体处理、帧处理、ITRO处理、辉光处理、臭氧处理、底漆涂布处理等,只要实施其中至少1种即可。这些易粘接处理中,从生产率的观点考虑,电晕处理、等离子体处理优选作为易粘接处理。
图2为表示本实施方式的显示装置10中应用的偏振片12的其它构成的剖面图。在偏振片12中,也可以在固化层24上形成作为功能层的外涂层27。外涂层27优选由包含与固化层24同样的活性能量线固化型树脂(例如紫外线固化型树脂)的硬涂层(固化层)构成,进一步优选由实质上不含具有紫外线吸收功能的有机化合物或具有紫外线吸收功能的有机化合物的含量(质量%)比固化层24少的硬涂层构成。
如上所述,通过在固化层24上设置外涂层27,可保护固化层24的表面。另外,若外涂层27为硬涂层,则在λ/4膜23的单侧形成2层硬涂层,因此,能够可靠地实现偏振片12的表面保护。并且,通过由实质上不含具有紫外线吸收功能的有机化合物或具有紫外线吸收功能的有机化合物的含量(质量%)比固化层24少的硬涂层构成外涂层,可进一步抑制固化层24中所含的具有紫外线吸收功能的有机化合物向外部溶出。
[关于偏振片的各层的详细情况]
<起偏镜>
作为偏振片的主要构成要素即偏振膜为仅通过一定方向的偏振波面的光的元件,目前已知的代表性起偏镜为聚乙烯醇类偏振膜。聚乙烯醇类偏光膜具有对聚乙烯醇类膜染色碘而成的膜和染色二色性染料而成的膜。
作为起偏镜,可以使用对聚乙烯醇水溶液制膜,并对其进行单轴拉伸而染色,或在染色后进行单轴拉伸,然后,优选用硼化合物进行了耐久性处理形成的起偏镜。起偏镜的膜厚优选1~30μm,更优选1~20μm,更进一步优选1~15μm,进一步优选2~15μm。
另外,可以优选使用日本特开2003-248123号公报、日本特开2003-342322号公报等中记载的乙烯单元的含量为1~4摩尔%、聚合度为2000~4000、皂化度为99.0~99.99摩尔%的乙烯改性聚乙烯醇。其中,可优选使用热水切断温度为66~73℃的乙烯改性聚乙烯醇膜。使用了该乙烯改性聚乙烯醇膜的起偏镜的偏光性能及耐久性能优异,而且色斑少,可特别优选使用于大型液晶显示装置。
另外,也可以通过日本特开2011-100161号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利4751481号公报、日本专利第4804589号公报中记载的方法制作涂布型起偏镜并与本实施方式的λ/4膜贴合。
<λ/4膜>
λ/4膜是指相对于指定光的波长(通常为可见光区域),膜的面内相位差约为1/4的膜。λ/4膜为了在可见光的波长范围得到大致完全的圆偏振光,优选在可见光的波长范围内具有约波长的1/4的相位差的广域λ/4膜。
就λ/4膜而言,在波长550nm下测得的面内延迟值Ro(550)优选为60nm以上且220nm以下的范围,更优选为80nm以上且200nm以下的范围,进一步优选为90nm以上且190nm以下的范围。另外,面内延迟值Ro由下式表示。
Ro=(nx-ny)×d
其中,式中,nx、ny是在23℃RH、波长550nm下的折射率中,膜的面内最大的折射率(也称为慢轴方向的折射率)、及膜面内与慢轴正交的方向的折射率,d为膜的厚度(nm)。
Ro可通过使用自动双折射率计KOBRA-21ADH(王子计测机器株式会社制造)在23℃、55%RH的环境下测定各波长下的双折射率而算出。
并且,为了作为λ/4膜有效地发挥作用,优选同时满足Ro(590)-Ro(450)≥2nm的关系,更优选为Ro(590)-Ro(450)≥5nm,进一步优选为Ro(590)-Ro(450)≥10nm。
若以λ/4膜的慢轴和后述起偏镜的透过轴的角度实质上为45°的方式叠层,则可得到圆偏振片。实质上45°是指为30°~60°的范围,更优选为40°~50°的范围。λ/4膜的面内的慢轴和起偏镜的透过轴的角度优选为41~49°,更优选为42~48°,更进一步优选为43~47°,进一步优选为44~46°。
作为λ/4膜,只要为光学透明的树脂即可,没有特别限定,例如可以使用丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、环烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚乳酸类树脂、聚乙烯醇类树脂、纤维素类树脂等。其中,从耐化学药品性的观点考虑,λ/4膜优选为纤维素类树脂或聚碳酸酯类树脂。另外,从耐热性的观点考虑,λ/4膜优选为纤维素类树脂。
(纤维素类树脂)
作为纤维素类树脂(包含纤维素酯类树脂),优选含有满足下述式(i)及(ii)的纤维素酰化物。
式(i)2.0≤Z1<3.0
式(ii)0≤X
其中,式(i)及(ii)中,Z1表示纤维素酰化物的总酰基取代度,X表示纤维素酰化物的丙酰基取代度及丁酰基取代度的总和。
<纤维素酰化物>
本实施方式中可使用的纤维素酰化物膜含有纤维素酰化物作为主要成分。
本实施方式中可使用的纤维素酰化物膜相对于膜的总质量100质量%,优选在60~100质量%的范围含有纤维素酰化物。
作为纤维素酰化物,可以举出:纤维素和碳原子数为2~22左右的脂肪族羧酸和/或芳香族羧酸的酯,特别优选纤维素和碳原子数为6以下的低级脂肪酸的酯。
与纤维素的羟基键合的酰基可以为直链,也可以为支链,另外,还可以形成环。并且,可以用其它取代基取代。在为相同的取代度的情况下,若上述的碳原子数多,则双折射性降低,因此,作为碳原子数,优选在碳原子数为2~6的酰基中选择,丙酰基取代度及丁酰基取代度的总和为0.5以上。作为上述纤维素酰化物的碳原子数优选为2~4,更优选碳原子数为2~3。
具体而言,作为纤维素酰化物,除可以使用纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯丁酸酯或纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯这样的除乙酰基以外还可以使用键合有丙酸酯基、丁酸酯基或邻苯二甲酰基的纤维素的混合脂肪酸酯。另外,形成丁酸酯的丁酰基可以为直链,也可以为支链。
在本实施方式中,作为纤维素酰化物,可特别优选使用纤维素乙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯、或纤维素乙酸酯丙酸酯。
另外,本实施方式的纤维素酰化物优选同时满足下述的数学式(iii)及数学式(iv)。
式(iii)2.0≤X+Y<3.0
式(iv)0≤X
其中,式中,Y表示乙酰基的取代度,X表示丙酰基或者丁酰基或其混合物的取代度。
另外,为了得到可实现目标的光学特性,也可以混合使用取代度不同的树脂。作为此时的混合比,优选1:99~99:1(质量比)。
上述中,纤维素乙酸酯丙酸酯可特别优选用作纤维素酰化物。在纤维素乙酸酯丙酸酯中,优选0≤Y≤2.5,且0.5≤X≤3.0(其中,2.0≤X+Y<3.0),更优选0.5≤Y≤2.0,且1.0≤X≤2.0(其中,2.0≤X+Y<3.0)。另外,酰基的取代度可依据ASTM-D817-96测定。
作为纤维素酰化物的原料的纤维素,没有特别限定,可以举出:棉绒、木材纸浆、洋麻等。另外,由它们得到的纤维素酰化物可分别以任意的比例混合使用。
纤维素酰化物可通过公知的方法制造。具体而言,例如可参照日本特开平10-45804号公报中所记载的方法来合成。
<添加剂>
本实施方式的λ/4膜通过后述的倾斜拉伸以长条状的倾斜拉伸膜的形式制作,但也可以适宜混合纤维素酯以外的高分子成分。所混合的高分子成分优选与纤维素酯相容性优异的物质,制成长条倾斜拉伸膜时的透过率为80%以上,进一步优选为90%以上,进一步优选为92%以上。
作为添加的添加剂,有增塑剂、紫外线吸收剂、延迟调整剂、抗氧化剂、劣化防止剂、剥离助剂、表面活性剂、染料、微粒等。在本实施方式中,关于微粒以外的添加剂,可以在纤维素酯溶液的制备时添加,也可以在微粒分散液的制备时添加。优选在用于有机EL显示器等图像显示装置的偏振片中添加赋予耐热耐湿性的增塑剂、抗氧化剂或紫外线吸收剂等。
这些化合物相对于纤维素酯含有1~30质量%,优选为1~20质量%。另外,为了抑制拉伸及干燥中的渗出等,优选200℃下的蒸气压为1400Pa以下的化合物。
这些化合物可以在纤维素酯溶液的制备时与纤维素酯或溶剂一起添加,也可以在溶液制备中或制备后添加。
(延迟调整剂)
为了调整延迟而添加的化合物可以使用如欧洲专利911,656A2号说明书中所记载的具有二个以上芳香族环的芳香族化合物。
另外,也可以组合使用2种以上的芳香族化合物。该芳香族化合物的芳香族环中,除芳香族烃环以外,还含有芳香性杂环。特别优选为芳香性杂环,芳香性杂环通常为不饱和杂环。其中,特别优选1,3,5-三嗪环。
(聚合物或低聚物)
本实施方式中的纤维素酯膜优选含有纤维素酯和具有选自羧基、羟基、氨基、酰胺基、及磺基中的取代基,且重均分子量在500~200,000的范围内的烯属类化合物的聚合物或低聚物。当该纤维素酯和该聚合物或低聚物的含量的质量比优选在95:5~50:50的范围内。
(消光剂)
在本实施方式中,可以在长条倾斜拉伸膜中含有微粒作为消光剂,由此,在拉伸膜为长条膜的情况下,可以容易进行输送或卷绕。
消光剂的粒径优选为10nm~0.1μm的一次粒子或者二次粒子。优选使用一次粒子的长径比(长轴径比短轴径,針状比)为1.1以下的大致球状的消光剂。
作为微粒,优选含有硅的微粒,特别优选二氧化硅。作为本实施方式中优选的二氧化硅的微粒,例如可以举出:日本Aerosil株式会社制的以AerosilR972、AerosilR972V、AerosilR974、AerosilR812、Aerosil200、Aerosil200V、Aerosil300、AerosilR202、AerosilOX50、AerosilTT600(以上为日本Aerosil株式会社制造)的商品名市售的微粒,可优选使用Aerosil200V、R972、R972V、R974、R202、R812。作为聚合物的微粒的例子,可以举出:硅酮树脂、氟树脂及丙烯酸树脂。优选硅酮树脂,特别优选具有三维的网状结构的树脂,例如可以举出:TospeArl103、TospeArl105、TospeArl108、TospeArl120、TospeArl145、TospeArl3120及TospeArl240(东芝硅酮株式会社制造)。
(其它的添加剂)
此外,也可以加入高岭土、滑石、硅藻土、石英、碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、氧化铝等无机微粒、钙、镁等碱土金属的盐等热稳定剂。并且,也可以加入表面活性剂、剥离促进剂、防静电剂、阻燃剂、润滑剂、油剂等。
本实施方式中可使用的纤维素酯类树脂膜可通过公知的方法制膜,其中,优选溶液流延法或熔融流延法。对制膜方法进行后述。
(聚碳酸酯类树脂)
作为聚碳酸酯类树脂,没有特别限定,可使用各种树脂,从化学性质及物性的方面考虑,优选芳香族聚碳酸酯树脂,特别优选双酚A类聚碳酸酯树脂。其中,更优选使用在双酚A中导入了苯环、环己烷环、及脂肪族烃基等的双酚A衍生物的树脂。并且,特别优选使单位分子内的各向异性减少的结构的聚碳酸酯树脂,其通过使用相对于双酚A的中央的碳非对称地导入有上述官能团形成的衍生物而得到。作为这样的聚碳酸酯树脂,特别优选使用下列物质而得到的聚碳酸酯树脂:例如,将双酚A的中央的碳的2个甲基替换为苯环的物质、将双酚A的各个苯环的一个氢利用甲基或苯基等相对于中央碳非对称地进行取代而成的物质。
具体而言,为由4,4’-二羟基二苯基烷烃或它们的卤素取代物通过光气法或酯交换法得到的物质,例如可以举出:4,4’-二羟基二苯基己烷、4,4’-二羟基二苯基乙烷、4,4’-二羟基二苯基丁烷等。另外,此外也可以举出例如日本特开2006-215465号公报、日本特开2006-91836号公报、日本特开2005-121813号公报、日本特开2003-167121号公报、日本特开2009-126128号公报、日本特开2012-31369号公报、日本特开2012-67300号公报、国际公开第00/26705号等所记载的聚碳酸酯类树脂。
聚碳酸酯树脂也可以与聚苯乙烯类树脂、甲基丙烯酸甲酯类树脂、及纤维素乙酸酯类树脂等透明性树脂混使用。另外,可以在使用纤维素乙酸酯类树脂形成的树脂膜的至少一个表面上对含有聚碳酸酯类树脂的树脂层进行叠层。
聚碳酸酯类树脂优选为玻璃化转变点(Tg)为110℃以上,且吸水率(在23℃水中、24小时的条件下测得的值)为0.3%以下的树脂。另外,更优选Tg为120℃以上,且吸水率为0.2%以下的树脂。
本实施方式中可使用的聚碳酸酯类树脂膜可通过公知的方法制膜,其中,优选溶液流延法或熔融流延法。
(脂环式烯烃聚合物类树脂)
作为脂环式烯烃聚合物系树脂,可以采用日本特开平05-310845号公报中记载的环状烯烃无规多元共聚物、日本特开平05-97978号公报中所记载的氢化聚合物、日本特开平11-124429号公报中记载的热塑性二环戊二烯类开环聚合物及其氢化物等。
脂环式烯烃聚合物类树脂为具有饱和脂环烃(环烷烃)结构或不饱和脂环烃(环烯烃)结构之类的脂环式结构的聚合物。构成脂环式结构的碳原子数没有特别限制,通常为4~30个、优选为5~20个、更优选为5~15个的范围时,机械强度、耐热性、及长条膜的成形性的特性高度平衡,优选。
脂环式烯烃聚合物中的含有脂环式结构而形成的重复单元的比例只要适宜选择即可,优选为55重量%以上,进一步优选为70重量%以上,特别优选为90重量%以上。若脂环式聚烯烃树脂中具有脂环式结构的重复单元的比例在该范围,则由本实施方式的长条倾斜拉伸膜得到的相位差膜等光学材料的透明性及耐热性提高,故优选。
作为具有脂环结构的烯烃聚合物类树脂,可以举出:降冰片烯类树脂、单环的环状烯烃类树脂、环状共轭二烯类树脂、乙烯基脂环式烃类树脂、及它们的氢化物等。其中,降冰片烯类树脂由于透明性和成形性良好,因此,可优选使用。
作为降冰片烯类树脂,例如可以举出:具有降冰片烯结构的单体的开环聚合物或者具有降冰片烯结构的单体和其它单体的开环共聚物或它们的氢化物、具有降冰片烯结构的单体的加成聚合物或者具有降冰片烯结构的单体和其它单体的加成共聚物或它们的氢化物等。其中,从透明性、成形性、耐热性、低吸湿性、尺寸稳定性、及轻量性等观点考虑,可特别优选使用具有降冰片烯结构的单体的开环(共)聚合物氢化物。
作为对使用有如上所述的降冰片烯类树脂的长条膜成形的方法,优选溶液制膜法或熔融挤出法的制造方法。作为熔融挤出法,可以举出使用模具的吹塑成形法等,从生产率或厚度精度优异的方面考虑,优选使用T型模头。
作为使用有T型模头的挤出成形法,可通过如日本特开2004-233604号公报中记载的通过将密合于冷却鼓时的熔融状态的热塑性树脂保持为稳定状态的方法,制造延迟或取向角这样的光学特性不均小的长条膜。
具体而言,可以举出:1)通过熔融挤出法制造长条膜时,使由模具挤出的片状的热塑性树脂在50kPA以下的压力下密合于冷却鼓从而取出的方法;2)在通过熔融挤出法制造长条膜时,利用包围部件对模具开口部到最开始密合的冷却鼓进行覆盖,并将从包围部件到模具开口部或最开始密合的冷却鼓为止的距离设为100mm以下的方法;3)在通过熔融挤出法制造长条膜时,将距离从模具开口部挤出的片状的热塑性树脂为10mm以内的氛围温度加热至特定的温度的方法;4)从模具挤出的片状的热塑性树脂在50kPA以下的压力下密合于冷却鼓使其满足关系从而取出的方法;5)在通过熔融挤出法制造长条膜时,对从模具开口部挤出的片状的热塑性树脂喷吹与最开始密合的冷却鼓的牵引速度的速度差为0.2m/s以下的风的方法。
该长条膜可以为单层或者2层以上的叠层膜。叠层膜可通过共挤出成形法、共流延成形法、膜层压法、涂布法等公知的方法得到。其中,优选共挤出成形法、共流延成形法。
<粘接层>
起偏镜和λ/4膜可使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液作为粘接剂(水糊)进行贴合,还可以使用紫外线固化型的粘接剂进行贴合。以下,对紫外线固化型的粘接剂的详细情况进行说明。
紫外线固化型粘接剂有阳离子聚合型和自由基聚合型。可优选用于本实施方式的紫外线固化型粘接剂的优选例子包含含有以下的(α)~(δ)的各成分的紫外线固化型粘接剂组合物。
(α)阳离子聚合性化合物
(β)光阳离子聚合引发剂
(γ)对比380nm长的波长的光显示最大吸收的光敏剂
(δ)萘类光敏助剂
(阳离子聚合性化合物(α))
是紫外线固化型粘接剂组合物的主要成分,且成为通过聚合固化而赋予粘接力的成分即阳离子聚合性化合物(α)只要为通过阳离子聚合而固化的化合物即可,特别优选含有在分子内具有至少2个环氧基的环氧化合物。就环氧化合物而言有:在分子内具有芳香环的芳香族环氧化合物、在分子内具有至少2个环氧基且其中至少1个键合于脂环式环而得到的脂环式环氧化合物、在分子内不具有芳香环且包含环氧基和与其键合的2个碳原子的环(通常为环氧乙烷环)中的一个碳原子键合于另一脂肪族碳原子而得到的脂肪族环氧化合物等。
对本实施方式中使用的紫外线固化型粘接剂组合物而言,作为阳离子聚合性化合物(α),特别优选不含芳香环的环氧树脂、以脂环式环氧化合物作为主要成分的化合物。若使用以脂环式环氧化合物作为主要成分的阳离子聚合性化合物,则提供储存弹性模量高的固化物,在经由该固化物(粘接剂层)对λ/4膜和起偏镜进行粘接而成的偏振片中,起偏镜不易破裂。
脂环式环氧化合物在分子内具有至少2个环氧基,且其中的至少1个键合于脂环式环。在此,键合于脂环式环的环氧基是指如下式(ep)所示,环氧基(-O-)的2根连接键分别直接键合于构成脂环式环的2个碳原子(通常为相邻的碳原子)。在下述通式(ep)中,m表示2~5的整数。
[化学式1]
通式(ep)
将通式(ep)中(CH2)m中的氢原子去除1个或多个的形态的基团键合于其它化学结构而得到的化合物可成为脂环式环氧化合物。构成脂环式环的氢原子可如甲基或乙基那样被直链状烷基适宜取代。其中,优选具有环氧环戊烷环(上述式(ep)中,m=3)或环氧环己烷环(上述式(ep)中,m=4)的化合物。
另外,在脂环式环氧化合物中组合使用实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂是有效的。若将以脂环式环氧化合物作为主要成分,且与其组合使用实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂的化合物设为阳离子聚合性化合物,则可在维持固化物的高储存弹性模量的同时进一步提高λ/4膜和起偏镜的密合性。
在此所谓的实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂是指:在分子内包含环氧基和与其键合的2个碳原子的环(通常为环氧乙烷环)的一个碳原子键合于另一脂肪族碳原子的化合物。作为其例子,可以举出多元醇(苯酚)的聚缩水甘油醚。其中,从容易获得且提高起偏镜和保护膜的密合性的效果显著的方面考虑,优选下述通式(ge)所示的二缩水甘油醚化合物。
[化学式2]
通式(ge)
其中,式中,X表示直接连键、亚甲基、碳原子数为1~4的亚烷基、脂环式烃基、O、S、SO2、SS、SO、CO、OCO或选自下述式(ge-1)~(ge-3)所示的3种取代基中的取代基,且可以被亚烷基或卤素原子取代。
[化学式3]
式(ge-1)中,R25及R26分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~3的烷基、可由碳原子数为1~10的烷基或烷氧基取代的苯基或者可由碳原子数为1~10的烷基或烷氧基取代的碳原子数为3~10的环烷基,R25及R26可互相连结而形成环。
式(ge-2)中,A及D分别独立地表示可被卤素原子取代的碳原子数为1~10的烷基、可被卤素原子取代的碳原子数为6~20的芳基、可被卤素原子取代的碳原子数7~20的芳基烷基、可被卤素原子取代的碳原子数为2~20的杂环基或卤素原子,该烷基、芳基、芳基烷基中的亚甲基可被不饱和键、-O-或-S-中断。A表示0~4的数,d表示0~4的数。
作为通式(ge)所示的二缩水甘油醚化合物,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;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、环氧化聚乙烯基苯酚这样的多官能型的环氧树脂;脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚;脂肪族多元醇的环氧烷烃加成物的聚缩水甘油醚;亚烷基二醇的二缩水甘油醚等,其中,脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚容易获得,故优选。
作为上述的脂肪族多元醇,例如可例示碳原子数为2~20的范围内的脂肪族多元醇。更具体而言,可以举出例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、3-甲基-2,4-戊二醇、2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、3,5-庚二醇、1,8-辛二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇等脂肪族二醇;环己烷二甲醇、环己二醇、氢化双酚A、氢化双酚F等脂环式二醇;三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、己糖醇类、戊糖醇类、甘油、聚甘油、季戊四醇、二季戊四醇、四羟甲基丙烷等三元以上的多元醇。
在组合使用脂环式环氧化合物和实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂的情况下,两种的配合比例以阳离子聚合性化合物整体的量为基准,优选将脂环式环氧化合物控制为50~95质量%、而且将实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂控制为5质量%以上。通过将脂环式环氧化合物在阳离子聚合性化合物整体中配合50质量%以上,固化物在80℃下的储存弹性模量为1,000MPA以上,在经由这样的固化物(粘接剂层)对起偏镜和λ/4膜粘接而成的偏振片中,起偏镜不易破裂。另外,通过相对于阳离子聚合性化合物整体配合5质量%以上实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂,起偏镜和λ/4膜的密合性提高。阳离子聚合性化合物为与脂环式环氧化合物的二成分体系时,实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂的量以阳离子聚合性化合物整体的量为基准允许至50质量%,但从抑制固化物的储存弹性模量的降低、防止起偏镜的破裂的观点考虑,优选以阳离子聚合性化合物整体的量为基准控制为45质量%以下。
作为构成本实施方式的紫外线固化型粘接剂组合物的阳离子聚合性化合物(α),在组合使用如上所述说明的脂环式环氧化合物及实质上不具有脂环式环氧基的环氧树脂时,可以分别在上述量的范围内除它们以外还含有其它的阳离子聚合性化合物。作为其它的阳离子聚合性化合物,可以举出通式(ep)及通式(ge)以外的环氧化合物、氧杂环丁烷化合物等。
就通式(ep)及通式(ge)以外的环氧化合物而言,存在通式(ep)以外的在分子内具有至少1个键合于脂环式环的环氧基的脂环式环氧化合物、通式(ge)以外的具有键合于脂肪族碳原子的环氧乙烷环的脂肪族环氧化合物、在分子内具有芳香环和环氧基的芳香族环氧化合物、芳香族环氧化合物中的芳香环经过氢化而得到的氢化环氧化合物等。
通式(ep)以外的在分子内具有至少1个键合于脂环式环的环氧基的脂环式环氧化合物的例子有:4-乙烯基环己烯二环氧化物或1,2:8,9-二环氧柠檬烯这样的乙烯基环己烯类的二环氧化物等。
作为通式(ge)以外的具有键合于脂肪族碳原子的环氧乙烷环的脂肪族环氧化合物的例子有: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等。
在分子内具有芳香环和环氧基的芳香族环氧化合物可采用在分子内具有至少2个酚性羟基(氢氧基)的芳香族聚羟基化合物的缩水甘油醚,作为其具体例有: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、苯酚酚醛清漆树脂的缩水甘油醚等。
芳香族环氧化合物中芳香环被氢化的氢化环氧化合物可通过如下操作得到:将上述的芳香族环氧化合物的原料即在分子内具有至少2个酚性羟基(氢氧基)的芳香族聚羟基化合物在催化剂的存在下且在加压下选择性地进行氢化反应,将得到的氢化聚羟基化合物进行缩水甘油醚化。作为具体例,可以举出:氢化双酚A的二缩水甘油醚、氢化双酚F的二缩水甘油醚、氢化双酚S的二缩水甘油醚等。
这些通式(ep)及通式(ge)以外的环氧化合物中,对具有键合于脂环式环的环氧基,且分类为之前定义的脂环式环氧化合物的化合物进行配合时,与通式(ep)所示的脂环式环氧化合物之和在以阳离子聚合性化合物的总量为基准不超过95质量%的范围使用。
另外,能够成为任意的阳离子聚合性化合物的氧杂环丁烷化合物为在分子内具有4元环醚(氧杂环丁烷基)的化合物。作为其具体例,可以举出: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、双[(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、3-乙基-3-(环己氧基甲基)氧杂环丁烷、苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷、1,3-双[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]苯、氧杂环丁烷基倍半硅氧烷、氧杂环丁烷基硅酸酯等。
以阳离子聚合性化合物整体的量为基准,以30质量%以下的比例配合氧杂环丁烷化合物,由此,与仅使用环氧化合物作为阳离子聚合性化合物的情况相比,有时可期待固化性提高的效果。
(光阳离子聚合引发剂(β))
在本实施方式中,从通过活性能量线的照射对如上所述的阳离子聚合性化合物进行阳离子聚合而固化,从而形成粘接剂层的方面考虑,优选在紫外线固化型粘接剂组合物中配合光阳离子聚合引发剂(β)。
光阳离子聚合引发剂通过照射可见光线、紫外线、X射线、电子束这样的活性能量线而产生阳离子种或路易斯酸,从而引发阳离子聚合性化合物(α)的聚合反应。光阳离子聚合引发剂由于通过光发挥催化剂作用,因此,即使混合于阳离子聚合性化合物(α),保存稳定性和作业性也优异。作为通过活性能量线的照射而产生阳离子种或路易斯酸的化合物,例如可以举出:芳香族重氮鎓盐;芳香族碘鎓盐或芳香族锍盐这样的鎓盐;铁-丙二烯络合物等。
作为芳香族重氮鎓盐,可以举出:例如苯重氮鎓六氟锑酸盐、苯重氮鎓六氟磷酸盐、苯重氮鎓六氟硼酸盐等。
作为芳香族碘鎓盐,可以举出:例如二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐、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]二苯硫醚双六氟磷酸盐、4,4’-双[二(β-羟基乙氧基)苯基锍]二苯硫醚双六氟锑酸盐、4,4’-双[二(β-羟基乙氧基)苯基锍]二苯硫醚双六氟磷酸盐、7-[二(对苯甲酰)锍]-2-异丙基噻吨酮六氟锑酸盐、7-[二(对苯甲酰)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-二苯硫醚六氟磷酸盐、4-(对叔丁基苯基羰基)-4’-二苯基锍-二苯硫醚六氟锑酸盐、4-(对叔丁基苯基羰基)-4’-二(对苯甲酰)锍-二苯硫醚四(五氟苯基)硼酸盐等。
作为铁-丙二烯络合物,可以举出例如二甲苯-环戊二烯基铁(II)六氟锑酸盐、枯烯-环戊二烯基铁(II)六氟磷酸盐、二甲苯-环戊二烯基铁(II)三(三氟甲基磺酰基)甲烷化物等。
这些光阳离子聚合引发剂可分别单独使用,也可以混合使用2种以上。其中,特别是芳香族锍盐即使在300nm附近的波长区域也具有紫外线吸收特性,因此,可提供固化性优异、且具有良好的机械强度和粘接强度的固化物,可优选使用。
光阳离子聚合引发剂(β)的配合量相对于阳离子聚合性化合物(α)整体100质量份为1~10质量份。通过每100质量份阳离子聚合性化合物(α)配合1质量份以上的光阳离子聚合引发剂,可使阳离子聚合性化合物(α)充分固化,可对得到的偏振片赋予高机械强度和粘接强度。另一方面,如其量变多,则由于固化物中的离子性物质增加,固化物的吸湿性变高,有可能使偏振片的耐久性能降低,因此,光阳离子聚合引发剂(β)的量相对于阳离子聚合性化合物(α)每100质量份设为10质量份以下。
光阳离子聚合引发剂(β)的配合量优选相对于阳离子聚合性化合物(α)每100质量份设为2质量份以上,另外,优选设为6质量份以下。
(光敏剂(γ))
本实施方式的紫外线固化型粘接剂组合物除如上所述的含有环氧化合物的阳离子聚合性化合物(α)及光阳离子聚合引发剂(β)以外,还含有对比380nm长的波长的光显示最大吸收的光敏剂(γ)。上述光阳离子聚合引发剂(β)对300nm附近或比其短的波长显示最大吸收,感应其附近的波长的光而产生阳离子种或路易斯酸,从而引发阳离子聚合性化合物(α)的阳离子聚合,对波长比380nm长的光显示最大吸收的光敏剂(γ)进行配合,使其感应比300nm长的波长的光的方式。
作为这样的光敏剂(γ),可有利地使用下述通式(at)所示的蒽类化合物。
[化学式4]
通式(at)
其中,式中,R5及R6分别独立地表示碳原子数为1~6的烷基或碳原子数为2~12的烷氧基烷基。R7表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
作为通式(at)所示的蒽类化合物的具体例,可以举出:9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二异丙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二戊氧基蒽、9,10-二己氧基蒽、9,10-双(2-甲氧基乙氧基)蒽、9,10-双(2-乙氧基乙氧基)蒽、9,10-双(2-丁氧基乙氧基)蒽、9,10-双(3-丁氧基丙氧基)蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二丙氧基蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二异丙氧基蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二丁氧基蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二戊氧基蒽、2-甲基或2-乙基-9,10-二己氧基蒽等。
通过在紫外线固化型粘接剂组合物中配合如上所述的光敏剂(γ),与未配合其的情况相比,紫外线固化型粘接剂组合物的固化性提高。通过将光敏剂(γ)相对于构成紫外线固化型粘接剂组合物的阳离子聚合性化合物(α)100质量份的配合量设为0.1质量份以上,显现出固化性提高的效果。另一方面,为了防止低温保管时的析出,相对于阳离子聚合性化合物(α)100质量份,设为2质量份以下的配合量。从维持偏振片的中性灰色的观点考虑,在适度保持起偏镜和保护膜的粘接性的范围内减少光敏剂(γ)的配合量是有利的。例如,相对于阳离子聚合性化合物(α)100质量份,优选将光敏剂(γ)的量设为0.1~0.5质量份,进一步优选设为0.1~0.3质量份的范围。
(光增感助剂(δ))
本实施方式的紫外线固化型粘接剂组合物除如上的含有环氧化合物的阳离子聚合性化合物(α)、光阳离子聚合引发剂(β)及光敏剂(γ)以外,还可以含有下述通式(nf)所示的萘类光增感助剂(δ)。
[化学式5]
通式(nf)
其中,式中,R1及R2分别是碳原子数为1~6的烷基。
作为萘类光敏助剂(δ)的具体例,可以举出:1,4-二甲氧基萘、1-乙氧基-4-甲氧基萘、1,4-二乙氧基萘、1,4-二丙氧基萘、1,4-二丁氧基萘等。
通过在本实施方式的紫外线固化型粘接剂组合物中配合萘类光敏助剂(δ),与未配合其的情况相比,紫外线固化型粘接剂组合物的固化性提高。通过将萘类光敏助剂(δ)相对于构成紫外线固化型粘接剂组合物的阳离子聚合性化合物(α)100质量份的配合量设为0.1质量份以上,显现固化性提高的效果。另一方面,为了防止低温保管时的析出,相对于阳离子聚合性化合物(α)100质量份,设为10质量份以下的配合量。优选相对于阳离子聚合性化合物(α)100质量份,设为5质量份以下的配合量。
并且,在本实施方式的紫外线固化型粘接剂组合物中,只要不损害本实施方式的效果,则可以含有任意成分的添加剂成分作为其它成分。作为添加剂成分,除上述的光阳离子聚合引发剂及光敏剂(γ)以外,还可以配合光敏剂(γ)以外的光敏剂、热阳离子聚合引发剂、多元醇类、离子捕获剂、抗氧化剂、光稳定剂、链转移剂、增粘剂、热塑性树脂、填充剂、流动调节剂、增塑剂、消泡剂、流平剂、色素、有机溶剂等。
在含有添加剂成分的情况下,添加剂成分的使用量优选相对于上述的阳离子聚合性化合物(α)的100质量份为1000质量份以下。在使用量为1000质量份以下的情况下,可良好地发挥本发明中可使用的紫外线固化型粘接剂组合物的必需成分即阳离子聚合性化合物(α)、光阳离子聚合引发剂(β)、光敏剂(γ)及光增感助剂(δ)的组合所带来的保存稳定性的提高、防止变色、固化速度的提高、良好粘接性的确保这样的效果。
<硬涂层>
(活性能量线固化树脂)
本实施方式中所使用的硬涂层优选含有通过紫外线等活性能量线照射而固化的活性能量线固化树脂。
所谓活性能量线固化树脂是指通过紫外线或电子束这样的活性线照射经过交联反应等而固化的树脂。作为活性能量线固化树脂,可以举出紫外线固化性树脂或电子束固化性树脂等作为代表的例子,但也可以为通过紫外线或电子束以外的活性能量线照射而固化的树脂。
作为紫外线固化性树脂,例如可以举出:紫外线固化型丙烯酸聚氨酯类树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型多元醇丙烯酸酯类树脂、或紫外线固化型环氧树脂等。
紫外线固化型丙烯酸氨酯类树脂一般可通过如下操作容易地得到:使异氰酸酯单体、或预聚物与聚酯多元醇反应而得到生成物,进一步使丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯(以下包括甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯仅用丙烯酸酯表示)、丙烯酸2-羟基丙酯等具有羟基(氢氧基)的丙烯酸酯类的单体与得到的生成物反应。例如可优选使用日本特开昭59-151110号中记载的100份Unidic17-806(DIC株式会社制造)和1份CoronAteL(日本polyurethane株式会社制造)的混合物等。
紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂一般可通过使丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸这样的单体与聚酯末端的羟基(氢氧基)或羧基反应而容易地得到(例如,日本特开昭59-151112号)。
紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂使丙烯酸、丙烯酸氯化物、丙烯酸缩水甘油酯这样的单体与环氧树脂的末端的羟基(氢氧基)反应而得到。
作为紫外线固化型多元醇丙烯酸酯类树脂,可以举出:乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、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、烷基改性二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作为紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧树脂的例子,示出能够使用的环氧类活性能量线反应性化合物。
(a)双酚A的缩水甘油醚(该化合物通过环氧树脂和双酚A的反应以聚合度不同的混合物的形式而得到)
(b)使环氧树脂、环氧乙烷和/或环氧丙烷与双酚A等具有2个酚性OH的化合物反应而在末端具有缩水甘油醚基的化合物
(c)4,4’-亚甲基双酚的缩水甘油醚
(d)酚醛清漆树脂或甲阶酚醛树脂这些苯酚甲醛树脂的环氧化合物
(e)具有脂环式环氧化物的化合物、例如双(3,4-环氧环己基甲基)草酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧-6-环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基庚二酸酯)、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、3,4-环氧-1-甲基环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、3,4-环氧-1-甲基-环己基甲基-3’,4’-环氧-1’-甲基环己烷羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基-环己基甲基-3’,4’-环氧-6’-甲基-1’-环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5’,5’-螺-3″,4″-环氧)环己烷-间-二
(f)2元酸的二缩水甘油醚,例如二缩水甘油基草酸酯、二缩水甘油基己二酸酯、二缩水甘油基四氢邻苯二甲酸酯、二缩水甘油基六氢邻苯二甲酸酯、二缩水甘油基邻苯二甲酸酯
(g)二醇的二缩水甘油醚,例如乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、共聚(乙二醇-丙二醇)二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚
(h)聚合物酸的缩水甘油酯,例如聚丙烯酸聚缩水甘油酯、聚酯二缩水甘油酯
(i)多元醇的缩水甘油醚,例如甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇二缩水甘油醚、季戊四醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、葡萄糖三缩水甘油醚
(j)作为2-氟烷基-1,2-二醇的二缩水甘油醚,与上述低折射率物质的含氟树脂的含氟环氧化合物中举出的化合物的例子相同。
(k)作为含氟烷烃末端二醇缩水甘油醚,可以举出上述低折射率物质的含氟树脂的含氟环氧化合物等。
上述环氧化合物的分子量以平均分子量计为2000以下,优选为1000以下。
在通过活性能量线使上述的环氧化合物固化的情况下,为了进一步提高硬度,混合使用具有(h)或(i)的多官能的环氧基的化合物时有效。
使环氧类活性能量线反应性化合物进行阳离子聚合的光聚合引发剂或光敏剂为可通过活性能量线照射而放出阳离子聚合引发物质的化合物,特别优选为可通过照射而放出具有阳离子聚合引发能力的路易斯酸的鎓盐的一组复盐。
活性能量线反应性化合物环氧树脂不仅可通过自由基聚合,而且可通过阳离子聚合形成聚合、交联结构或网状结构。与自由基聚合不同,由于不受反应体系中的氧的影响,因此为优选的活性能量线反应性树脂。
本实施方式中有用的活性能量线反应性环氧树脂通过利用活性能量线照射而放出引发阳离子聚合的物质的光聚合引发剂或光敏剂进行聚合。作为光聚合引发剂,特别优选通过光照射放出引发阳离子聚合的路易斯酸的一组复盐。
该代表性化合物为下述通式(a)所示的化合物。
通式(a):[(R1)a(R2)b(R3)c(R4)dZ]w+[MeXv]w-
式中,阳离子是鎓盐,Z是S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、卤原子(例如I、Br、Cl)、或N=N(重氮),R1、R2、R3和R4为可以相同或不同的有机基团。a、b、c、d分别为0~3的整数,a+b+c+d等于Z的价数。Me为卤化物络合物的中心原子即金属或半金属(metAlloid),为B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Co等。X为卤素原子,w为卤化络合物离子的正电荷,v为卤化络合物离子中的卤素原子数。
作为上述通式(a)的阴离子[MeXv]w-的具体例,可以举出四氟硼酸盐(BF4 -)、四氟磷酸盐(PF4 -)、四氟锑酸盐(SbF4 -)、四氟砷酸盐(AsF4 -)、四氯锑酸盐(SbCl4 -)等。
另外,作为其它的阴离子,可以举出高氯酸离子(ClO4 -)、三氟甲基亚硫酸离子(CF3SO3 -)、氟磺酸离子(FSO3 -)、甲苯磺酸离子、三硝基苯酸阴离子等。
在这样的鎓盐中,特别是使用芳香族鎓盐作为阳离子聚合引发剂是有效的,其中,优选日本特开昭50-151996号、日本特开昭50-158680号等中记载的芳香族卤鎓盐,日本特开昭50-151997号、日本特开昭52-30899号、日本特开昭59-55420号、日本特开昭55-125105号等中记载的VIA族芳香族鎓盐,日本特开昭56-8428号、日本特开昭56-149402号、日本特开昭57-192429号等中记载的氧代锍盐,日本特公昭49-17040号等中记载的芳香族重氮鎓盐,美国专利第4,139,655号等中记载的硫代吡喃鎓盐等。另外,可以举出铝络合物或具有光分解性硅化合物类聚合引发剂等。可以组合使用上述阳离子聚合引发剂和二苯甲酮、苯偶姻异丙醚、噻吨酮等光敏剂。
另外,在具有环氧丙烯酸酯基的活性能量线反应性化合物的情况下,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等光敏剂。该活性能量线反应性化合物中所使用的光敏剂或光引发剂相对于紫外线反应性化合物100质量份,以0.1质量份~15质量份足以引发光反应,优选为1质量份~10质量份。该敏化剂优选在近紫外线区域~可见光线区域具有最大吸收的敏化剂。
一般而言,在本实施方式中有用的活性能量线固化树脂组合物中,聚合引发剂优选相对于活性能量线固化性环氧树脂(预聚物)100质量份使用0.1质量份~15质量份,进一步优选添加1质量份~10质量份的范围。
另外,也可以组合使用环氧树脂与上述聚氨酯丙烯酸酯型树脂、聚醚丙烯酸酯型树脂等,此时,优选组合使用活性能量线自由基聚合引发剂和活性能量线阳离子聚合引发剂。
另外,本实施方式中所使用的硬涂层中也可以使用氧杂环丁烷化合物。所使用的氧杂环丁烷化合物为具有含有氧或硫的3元环的氧杂环丁烷环的化合物。其中,优选具有含有氧的氧杂环丁烷环的化合物。氧杂环丁烷环可以被卤素原子、卤代烷基、芳烷基、烷氧基、烯丙氧基、乙酰氧基取代。具体而言,可以举出:3,3-双(氯甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(碘甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(甲氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-氯甲基氧杂环丁烷、3,3-双(乙酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(氟甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(溴甲基)氧杂环丁烷、3,3-二甲基氧杂环丁烷等。另外,在本实施方式中,也可以为单体、低聚物、聚合物中的任意形式。
在本实施方式中所使用的硬涂层中,可将公知的热塑性树脂、热固化性树脂或明胶等亲水性树脂等粘合剂混合于上述记载的活性能量线固化树脂中而使用。这些树脂优选在其分子中具有极性基团。作为极性基团,可以举出:-COOM、-OH、-NR2、-NR3X、-SO3M、-OSO3M、-PO3M2、-OPO3M(在此,M表示氢原子、碱金属或铵基,X表示形成胺盐的酸,R表示氢原子、烷基)等。
在本实施方式中所使用的硬涂层含有活性能量线固化型树脂的情况下,作为活性能量线的照射方法,可以在支持体上涂敷设置防眩性硬涂层、防反射层(中~高折射率层及低折射率层)等,然后照射活性能量线,优选在涂敷设置硬涂层时照射活性能量线。
用于本实施方式的活性能量线只要为采用紫外线、电子束、γ射线等使化合物活化的能量源即可,可以没有限制地使用,优选紫外线、电子束,特别是从操作简便且容易得到高能量的方面考虑,优选紫外线。作为使紫外线反应性化合物发生光聚合的紫外线的光源,只要为产生紫外线的光即可,均可使用。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。另外,ArF准分子激光、KrF准分子激光、准分子灯或同步加速器放射光等。照射条件因各个灯的不同而不同,但照射光量优选20mJ/cm2以上,进一步优选为50mJ/cm2~10000mJ/cm2,特别优选为50mJ/cm2~2000mJ/cm2
紫外线照射可分别对硬涂层和后述的构成防反射层的多个层(中折射率层、高折射率层、低折射率层)每设置1层即进行照射,也可以在叠层后照射。或者也可以组合它们进行照射。从生产率的方面考虑,优选叠层多层后照射紫外线。
另外,也可同样地使用电子束。作为电子束,可以举出从考克饶夫特-瓦尔顿型、潘德格郎甫型、共振变压型、绝缘芯变压器型、直线型、动态钍射气型、高频型等各种电子束加速器放出的具有50~1000keV、优选100~300keV能量的电子束。
为了引发使用于本实施方式的上述活性能量线反应性化合物发生光聚合或光交联反应,可仅通过上述活性能量线反应性化合物引发,但聚合的诱导时期期变长或聚合引发变慢,因此,优选使用光敏剂或光引发剂,由此,可加快聚合。
在本实施方式中所使用的硬涂层含有活性能量线固化树脂的情况下,在照射活性能量线时可使用光反应引发剂、光敏剂。
具体而言,可以举出:苯乙酮、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮、α-酰肟酯、噻吨酮等及它们的衍生物。另外,在环氧丙烯酸酯类树脂的合成中使用光反应剂时,可以使用正丁胺、三乙胺、三正丁基膦等增感剂。除去涂布干燥后挥发的溶剂成分以外的紫外线固化性树脂组合物中所含的光反应引发剂和/或光敏剂的使用量优选为组合物的1质量%~10质量%,特别优选为2.5质量%~6质量%。
另外,在使用紫外线固化性树脂作为活性能量线固化树脂的情况下,可以在不妨碍上述紫外线固化性树脂的光固化的程度下在紫外线固化性树脂组合物中含有后述的紫外线吸收剂。
为了提高硬涂层的耐热性,可以选择使用不抑制光固化反应那样的抗氧化剂。例如可以举出:受阻酚衍生物、硫代丙酸衍生物、亚磷酸盐衍生物等。具体而言,例如可以举出:4,4’-硫代双(6-叔丁基3-甲基苯酚)、4,4’-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、1,3,5-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)均三甲苯、二-十八烷基-4-羟基-3,5-二叔丁基苄基磷酸酯等。
作为紫外线固化性树脂,例如可以从AdekaOptomerKR、BY系列的KR-400、KR-410、KR-550、KR-566、KR-567、BY-320B(以上为株式会社ADEKA制造)、KoeiHard的A-101-KK、A-101-WS、C-302、C-401-N、C-501、M-101、M-102、T-102、D-102、NS-101、FT-102Q8、MAG-1-P20、AG-106、M-101-C(以上为广荣化学工业株式会社制造)、SEIKABEAM的PHC2210(S)、PHCX-9(K-3)、PHC2213、DP-10、DP-20、DP-30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上为大日精化工业株式会社制造)、KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上为DaicelUCB株式会社)、RC-5015、RC-5016、RC-5020、RC-5031、RC-5100、RC-5102、RC-5120、RC-5122、RC-5152、RC-5171、RC-5180、RC-5181(以上、DIC株式会社制造)、olexNo.340clear(中国涂料株式会社制造)、SANRADH-601(三洋化成工业株式会社制造)、SP-1509、SP-1507(以上、昭和高分子株式会社制造)、RCC-15C(Grace·Japan株式会社制)、AronixM-6100、M-8030、M-8060(以上、东亚合成株式会社制造)、或其它的市售品中适宜选择而使用。
含有活性能量线固化树脂的涂布组合物的固体成分浓度优选为10质量%~95质量%,可根据涂布方法选择适当的浓度。
本实施方式中所使用的硬涂层、及防反射层优选含有表面活性剂,作为表面活性剂,优选硅酮类或氟类表面活性剂。
作为硅酮类表面活性剂,优选疏水基团由二甲基聚硅氧烷、亲水基团由聚氧化烯构成的非离子表面活性剂。
非离子表面活性剂统称为不具有在水溶液中解离为离子的基团的表面活性剂,除疏水基团以外,作为亲水性基团,具有多元醇类的羟基(氢氧基)或聚氧化烯链(聚氧乙烯)等作为亲水基团。亲水性由于醇性羟基(氢氧基)数变多或聚氧化烯链(聚氧乙烯链)变长而增强。
本实施方式的非离子表面活性剂优选具有二甲基聚硅氧烷作为疏水基团。若使用疏水基团由二甲基聚硅氧烷、亲水基团由聚氧化烯构成的非离子表面活性剂,则防眩性硬涂层、低折射率层的不均或膜表面的防污性提高。认为由聚甲基硅氧烷构成的疏水基团在表面取向而形成不易污染的膜表面。是使用其它的表面活性剂时无法得到的效果。
作为这些非离子活性剂的具体例,例如可以举出:日本Unicar株式会社制造的硅酮表面活性剂SILWETL-77、SILWETL-720、SILWETL-7001、SILWETL-7002、SILWETL-7604、SILWETY-7006、SILWETFZ-2101、SILWETFZ-2104、SILWETFZ-2105、SILWETFZ-2110、SILWETFZ-2118、SILWETFZ-2120、SILWETFZ-2122、SILWETFZ-2123、SILWETFZ-2130、SILWETFZ-2154、SILWETFZ-2161、SILWETFZ-2162、SILWETFZ-2163、SILWETFZ-2164、SILWETFZ-2166、以及SILWETFZ-2191等。
另外,可以举出:SUPERSILWETSS-2801、SUPERSILWETSS-2802、SUPERSILWETSS-2803、SUPERSILWETSS-2804、以及SUPERSILWETSS-2805等。
另外,作为这些疏水基团由二甲基聚硅氧烷构成、亲水基团由聚氧化烯构成的非离子类的表面活性剂的优选的构成,优选为二甲基聚硅氧烷结构部分和聚氧化烯链交替重复键合而成的直链状的嵌段共聚物。由于主链骨架的链长长并且为直链状的结构,因此优异。认为是因为通过亲水基团和疏水基团交替重复而形成嵌段共聚物,在二氧化硅微粒的表面,1个活性剂分子可在多处以覆盖其的方式吸附。
作为这些的具体例,例如可以举出:日本Unicar株式会社制造、硅酮表面活性剂ABNSILWETFZ-2203、FZ-2207、FZ-2208等。
作为氟类表面活性剂,可以使用疏水基团具有全氟碳链的表面活性剂。作为种类,可以举出:氟烷基羧酸、N-全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-(氟烷氧基)-1-烷基磺酸钠、3-(ω-氟烷酰基-N-乙基氨基)-1-丙磺酸钠、N-(3-全氟辛烷磺酰胺)丙基-N,N-二甲基-N-羧基亚甲基铵甜菜碱、全氟烷基羧酸、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、全氟烷基磺酸盐、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基-N-乙基磺酰基甘氨酸盐、磷酸双(N-全氟辛基磺酰基-N-乙基氨基乙基)等。在本实施方式中,优选非离子表面活性剂。
这些氟类表面活性剂以Megafac、Eftop、Surflon、Ftergent、Unidyne、Fluorad、Zonyl等商品名市售。
优选的添加量相对于硬涂层及防反射层的涂布液中所含的固体成分为0.01~3.0%,更优选为0.02~1.0%。
也可以组合使用其它的表面活性剂,例如可以适宜组合使用磺酸盐类、硫酸酯盐类、磷酸酯盐类等阴离子表面活性剂,另外,也可以组合使用具有聚氧乙烯链作为亲水基团的醚型、醚酯型等非离子表面活性剂等。
作为涂敷设置硬涂层时的溶剂,例如可以从烃类、醇类、酮类、酯类、二醇醚类、其它的溶剂中适宜选择或混合使用。可优选使用含有丙二醇单(C1~C4)烷基醚或丙二醇单(C1~C4)烷基醚酯5质量%以上、进一步优选5质量%~80质量%以上的溶剂。
作为硬涂层组合物涂布液的涂布方法,可以使用凹版涂布机、旋转涂布机、线棒涂布机、辊涂机、逆转涂布机、挤出涂布机、气刀涂布机、喷涂、喷墨法等公知的方法。对涂布量而言,以湿膜厚计,5μm~30μm是适当的,优选为10μm~20μm。涂布速度优选10m/分钟~200m/分钟。
优选在对硬涂层组合物进行涂布并干燥后,照射紫外线或电子束等活性能量线进行固化处理,上述活性能量线的照射时间优选为0.5秒钟~5分钟,从紫外线固化性树脂的固化效率、工作效率等考虑,进一步优选为3秒钟~2分钟。
本实施方式的硬涂层优选如下构成。
作为固化层的硬涂层含有选自活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物和后述A组的活性能量线固化型树脂中的树脂。活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物和A组的活性能量线固化型树脂的含有质量比(活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物:A组的活性能量线固化型树脂)在6.0:1.0~1.0:2.0的范围内。
以下,将含有活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物、A组的活性能量线固化型树脂的活性能量线固化型树脂整体简记为活性能量线固化型树脂。
所谓活性能量线固化型树脂是指:通过紫外线或电子束这样的活性能量线照射经过交联反应等而固化的树脂,具体而言为具有烯属不饱和基团的树脂。作为烯属不饱和基团,可以举出:乙烯基、乙烯基醚基、(甲基)丙烯酰基及(甲基)丙烯酰胺基,从制造容易的方面考虑,优选(甲基)丙烯酰基。
(活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物)
作为活性能量线固化型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个以上烯属不饱和基团的结构的化合物即可,没有特别限制,优选如下述通式(a)所示的在同一分子内具有3个以上烯属不饱和基团及1个以上异氰脲酸酯环的化合物。烯属不饱和基团的种类为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基、乙烯基醚基,更优选为甲基丙烯酰基或丙烯酰基,特别优选为丙烯酰基。
[化学式6]
通式(a)
式中,L2为2价的连接基团,优选为碳原子键合于异氰脲酸酯环的取代或无取代的碳原子数为4以下的亚烷氧基或聚亚烷氧基,特别优选为亚烷氧基,可分别相同,也可以不同。R2表示氢原子或甲基,可分别相同,也可以不同。
将通式(A)所示的具体的化合物示于以下,但并不限定于此。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
作为其它的化合物,可以举出异氰脲酸二丙烯酸酯化合物,优选下述通式(b)所示的异氰脲酸乙氧基改性二丙烯酸酯。
[化学式10]
通式(b)
作为其它,可以举出:ε-己内酯改性的活性能量线固化型的异氰脲酸酯衍生物,具体而言为下述通式(c)所示的化合物。
[化学式11]
通式(c)
式中,R1~R3表示下述a、b、c所示的官能团。R1~R3的至少1个为官能团b。
a:-H或者(CH2)n-OH(n=1~10,优选为n=2~6)
b:-(CH2)n-O-(COC5H10)m-COCH=CH2(n=1~10、优选为n=2~6、m=2~8)
c:-(CH2)n-O-R(R为(甲基)丙烯酰基,n=1~10,优选为n=2~6)]
将通式(c)所示的具体的化合物示于以下,但并不限定于此。
[化学式12]
作为异氰脲酸三丙烯酸酯化合物的市售品,可以举出例如新中村化学工业株式会社制造的A-9300等。作为异氰脲酸二丙烯酸酯化合物的市售品,例如可以举出:东亚合成株式会社制造的AronixM-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的混合物,例如可以举出:东亚合成株式会社制造的AronixM-315、AronixM-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:ε-己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯即新中村化学工业株式会社制造的A-9300-1CL、东亚合成株式会社制造的AronixM-327等,但并不限定于这些。
(A组的活性能量线固化型树脂)
A组所示的活性能量线固化型树脂为下述A1~A3的树脂。
A1:具有酰亚胺基的活性能量线固化型树脂
A2:具有环氧乙烷骨架的活性能量线固化型树脂
A3:具有环氧丙烷骨架的活性能量线固化型树脂
(A1:具有酰亚胺基的活性能量线固化型树脂)
作为酰亚胺基,可以举出:下述通式(d)所示的环状酰亚胺基等。
[化学式13]
通式(d)
通式(d)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、卤素原子、烷基或者芳基,或表示R1及R2键合成一个而形成5元环或者6元环的烃基。
作为上述烷基,优选碳原子数为4以下的烷基。作为上述烯基,优选碳原子数为4以下的烯基。作为上述芳基,可以举出:苯基等。作为键合成一个而形成5元环或者6元环的上述烃基,可以举出:-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-等,作为不饱和的烃基,可以举出:-CH=CHCH2-、-CH2CH=CHCH2-等。
并且,作为具体例,可以举出下式(d-1)~式(d-6)所示的环状酰亚胺基等。式(d-5)中的X表示氯原子或溴原子。另外,式(d-6)中的Ph表示苯基。
[化学式14]
式(d-5)中,作为X,优选一个为氢原子而另一个为碳原子数为4以下的烷基,或两个X为碳原子数为4以下的烷基,或两个X键合成一个而形成碳环的饱和烃基。
作为具有环状酰亚胺基的活性能量线固化型树脂,可以举出下述通式(A1-1)所示的马来酰亚胺丙烯酸酯等。
[化学式15]
通式(A1-1)
通式(A1-1)中,R1及R2与上述的通式(d)的R1及R2意义相同。R3表示碳原子数1~6的直链状或支链状亚烷基,R4表示氢原子或甲基,n表示1~6的整数。
作为通式(A1-1)所示的化合物,具体而言,可以举出下述通式(A1-11)~(A1-13)所示的化合物等,但并不限定于此。
[化学式16]
通式(A1-11)
通式(A1-12)
通式(A1-13)
通式(A1-11)~(A1-13)中,R4及R5表示氢原子或甲基,n表示1~6的整数。
作为通式(A1-1)所示的化合物的市售品,可以举出:东亚合成株式会社制造AronixM-145。另外,作为具有邻苯二甲酰亚胺基等的活性能量线固化型树脂,可以举出:丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酰亚胺等,作为市售品,可以举出:东亚合成株式会社制造AronixM-140。作为这些具有酰亚胺基的活性能量线固化型树脂,也可以为聚合物化合物。
(A2:具有环氧乙烷骨架的活性能量线固化型树脂)
(A3:具有环氧丙烷骨架的活性能量线固化型树脂)
作为具有环氧乙烷骨架或环氧丙烷骨架的活性能量线固化型树脂,可以举出:经过环氧乙烷或环氧丙烷加成(改性)的(甲基)丙烯酸酯。
具体而言,可以举出:环氧乙烷改性丙三醇三丙烯酸酯、环氧乙烷改性三羟甲基丙烷丙烯酸酯、环氧乙烷改性季戊四醇四丙烯酸酯、环氧丙烷改性丙三醇三丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷丙烯酸酯、环氧丙烷改性季戊四醇四丙烯酸酯等,但并不限定于此。另外,也可以举出:聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯等在丙烯酸酯的基本骨架中具有环氧乙烷骨架或环氧丙烷骨架的(甲基)丙烯酸酯,但并不限定于此。
作为市售品,可以举出:新中村化学工业株式会社、东亚合成株式会社等所制造的树脂。具体而言,可以举出:环氧乙烷改性季戊四醇四丙烯酸酯(商品名:NKESTERATM-4E、新中村化学工业株式会社制造)、聚乙二醇#200二丙烯酸酯(商品名、NKESTERA-200:新中村化学工业株式会社制造)、聚乙二醇#600二丙烯酸酯(商品名、NKESTERA-600:新中村化学工业株式会社制造)、聚丙二醇(#700)二丙烯酸酯(商品名、NKESTERAPG-700:新中村化学工业株式会社制造)等。
作为上述A组的活性能量线固化型树脂,从可得到优异的铅笔硬度的方面考虑,优选为具有酰亚胺基的活性能量线固化型树脂。
通过在硬涂层中使用活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物及上述A组的活性能量线固化型树脂并将这些树脂的含有质量比设为活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物:A组的活性能量线固化型树脂=6.0:1.0~1.0:2.0的范围内,即使在严谨的环境下也可得到优异的层间密合性和可挠性的特性。另外,在本实施方式中,也可以组合使用活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物及A组的活性能量线固化型树脂以外的第3成分的树脂。
作为活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物及A组的活性能量线固化型树脂以外的第3成分,可以举出:紫外线固化型聚氨酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型聚酯丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型环氧丙烯酸酯类树脂、紫外线固化型多元醇丙烯酸酯类树脂、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类树脂。
作为紫外线固化型丙烯酸酯类树脂,优选多官能丙烯酸酯。作为多官能丙烯酸酯,优选选自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、或二季戊四醇多官能甲基丙烯酸酯。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,例如可优选举出:1,6-己二醇丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、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等。
此外,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、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯、丙烯酸异硬脂基酯、丙烯酸苄基酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、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及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使用2种以上。另外,也可以为上述单体的二聚物、三聚物等低聚物。
活性能量线固化型树脂的粘度从对涂布性及后述的算术平均粗糙度Ra进行控制方面考虑,25℃下的粘度优选为3000mPa·s以下,进一步优选为2000mPa·s以下。该粘度为使用B型粘度计在25℃的条件下测得的值。
为了促进活性能量线固化型树脂的固化,优选在硬涂层中含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂量,优选以光聚合引发剂:活性能量线固化型树脂=20:100~0.01:100的范围含有。
作为光聚合引发剂,具体而言,可以举出:苯乙酮、二苯甲酮、羟基二苯甲酮、米蚩酮、α-酰肟酯(α-アミロキシムエステル)、噻吨酮等及它们的衍生物,但并不特别限定于此。
从提高涂布性的观点考虑,也可以在硬涂层及外涂层等功能层中含有硅酮类表面活性剂、氟类表面活性剂、非离子性表面活性剂等表面活性剂或氟-硅氧烷接枝聚合物。
作为非离子性表面活性剂,可以举出:花王株式会社制造的Emulgen102KG、Emulgen103、Emulgen104P、Emulgen105、Emulgen106、Emulgen108、Emulgen109P、Emulgen120、Emulgen123P、Emulgen147、Emulgen210P、Emulgen220、Emulgen306P、Emulgen320P、Emulgen404、Emulgen408、Emulgen409PV、Emulgen420、Emulgen430、Emulgen705、Emulgen707、Emulgen709、Emulgen1108、Emulgen1118S-70、Emulgen1135S-70、Emulgen2020G-HA、Emulgen2025G、EmulgenLS-106、EmulgenLS-110、EmulgenLS-114等。作为硅酮类表面活性剂,可以举出:信越化学工业株式会社制造的X-22-4272、X-22-6266、KF-351、KF-352、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-615A、KF-945、KF-618、KF-6011、KF-6015、KF-6004、BYK-CHEMIE株式会社制造的BYK-300、BYK-302、BYK-306、BYK-307、BYK-310、BYK-313、BYK-315、BYK-320、BYK-322、BYK-323、BYK-325、BYK-330、BYK-331、BYK-333、BYK-342、BYK-345/346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-370、BYK-377、BYK-378、BYK-3455、BYK-UV3510、BYK-UV3500、BYK-UV3530、BYK-UV3570等。
所谓氟-硅氧烷接枝聚合物是指:使至少在氟类树脂中含有硅氧烷和/或有机硅氧烷单体的聚硅氧烷和/或有机聚硅氧烷接枝化而得到的共聚物的聚合物。作为氟-硅氧烷接枝聚合物的市售品,可以举出:富士化成工业株式会社制造的ZX-022H、ZX-007C、ZX-049、ZX-047-D等。优选相对于涂布液中的固体成分添加0.005质量%以上且5质量%以下范围的这些成分。
可以在硬涂层及外涂层等功能层中含有丙烯酸类或其它的表面活性剂(表面调节剂、流平剂)。作为丙烯酸类的表面活性剂,例如可以举出:BYK-CHEMIE株式会社制造的BYK-350、BYK-354、BYK-355/356、BYK-358N/361N、BYK-381、BYK-392、BYK-394、BYK-3441、共荣社化学株式会社制造的PolyFlowNo.7、PolyFlowNo.50E、PolyFlowNo.50EHF、PolyFlowNo.54N、PolyFlowNo.75、PolyFlowNo.77、PolyFlowNo.85、PolyFlowNo.85HF、PolyFlowNo.90、PolyFlowNo.90D-50、PolyFlowNo.95、PolyFlowPW-95、PolyFlowNo.99C等。作为其它的表面活性剂,例如可以举出:BYK-CHEMIE株式会社制造的BYK-399、BYK-3440、BYK-3550、BYK-SILCLEAN3700、BYK-SILCLEAN3720、BYK-DYNWET800、日信化学工业株式会社制造的Surfynol104E、Surfynol104H、Surfynol104A、Surfynol104PA、Surfynol104PG-50、Surfynol104S、Surfynol420、Surfynol440、Surfynol465、Surfynol485、SurfynolSE、SurfynolSE-F、SurfynolPSA-336、Surfynol61、Dynol604、Dynol607、Surfynol2502、Surfynol82等。
本实施方式的硬涂层优选通过以下的方法将经过溶剂稀释的硬涂层组合物涂布于膜基材上并干燥从而固化而设置。作为溶剂,优选酮类或酯类。
作为酮类,可以举出:甲基乙基酮、丙酮、环己酮、甲基异丁基酮等。
作为酯类,可以举出:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯等,但并不限定于此。
作为其它的溶剂,可优选使用醇类(乙醇、甲醇、丁醇、正丙醇、异丙醇、二丙酮醇)、烃类(甲苯、二甲苯、苯、环己烷)、二醇醚类(丙二醇单甲基醚、丙二醇单丙基醚、乙二醇单丙基醚等)等。这些溶剂相对于硬涂层中含有的活性能量线固化型树脂100质量份,在20~200质量份的范围中使用,由此,作为硬涂层组合物的稳定性优异。
对涂布量而言,以湿膜厚计,0.1~40μm是适当的,优选为0.5~30μm。另外,以干膜厚计,平均膜厚0.1~30μm是适当的,优选为1~20μm,特别优选为4~15μm。
(硬涂层的制作方法)
硬涂层可以通过如下操作形成:使用凹版涂布、浸渍涂布、逆转涂布、线棒涂布机、模头(挤出)涂布、喷墨法等公知的涂布方法,对形成硬涂层的硬涂层组合物进行涂布,涂布后,进行干燥,以及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,硬涂层的机械膜强度(耐擦性、铅笔硬度)优异。
干燥优选在减速干燥区间的温度为90℃以上的高温下进行,更优选在95℃以上且130℃以下进行。通过将减速干燥区间的温度设为高温来进行处理,在硬涂层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,可容易地得到期望的算术平均粗糙度Ra。
通常已知若干燥工艺开始进行干燥,则干燥速度从恒定的状态逐渐变为减小的状态,将干燥速度为一定的区间称为恒速干燥区间,将干燥速度减小的区间称为减速干燥区间。在恒速干燥区间,流入的热量均被涂膜表面的溶剂蒸发消耗,若涂膜表面的溶剂较少,则蒸发面从表面移动至内部并进入减速干燥区间。然后,认为由于涂膜表面的温度上升并接近热风温度,因此,硬涂层组合物的温度上升,硬涂层组合物中的活性能量线固化型树脂的粘度降低而使流动性增加。
作为UV固化处理的光源,只要为产生紫外线的光源即可,可以没有限制地使用。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。照射条件根据不同的灯而不同,活性线的照射量通常为50~1000mJ/cm2,优选为50~300mJ/cm2
<具有紫外线吸收功能的有机化合物>
上述硬涂层中包含具有紫外线吸收功能的有机化合物(以下,也称为紫外线吸收化合物)。在本实施方式中,可使用熔点为20℃以下的紫外线吸收化合物,另外,可使用在分子内具有酯基的紫外线吸收化合物。
熔点为20℃以下的紫外线吸收化合物可以与熔点高于20℃的紫外线吸收化合物组合使用。同样,在分子内具有酯基的紫外线吸收化合物也可以与在分子内不具有酯基的紫外线吸收化合物组合使用。
本实施方式中使用的紫外线吸收化合物只要熔点为20℃以下即可,作为具体例,可以举出例如苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物,特别优选苯并三唑类化合物。
并且,本实施方式的紫外线吸收化合物从与硬涂层的树脂的相容性的方面考虑,优选具有碳原子数为8以上的烷基链、烯基链、亚烷基链或亚烷氧基链。
另外,本实施方式紫外线吸收化合物优选为分子量3000以下,特别优选为2000以下。
另外,作为可与上述的紫外线吸收化合物组合使用的紫外线吸收化合物,可以使用一般所使用的紫外线吸收化合物,具体而言,例如可以举出:羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍络盐类化合物等。其中,优选为苯并三唑;饿哦化合物(例如Tinuvin928(BASFJapan株式会社制造))。
以下示出本发明中所使用的紫外线吸收化合物的具体例,但并不限定于此。
[化学式17]
[化学式18]
的混合物(x:y=50:38质量比)
本实施方式的叠层膜除上述固化层以外,可以进一步具有功能层。在本实施方式中,功能层没有特别限定,但作为功能层,有防反射层、低折射率层、硬涂层、光散射层、光扩散层、抗静电层、导电层、电极层、双折射层、表面能量调节层、UV吸收层、色料层、耐水层、特定的气体阻隔层、耐热层、磁性层、抗氧化层、外涂层等许多应用。
[长条倾斜拉伸膜的制造方法]
上述的λ/4膜可使用以下所示的长条倾斜拉伸膜的制造方法制造。所谓长条倾斜拉伸膜是指:使取向方向相对于互相垂直的长度方向及宽度方向倾斜的长条状的倾斜拉伸膜。
长条倾斜拉伸膜的取向方向、即慢轴的方向为在膜面内,相对于膜的宽度方向形成超过0°且低于90°的角度的方向(自然地相对于膜的长度方向也形成超过0°且低于90°的角度的方向)。慢轴通常在拉伸方向或与拉伸方向成直角的方向显现,因此,通过相对于膜的宽度方向以超过0°且低于90°的角度进行拉伸,可制造具有该慢轴的长条倾斜拉伸膜。长条倾斜拉伸膜的宽度方向和慢轴所成的角度即取向角在超过0°且低于90°的范围,可以任意地设定为期望的角度。
在本实施方式中,所谓长条是指相对于膜的宽度具有至少5倍以上的长度,优选具有10倍或者其以上的长度,具体而言,可以认为是具有可卷绕成辊状进行保管或运送的长度(膜卷)。
在制造长条倾斜拉伸膜时,通过连续地制造膜,可使膜形成期望的长度。另外,长条倾斜拉伸膜可以在将长条膜制膜后将其暂且卷绕于卷芯而形成卷绕体(长条膜卷料)并将长条膜从该卷绕体供给于倾斜拉伸工序而制造,也可以从制膜工序连续地供给于倾斜拉伸工序在不对成膜后的长条膜进行卷绕来制造。连续地进行制膜工序和倾斜拉伸工序可反馈拉伸后的膜的膜厚或光学值的结果,从而变更制膜条件,能够得到期望的长条倾斜拉伸膜,故优选。
以下,参照适宜附图对本发明的实施方式具体地进行说明。另外,在以下的说明中,记为长条膜的情况是指成为倾斜拉伸工序中的拉伸对象的长条状的膜,与倾斜拉伸后的长条倾斜拉伸膜相区别。
(长条膜的制膜法)
对本实施方式的长条膜而言,以下所示的溶液流延法、熔融流延法均可制膜。以下,对各制膜法进行说明。另外,以下,作为长条膜,对例如纤维素酯类树脂膜成膜的情况进行说明,但对于其它的树脂膜的成膜当然也可以应用。
[溶液流延法]
从膜的着色抑制、异物缺陷的抑制、分模线等光学缺陷的抑制、膜的平面性、透明度优异等观点考虑,优选通过溶液流延法对长条膜进行制膜。
(有机溶剂)
通过溶液流延法制造本实施方式的纤维素酯类树脂膜的情况时对于形成胶浆有用的有机溶剂只要为同时溶解纤维素乙酸酯、其它添加剂的有机溶剂即可,可以没有限制地使用。
例如,作为氯类有机溶剂,可以举出二氯甲烷,作为非氯类有机溶剂,可以举出:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、丙酮、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、1,4-二烷、环己酮、甲酸乙酯、2,2,2-三氟乙醇、2,2,3,3-六氟-1-丙醇、1,3-二氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、硝基乙烷等,可优选使用二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮。
在胶浆中,除上述有机溶剂以外,优选含有1~40质量%的碳原子数为1~4的直链或支链状的脂肪族醇。若胶浆中的醇的比率变高,则网状发生凝胶化,从金属支承体的剥离变得容易,另外,醇的比例少时,也具有促进非氯类有机溶剂中的纤维素乙酸酯的溶解。
特别优选为在含有二氯甲烷及碳原子数为1~4的直链或支链状的脂肪族醇的溶剂中至少溶解总计15~45质量%的丙烯酸树脂、纤维素酯树脂和丙烯酸粒子这三种而得到的胶浆组合物。
作为碳原子数为1~4的直链或支链状的脂肪族醇,可以举出:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。其中,从可确保胶浆的稳定性、沸点较低、干燥性良好等方面考虑,优选乙醇。
(溶液流延)
本实施方式的纤维素酯类树脂膜可通过溶液流延法制造。溶液流延法可通过如下工序进行:使树脂及添加剂溶解于溶剂而制备胶浆的工序;将胶浆流延在带状或者鼓状的金属支承体上的工序;对流延的胶浆进行干燥形成时网的工序;从金属支承体上剥离的工序;进行拉伸或宽度保持的工序、进一步进行干燥的工序;对精加工的膜进行卷绕的工序等。
胶浆中的纤维素乙酸酯的浓度高的可减少流延于金属支承体后的干燥负荷,优选,但若浓度过高,则过滤时的负荷增加,从而过滤精度变差。作为兼具上述的浓度,优选10~35质量%,进一步优选为15~25质量%。流延(浇铸)工序中的金属支承体优选表面经过镜面精加工的金属支承体,作为金属支承体,可优选使用在不锈钢带或在铸件上的表面经过镀敷精加工的鼓。
流延工序的金属支承体的表面温度设定为-50℃~溶剂不会沸腾而发泡的温度以下。支承体温度高的可以使湿网的干燥速度变快,故优选,但若过高,则有时网发泡、或平面性变差。
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℃。或通过进行冷却使网凝胶化而在大量含有残留溶剂的状态下从滚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、或使温水与金属支承体的背侧接触的方法。由于使用温水的方法可有效地进行热的传递,金属支承体的温度达到一定的时间短,故优选。
在使用暖风的情况下,考虑溶剂的蒸发潜热引起的湿网温度降低,有时使用溶剂沸点以上的暖风,同时防止发泡并且使用高于目标温度的温度的风。
特别优选在从流延至剥离之间变更支承体的温度及干燥风的温度,有效地进行干燥。
纤维素酯类树脂膜为了显示良好的平面性,将湿网从金属支承体剥离时的残留溶剂量优选为10~150质量%,进一步优选为20~40质量%或60~130质量%,特别优选为20~30质量%或70~120质量%。在此,残留溶剂量由下述式定义。
残留溶剂量(质量%)={(M-N)/N}×100
需要说明的是,M为在制造中或制造后的任意的时刻采集湿网或膜的试样的质量(g),N为将M在115℃下加热1小时后的质量(g)。
另外,在纤维素类树脂膜的干燥工序中,优选将湿网从金属支承体剥离并进一步进行干燥使残留溶剂量为1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下,特别优选为0~0.01质量%以下。
在膜干燥工序中,一般通过辊干燥方式(使湿网交替通过上下配置的多个辊并进行干燥的方式)或通过拉幅机方式在传送网的同时进行干燥的方法。
[溶融流延法]
熔融流延法容易使后述的倾斜拉伸后的膜的厚度方向的延迟Rt减小,从残留挥发性成分量少、膜的尺寸稳定性优异等观点考虑,优选为制膜法。熔融流延法是指:将含有树脂及增塑剂等添加剂的组合物加热熔融至显示流动性的温度,然后,对含有流动性的纤维素乙酸酯的熔融物进行流延而形成膜的方法。通过熔融流延形成的方法可分类为熔融挤出(成形)法、加压成形法、吹塑成形法、注塑成形法、吹塑成形法、拉伸成形法等。其中,优选可得到机械强度及表面精度等优异的膜的熔融挤出法。另外,熔融挤出中使用的多种原材料优选通常预先进行混炼并进行颗粒化。
颗粒化通过公知的方法进行即可。例如使用供料器将干燥纤维素乙酸酯或增塑剂、其它添加剂供给到挤出机中,使用单螺杆或双螺杆挤出机进行混炼,从模头挤出为条股状,进行水冷却或空气冷却后,进行切割,由此可颗粒化。
添加剂可以在供给到挤出机之前混合,也可以分别通过各自的供料器进行供给。另外,为了使粒子及抗氧化剂等少量的添加剂均匀混合,优选预先进行混合。
就挤出机而言,优选在可以颗粒化且尽可能低的温度下进行加工,使得抑制剪切力,并避免树脂劣化(分子量降低、着色、生成凝胶等)。例如在使用双螺杆挤出机的情况下,优选使用深槽型的螺杆,并在同方向上旋转。从混炼均匀性的方面来看,优选咬合型。
使用如上得到的颗粒进行制膜。当然,也可以不进行颗粒化而将原材料的粉末直接用供料器供给于押出机,直接进行制膜。
使用单螺杆或双螺杆型的挤出机,并将挤出时的熔融温度设为200~300℃的左右并通过叶盘型过滤器对上述颗粒进行过滤而除去杂质,然后从T型模头进行流延形成膜状,用冷却辊和弹性接触辊夹持膜并使其在冷却辊上固化。
从供给料斗向挤出机导入上述颗粒时,优选处于真空或减压下,或处于惰性气体氛围下而防止氧化分解等。
挤出流量优选使导入齿轮泵等操作稳定地进行的量。另外,用于除去异物的过滤器可优选使用不锈钢纤维烧结过滤器。就不锈钢纤维烧结过滤器而言,将不锈钢纤维体制成复杂缠绕的状态,然后进行压缩,并对接触处进行烧结,使其一体化而得到,可以通过该纤维的粗细和压缩量来改变密度,从而调整过滤精度。
增塑剂或粒子等添加剂可以预先与树脂混合,可以在挤出机的中途混入。为了均匀地混合,优选使用静态混合器等混合装置。
用冷却辊和弹性接触辊夹持膜时接触辊侧的膜温度优选为膜的Tg(玻璃态转变问题)以上且Tg+110℃以下。作为出于这样的目的而使用的具有弹性体表面的弹性接触辊,可以使用公知的辊。
弹性接触辊也称为夹压旋转体。作为弹性接触辊,也可以使用市售的弹性接触辊。
将膜从冷却辊上剥离时,优选控制张力而防止膜的变形。
另外,通过上述的各制膜法而制成的长条膜可以为单层或者2层以上的叠层膜。叠层膜可通过共挤出成形法、共流延成形法、膜层压法、涂布法等公知的方法得到。其中,优选共挤出成形法、共流延成形法。
(长条膜的规格)
本实施方式中的长条膜的厚度为10~70μm,优选为10~60μm,更优选为10~50μm,更优选为15~35μm。另外,在本实施方式中,供给于后述的拉伸区域的长条膜的移动方向(输送方向)的厚度不均σm从保持将后述的倾斜拉伸拉幅机入口处的膜的牵引张力为恒定、使取向角或延迟这样的光学特性稳定的观点考虑,需要低于0.30μm,优选低于0.25μm,进一步优选低于0.20μm。若长条膜的移动方向上厚度不均σm为0.30μm以上,则长条倾斜拉伸膜的延迟或取向角这样的光学特性的不均明显变差。
另外,作为长条膜,也可以供给具有宽度方向上的厚度梯度的膜。对长条膜的厚度梯度而言,通过对实验性地改变各种厚度梯度而得到的膜进行拉伸,使制得的后工序中拉伸完成的位置的膜厚度最均匀,从而凭经验求出。长条膜的厚度不均例如可以进行调整,使厚度较厚侧的端部的厚度比厚度较薄侧的端部厚0.5~3%左右。
长条膜的宽度没有特别限定,可设为500~4000mm,优选设为1000~2000mm。
长条膜的倾斜拉伸时的拉伸温度的优选的弹性模量以杨氏模量表示为0.01MPA以上且5000MPa以下,进一步优选为0.1MPa以上且500MPa以下。若弹性模量过低,则拉伸时、拉伸后的收缩率变低,褶皱不易消失。另外,若弹性模量过高,则在拉伸时施加的张力变大,需要提高夹持膜的两侧缘部部分的强度,对于后工序的拉幅机的负荷变大。
另外,作为长条膜,可以使用无取向的长条膜,也可以供给预先具有取向的膜。另外,可以根据需要长条膜的取向沿宽度方向的分布形成为弓形状、所谓弧状弯曲。总之,可以对长条膜的取向状态进行调整,能够使后工序中拉伸完成的位置的膜的取向成为期望的取向。
[倾斜拉伸膜的制造方法及制造装置>
接着,对将上述长条膜相对于宽度方向沿倾斜方向进行拉伸而制造长条状的倾斜拉伸膜的倾斜拉伸膜制造方法及制造装置进行说明。
(装置的概要)
图3为示意性地表示倾斜拉伸膜的制造装置1的概略构成的俯视图。制造装置1从长条膜的输送方向上游侧开始依次具备膜抽出部2、输送方向变更部3、导辊4、拉伸部5、导辊6、输送方向变更部7、膜切断装置8和膜卷绕部9。另外,对拉伸部5的详细情况进行后述。
膜抽出部2抽出上述的长条膜并供给于拉伸部5。该膜抽出部2可以与长条膜的制膜装置分开构成,也可以一体构成。在前者的情况下,通过将长条膜在制膜后暂且卷绕于卷芯而成为卷绕体(长条膜卷绕)的膜填装于膜抽出部2,由此可从膜抽出部2抽出长条膜。另一方面,在后者的情况下,膜抽出部2在长条膜的制膜后,向拉伸部5抽出而不卷绕该长条膜。
输送方向变更部3将从膜抽出部2抽出的长条膜的输送方向变更为面对作为倾斜拉伸拉幅机的拉伸部5的入口的方向。这样的输送方向变更部3如下构成:例如,通过含有输送膜的同时进行转折从而变更输送方向的转向杆、以及使该转向杆在与膜平行的面内旋转的旋转台。
通过利用输送方向变更部3对长条膜的输送方向如上进行变更,可使制造装置1整体的宽度更狭窄,并且能够精细地控制膜的送出位置及角度,可得到膜厚、光学值的不均小的长条倾斜拉伸膜。另外,若将膜抽出部2及输送方向变更部3设为可移动(可滑动、可旋回),则可有效地防止在拉伸部5中夹持长条膜的宽度方向的两端部的左右的夹具(把持件)对膜的啮入不良。
另外,上述的膜抽出部2优选可滑动及旋回,使其相对于拉伸部5的入口以指定角度送出长条膜。此时,也可以采用省略了输送方向变更部3的设置的构成。
为了使长条膜行进时的轨道稳定,在拉伸部5的上游侧至少设置1根导辊4。另外,导辊4可以由夹持膜的上下一对辊对构成,也可以由多个辊对构成。最靠近拉伸部5的入口的导辊4为引导膜的行进的从动辊,未图示的轴承部各自旋转自如地对其进行轴支承。作为导辊4的材质,可以使用公知的材料。另外,为了防止膜的划伤,优选通过对导辊4的表面实施陶瓷涂布或对铝等轻金属实施镀铬等使导辊4轻质化。
另外,比最靠近拉伸部5的入口的导辊4更靠上游侧的辊中的1根优选压接橡胶辊并进行夹持。通过形成这样的夹持辊,可对膜在流动方向上的抽出张力的变动进行抑制。
最靠近拉伸部5的入口的导辊4的两端(左右)的一对轴承部分别设置第1张力检测装置、第2张力检测装置作为用于检测该辊中膜产生的张力的膜张力检测装置。作为膜张力检测装置,例如可以使用测力负载传感器。作为测力负载传感器,可以使用拉伸或压缩型的公知的测力负载传感器。测力负载传感器为利用安装于应变体的应变仪将作用于着力点的负载转换为电信号而检测的装置。
测力负载传感器通过设置于最靠近拉伸部5的入口的导辊4左右的轴承部,可左右独立地检测行进中的膜对辊产生的力,即在膜的两侧边缘附近产生的在膜前进方向上的张力。另外,也可以在构成辊的轴承部的支承体上直接安装应变仪并基于该支承体上产生的应变检测负载即膜张力。产生的应变和膜张力的关系预先测量,是已知的。
从膜抽出部2或输送方向变更部3向拉伸部5供给的膜的位置及输送方向自面对拉伸部5的入口的位置及输送方向偏移时,由于该偏移量,最靠近拉伸部5的入口的导辊4中的膜的两侧边缘附近的张力产生差异。因此,通过设置如上所述的膜张力检测装置来检测上述的张力差,可判别该偏移的程度。即,若膜的输送位置及输送方向适当(若为面对拉伸部5的入口的位置及方向),则作用于上述导辊4的负载在轴方向的两端大致均等,但若不适当,则在左右膜张力产生差异。
因此,若通过例如上述输送方向变更部3适当地调整膜的位置及输送方向(相对于拉伸部5的入口的角度),使最靠近拉伸部5的入口的导辊4的左右的膜张力差相等,则拉伸部5的入口部的利用把持件的膜的把持稳定,可减少把持件脱落等故障的发生。并且,可以使利用拉伸部5倾斜拉伸后的膜的宽度方向的物性稳定。
为了使经过拉伸部5倾斜拉伸的膜在行进时的轨道稳定,在拉伸部5的下游侧至少设置1根导辊6。
输送方向变更部7将从拉伸部5输送拉伸后的膜的输送方向变更为面对膜卷绕部9的方向。
在此,为了应对取向角(膜的面内慢轴的方向)的微调整或制品变型,需要调整拉伸部5的入口处的膜前进方向和拉伸部5的出口处的膜前进方向所成的角度。为了调整该角度,需要对制成的膜的前进方向利用输送方向变更部3进行变更而将膜导入拉伸部5的入口和/或将从拉伸部5的出口出来的膜的前进方向利用输送方向变更部7进行变更而将膜返回到膜卷绕部9的方向。
另外,从产生率或收率的方面考虑,优选连续地进行制膜及倾斜拉伸。在连续地进行制膜工序、倾斜拉伸工序、卷绕工序的情况下,利用输送方向变更部3和/或输送方向变更部7对膜的前进方向进行变更,使制膜工序和卷绕工序中膜的前进方向一致,即,如图3所示,使从膜抽出部2抽出的膜的前进方向(抽出方向)和利用膜卷绕部9卷绕之前的膜的前进方向(卷绕方向)一致,由此可以减小相对于膜前进方向的装置整体的宽度。
另外,制膜工序和卷绕工序中膜的前进方向未必需要一致,但优选利用输送方向变更部3和/或输送方向变更部7对膜的前进方向进行变更,使膜抽出部2和膜卷绕部9成为不干涉的布局。
作为如上所述的输送方向变更部3和7,可通过气流辊或者空气转向杆等公知的方法来实现。
膜切断装置8将经过拉伸部5拉伸的膜(长条倾斜拉伸膜)沿包含宽度方向的剖面切断,从而具有切断部件。切断部件例如由剪刀或切割机(包含分切机、带状的刃(汤姆逊(トムソン)刀))构成,但并不限定于这些,此外,也可以由旋转的圆锯或激光照射装置等构成。
膜卷绕部9对从拉伸部5经由输送方向变更部7输送的膜进行卷绕,例如由绕线装置、蓄积装置、驱动装置等构成。膜卷绕部9为了调整膜的卷绕位置,优选为可沿横向滑动的结构。
使置膜卷绕部9可以精细地控制膜的牵引位置及角度,相对于拉伸部5的出口以指定角度牵引膜。由此,可得到膜厚、光学值的不均小的倾斜拉伸膜。另外,可有效地防止膜的褶皱的产生,并且膜的卷绕性提高,因此将膜以长条的形式卷绕。
该膜卷绕部9构成牵引部,其对经过拉伸部5拉伸并输送的膜以一定的张力进行牵引。另外,可以在拉伸部5和膜卷绕部9之间设置用于以一定的张力牵引膜的牵引辊。另外,也可以使上述的导辊6具有作为上述牵引辊的功能。
在本实施方式中,拉伸后的膜的牵引张力T(N/m)在100N/m<T<300N/m、优选在150N/m<T<250N/m之间进行调整。上述的牵引张力为100N/m以下时,容易产生膜的松弛或褶皱,延迟、取向角的膜宽度方向的分布变差。相反,若牵引张力为300N/m以上,则取向角的膜宽度方向的不均变差,使宽度收率(宽度方向的取得效率)变差。
另外,在本实施方式中,优选以低于±5%、优选低于±3%的精度控制上述牵引张力的变动。若上述牵引张力T的变动为±5%以上,则宽度方向及流动方向(输送方向)的光学特性的不均变大。作为将上述牵引张力T的变动控制在上述范围内的方法,可以举出:测定对拉伸部5的出口侧的最开始的辊(导辊6)施加的负载即膜的张力,使其值恒定,并通过一般的PID控制方式对牵引辊或膜卷绕部9的卷绕辊的旋转速度进行控制的方法。作为测定上述负载的方法,可以举出:在导辊6的轴承部安装测力负载传感器,测定对导辊6施加的负载即膜的张力的方法。作为测力负载传感器,可以使用拉伸型或压缩型的公知的测力负载传感器。
对拉伸后的膜而言,从拉伸部5的利用把持件的把持释放并从拉伸部5的出口排出,根据需要对经过把持件把持的膜两端(两侧)进行修剪后,利用膜切断装置8按照指定长度切断,依次卷绕于卷芯(卷绕辊)成为倾斜拉伸膜的卷绕体。
另外,在卷绕倾斜拉伸膜之前,出于防止膜彼此的粘连的目的,可以将掩蔽膜重叠于倾斜拉伸膜并同时进行卷绕,也可以在通过卷绕而重叠的倾斜拉伸膜的至少一个端部(优选两个端部)贴合胶带(tApe)等并进行卷绕。作为掩蔽膜,只要可保护倾斜拉伸膜即可,没有特别限制,例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等。
(拉伸部的详细情况)
接着,对上述的拉伸部5的详细情况进行说明。图4为示意性地表示拉伸部5的导轨模式的一个例子的俯视图。但是,其为一个例子,拉伸部5的构成并不限定于此。
本实施方式中的长条倾斜拉伸膜的制造使用可倾斜拉伸的拉幅机(倾斜拉伸机)作为拉伸部5来进行。该拉伸机为将长条膜加热至可拉伸的任意的温度并进行倾斜拉伸的装置。该拉幅机具备加热区域Z、左右一对导轨Ri、Ro、沿导轨Ri、Ro行进并且输送膜的多个把持件Ci、Co(在图4中仅图示1组把持件)。另外,对加热区域Z的详细情况进行后述。导轨Ri、Ro通过分别对多个导轨部以连结部连结而构成(图4中的白圈为连结部的一个例子)。把持件Ci、Co由把持膜宽度方向的两端的夹具构成。
图4中,长条膜的抽出方向D1与拉伸后的长条倾斜拉伸膜的卷绕方向D2不同,在与卷绕方向D2之间形成抽出角度θi。抽出角度θi为超过0°且低于90°的范围,可以任意地设定为期望的角度。
如上所述,抽出方向D1和卷绕方向D2不同,因此,拉幅机的导轨模式成为左右非对称的形状。而且,根据对应制造的长条倾斜拉伸膜赋予的取向角θ、拉伸倍率等,可手动或自动调整导轨模式。在本实施方式的制造方法中所使用的倾斜拉伸机中,优选可自由地设定构成导轨Ri、Ro的各导轨部及导轨连结部的位置,任意地变更导轨模式。
在本实施方式中,拉幅机的把持件Ci、Co与前后的把持件Ci、Co保持恒定间隔,以恒定速度行进。把持件Ci、Co的行进速度可适宜选择,但通常为1~150m/分钟。左右一对的把持件Ci、Co的行进速度之差通常为行进速度的1%以下,优选为0.5%以下,更优选为0.1%以下。这是因为,若在拉伸工序出口膜的左右存在前进速度差,则在拉伸工序出口产生褶皱、偏斜,因此,要求左右的把持件Ci、Co的速度差实质上为相同速度。在一般的拉幅机装置等中,根据驱动链条的链轮的齿的周期、驱动马达的频率等,存在产生秒以下级别的速度不均,经常产生几%的不均,但这不属于本发明的实施方式中叙述的速度差。
在本实施方式的制造方法中使用的倾斜拉伸机中,特别是在膜的输送发生倾斜的处,对限制把持件的导轨经常要求大的弯曲率。从避免急剧的弯曲引起的把持件彼此的干涉、或者避免局部的应力集中的目的考虑,优选在弯曲部使把持件的轨迹描绘成曲线。
如上所述,为了对长条膜赋予倾斜方向的取向而使用的倾斜拉伸拉幅机优选为通过使导轨模式多样地变化,可自如地设置膜的取向角,并且,可以使膜的取向轴(慢轴)在整个膜宽度方向左右均等地高精度地取向,且可以高精度控制膜厚度或延迟的拉幅机。
接着,对拉伸部5的拉伸动作进行说明。长条膜利用左右的把持件Ci、Co把持其两端,在加热区域Z内伴随把持件Ci、Co的行进而输送。对左右的把持件Ci、Co而言,在拉伸部5的入口部(图中A的位置),在与膜的前进方向(抽出方向D1)大致垂直的方向对置且左右非对称的导轨Ri、Ro上分别行进,在拉伸结束时的出口部(图中B的位置)释放把持的膜。由把持件Ci、Co释放的膜利用上述的膜卷绕部9卷绕于卷芯。一对导轨Ri、Ro分别具有环状的连续轨道,在拉幅机的出口部释放了把持膜的把持件Ci、Co在外侧的导轨行进并依次返回到入口部。
此时,导轨Ri、Ro由于为左右非对称,因此,在图4的例子中,在图中A位置对置的左右把持件Ci、Co的位置关系随着在导轨Ri、Ro上行进变为:在导轨Ri侧(里道(in-courseside))行进的把持件Ci快于在导轨Ro侧(外道(out-courseside))行进的把持件Co。
即,在图中A的位置,在相对于膜的抽出方向D1大致垂直的方向对置的把持件Ci、Co中,一个把持件先到达Ci膜拉伸结束时的位置B时,连接把持件Ci、Co的直线相对于与膜的卷绕方向D2大致垂直的方向仅倾斜角度θL。进行以上的操作将长条膜相对于宽度方向以θL的角度进行倾斜拉伸。在此,大致垂直表示在90±1°的范围。
接着,对上述的加热区域Z的详细情况进行说明。拉伸部5的加热区域Z由预热区域Z1、拉伸区域Z2及热固定区域Z3构成。在拉伸部5中,利用把持件Ci、Co把持的膜依次通过预热区域Z1、拉伸区域Z2、热固定区域Z3。在本实施方式中,预热区域Z1和拉伸区域Z2由隔壁隔开,拉伸区域Z2和热固定区域Z3由隔壁隔开。
预热区域Z1是指:在加热区域Z的入口部中,把持了膜的两端的把持件Ci、Co在左右(膜宽度方向)保持恒定的间隔的状态下行进的区间。
拉伸区域Z2是指:把持了膜的两端的把持件Ci、Co的间隔产生距离并达到指定间隔的区间。此时,进行如上所述的倾斜拉伸,但可以根据需要在倾斜拉伸前后沿纵向或者横向进行拉伸。
热固定区域Z3是指:在拉伸区域Z2后方的把持件Ci、Co的间隔再次成为恒定的区间,即两端的把持件Ci、Co在互相保持平行的状态下行进的区间。
另外,拉伸后的膜通过热固定区域Z3后,可以使其通过区域内的温度设定为构成膜的热塑性树脂的玻璃态转变温度Tg(℃)以下的区间(冷却区域)。此时,考虑冷却引起的膜的收缩,可以采用如预先使对置的把持件Ci·Co的间隔狭窄的导轨模式。
相对于热塑性树脂的玻璃态转变温度Tg,优选将预热区域Z1的温度设定为Tg~Tg+30℃、拉伸区域Z2的温度设定为Tg~Tg+30℃、热固定区域Z3及冷却区域的温度生为Tg-30~Tg+20℃。
另外,预热区域Z1、拉伸区域Z2及热固定区域Z3的长度可适宜选择,相对于拉伸区域Z2的长度,预热区域Z1的长度通常为100~150%,热固定区域Z3的长度通常为50~100%。
另外,若将拉伸前的膜的宽度设为Wo(mm)、拉伸后的膜的宽度设为W(mm),则拉伸工序中的拉伸倍率R(W/Wo)优选为1.3~3.0,更优选为1.5~2.8。若拉伸倍率在该范围,则膜的宽度方向的厚度不均变小,故优选。在倾斜拉伸拉幅机的拉伸区域Z2中,若在宽度方向对拉伸温度赋予差,则可以使宽度方向上的厚度不均为进一步良好的水平。另外,上述的拉伸倍率R与在拉幅机入口部把持的夹具两端的间隔W1在拉幅机出口部成为间隔W2时的倍率(W2/W1)相等。
另外,拉伸部5中的倾斜拉伸的方法并不限定于上述的方法,例如可通过日本特开2008-23775号公报中所公开的那样同时进行双轴拉伸来进行倾斜拉伸。另外,同时双轴拉伸为如下方法:利用各把持件把持所供给的长条膜的宽度方向的两端部,使各把持件在移动的同时输送长条膜,并且将长条膜的输送方向在设定恒定的状态下,使一个把持件的移动速度和另一个把持件的移动速度不同,由此对长条膜沿相对于宽度方向倾斜的方向进行拉伸。此外,也可以通过日本特开2011-11434号公报中所公开的那样的方法进行倾斜拉伸。
<长条倾斜拉伸膜的品质>
就通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜拉伸膜而言,优选取向角θ相对于卷绕方向在例如大于0°且低于90°的范围倾斜,且在至少1300mm的宽度中宽度方向的面内延迟Ro的不均为10nm以下、取向角θ的不均为10°以下。另外,上述长条倾斜拉伸膜在波长550nm下测得的面内延迟值Ro(550)优选为60nm以上且220nm以下的范围,更优选为80nm以上且200nm以下的范围,进一步优选为90nm以上且190nm以下的范围。
即,在通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜拉伸膜中,面内延迟Ro的不均沿宽度方向在至少1300mm中为2nm以下,优选为1nm以下。通过使面内延迟Ro的不均为上述范围,在将长条倾斜拉伸膜与起偏镜贴合而形成圆偏振片并将其应用于有机EL图像显示装置时,可对进行黑显示时外光反射光的泄漏引起的颜色不均进行抑制。另外,在将长条倾斜拉伸膜用作例如液晶显示装置用的相位差膜的情况下,也可以使显示品质良好。
另外,在通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜拉伸膜中,取向角θ的不均优选在宽度方向的至少1300mm处为10°以下,更优选为5°以下,最优选为1°以下。若将取向角θ的不均超过0.5的长条倾斜拉伸膜与起偏镜贴合而形成圆偏振片,并将其安装于有机EL显示装置等的图像显示装置,则有时产生漏光,使明暗的对比度降低。
另外,上述Ro为面内慢轴方向的折射率nx和在面内与上述慢轴垂直的方向的折射率ny之差乘以膜的平均厚度d而得到的值(Ro=(nx-ny)×d)。
通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜拉伸膜的平均厚度从机械强度及显示装置的薄型化等观点考虑为10~70μm,优选为10~60μm,进一步优选为10~50μm,特别优选为15~35μm。另外,上述长条倾斜拉伸膜的宽度方向的厚度不均对卷绕的好坏造成影响,因此,优选为3μm以下,更优选为2μm以下。
<圆偏振片>
在本实施方式中,可依次叠层偏振片保护膜、起偏镜、λ/4膜而构成圆偏振片。此时,λ/4膜的慢轴和起偏镜的吸收轴(或透过轴)形成的角度为45°。在本实施方式中,优选依次叠层长条状偏振片保护膜、长条状起偏镜、长条状λ/4膜(长条倾斜拉伸膜)而形成。
本实施方式的圆偏振片可使用对掺杂了碘或二色性染料的聚乙烯醇进行拉伸而成的膜作为起偏镜并以λ/4膜/起偏镜的构成进行贴合而制造。起偏镜的膜厚为5~40μm,优选为5~30μm,特别优选为5~20μm。
偏振片可通过一般的方法制作。经过碱皂化处理的λ/4膜优选使用完全皂化型聚乙烯醇水溶液贴合于对聚乙烯醇类膜在碘溶液中进行浸渍拉伸而制作的起偏镜的一个表面。
偏振片可进一步在该偏振片的与偏振片保护膜相反的表面贴合剥离膜而构成。保护膜及剥离膜在偏振片发货时、制品检查时等出于保护偏振片的目的而使用。
<有机EL图像显示装置>
图5为表示本实施方式的有机EL图像显示装置100的概略构成的剖面图。另外,有机EL图像显示装置100的构成并不限定于此。
有机EL图像显示装置100通过在有机EL元件101上经由粘接层201形成圆偏振片301而形成。有机EL元件101在使用有玻璃或聚酰亚胺等的基板111上依次具有金属电极112、发光层113、透明电极(ITO等)114、密封层115而构成。另外,金属电极112可以由反射电极和透明电极构成。
圆偏振片301从有机EL元件101侧依次叠层光学膜316、粘接层315、起偏镜311、粘接层312、λ/4膜313、固化层314。另外,光学膜316、粘接层315、起偏镜311、粘接层312、λ/4膜313、固化层314分别与图1的保护膜26、粘接层25、起偏镜21、粘接层22、λ/4膜23、固化层24对应。另外,光学膜316在此为λ/4膜,贴合光学膜316,使起偏镜311的透过轴和光学膜316的慢轴形成的角度约为45°(或135°)。另外,有机EL图像显示装置100还具有相当于图1的前面侧窗部13及填充材料14的部件,但在图5中省略其图示。
上述的固化层314不仅具有防止有机EL图像显示装置100的表面的划伤的效果,而且还具有防止圆偏振片301产生的翘曲的效果。并且,可以在固化层314上具有防反射层。上述有机EL元件101自身的厚度为1μm左右。
在上述的构成中,若对金属电极112和透明电极114施加电压,则相对于发光层113,从金属电极112及透明电极114中作为阴极的电极注入电子,从作为阳极的电极注入空穴,两者在发光层113再结合,由此,产生对应于发光层113的发光特性的可见光线的发光。发光层113中产生的光直接或在金属电极112上反射后,经由明电极114及圆偏振片301透出至外部。
此时,透过了圆偏振片301的起偏镜311的直线偏振光由λ/4膜313转换为圆偏振光或椭圆偏振光,因此,即使安装偏振太阳镜来以任何角度观察有机EL显示装置100的显示图像时,也可将与偏振太阳镜的透过轴平行的光的成分引导至观察者的眼中而观察到显示图像。
可是,通常,在有机EL图像显示装置中,在透明基板上依次叠层金属电极、发光层和透明电极而形成作为发光体的元件(有机EL元件)。在此,发光层为各种有机薄膜的叠层体,例如已知有由三苯基胺衍生物等构成的空穴注入层和由蒽等荧光性的有机固体构成的发光层的叠层体、或这样的发光层和由苝衍生物等构成的电子注入层的叠层体、或这些空穴注入层、发光层、及电子注入层的叠层体等具有各种组合的构成。
有机EL图像显示装置以如下原理发光:通过对透明电极和金属电极施加电压,向发光层注入空穴和电子,通过这些空穴和电子的再结合而产生的能量激发荧光物质,经过激发的荧光物质返回到基态时放射光。中途再结合的机制与通常的二极管相同,由此也可以预测,电流和发光强度相对于施加电压显示伴有整流性的、较强的非线形性。
在有机EL图像显示装置中,为了取出发光层的发光,至少一个电极必须透明,通常使用氧化铟锡(ITO)等透明导电体形成的透明电极作为阳极。另一方面,为了容易进行电子注入而提高发光效率,在阴极使用功函数小的物质是重要的,通常使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。
在如上所述的构成的有机EL图像显示装置中,发光层由厚度为10nm左右的极薄的膜形成。因此,发光层也与透明电极相同,光基本完全透过。其结果是,非发光时从透明基板的表面入射、透过透明电极和发光层在金属电极上反射的光再次向透明基板的表面侧射出,因此从外部辨认时,可见有机EL图像显示装置的显示面如镜面。
本实施方式的圆偏振片适于如上所述的外部光反射特别成为问题的有机EL图像显示装置。
即,在有机EL元件101非发光时,通过室内照明等从有机EL元件101的外部入射的外光由圆偏振片301的起偏镜311吸收一半,剩余的一半作为直线偏振光透过,入射于光学膜316。入射于光学膜316的光由于起偏镜311的透过轴和光学膜316的慢轴以45°(或135°)交叉的方式配置,因此,通过透过光学膜316而转换为圆偏振光。
从光学膜316射出的圆偏振光在有机EL元件101的金属电极112上发生镜面反射时,位相180度翻转,作为反向的圆偏振光反射。该反射光入射于光学膜316,由此转换为与起偏镜311的透过轴垂直(与吸收轴平行)的直线偏振光,因此,被起偏镜311完全吸收,不会向外部射出。即,通过圆偏振片301,可以降低有机EL元件101对外光的反射。
[实施例]
以下,还举出比较例对本实施方式中的偏振片的具体例的实施例进行说明。另外,本发明并不限定于以下的实施例。另外,以下,使用“份”或者“%”的记载,只要没有特别说明,则这些表示“质量份”或者“质量%”。
<长条膜的制作>
通过以下的方法制作长条膜A~C。
(长条膜A)
长条膜A为聚碳酸酯类树脂膜(PC),可通过以下的制造方法制作。
《胶浆组合物》
将上述组合物投入于密闭容器,在加压下保温为80℃,一边搅拌一边使其完全溶解,得到胶浆组合物。
接着,过滤该胶浆组合物,进行冷却并保持在33℃,均匀地流延在不锈钢带上,在33℃下干燥5分钟。然后,在65℃下调整干燥时间,使延迟为5nm,从不锈钢带上剥离后,一边以多个辊输送一边结束干燥,得到膜厚为85μm、宽度1000mm、光弹性系数为2.5×10-11(Pa-1)的长条膜A。
(长条膜B)
长条膜B为环烯烃类树脂膜(COP),可通过以下的制造方法制作。
在氮氛围下,将脱水的环己烷500质量份、1-己烯1.2质量份、二丁醚0.15质量份、三异丁基铝0.30质量份在室温下放入反应器并混合后,一边保持45℃一边经2小时连续地添加由三环[4.3.0.12,5]癸-3,7-二烯(二环戊二烯、以下,略记为DCP)20质量份、1,4-亚甲基-1,4,4a,9a-四氢芴(以下,略记为MTF)140质量份、及8-甲基-四环[4.4.0.12,5.17,10]-十二碳-3-烯(以下,略记为MTD)质量40份构成的降冰片烯类单体混合物和六氯化钨(0.7%甲苯溶液)40质量份进行聚合。在聚合溶液中加入丁基缩水甘油醚1.06质量份和异丙醇0.52质量份,使聚合催化剂失活而停止聚合反应。
接着,相对于含有得到的开环聚合物的反应溶液100质量份加入环己烷270质量份,再加入作为氢化催化剂的镍-氧化铝催化剂(日挥催化剂化学株式会社制造)5质量份,通过氢加压至5MPa,一边搅拌一边加热至温度200℃,然后,使其反应4小时,得到含有20%的DCP/MTF/MTD开环聚合物氢化聚合物的反应溶液。
通过过滤除去氢化催化剂后,将软质聚合物(株式会社Kuraray制造;Septon2002)、及抗氧化剂(CibaSpecialtyChemical株式会社制造;irganox1010)分别添加于得到的溶液中使其溶解(均每聚合物100质量份中为0.1质量份)。接着,使用圆筒型浓缩干燥器(株式会社日立制作所制造)从溶液中除去作为溶剂的环己烷及其它挥发成分,将氢化聚合物在熔融状态下由挤出机条束状地挤出,冷却后进行颗粒化而回收。由聚合后的溶液中的残留降冰片烯类组成(利用气相色谱法)计算聚合物中的各降冰片烯类单体的共聚比率,结果为DCP/MTF/MTD=10/70/20,与装入组成大致相等。该开环聚合物氢化物的重均分子量(Mw)为31,000,分子量分布(Mw/Mn)为2.5,氢化率为99.9%,Tg为134℃。
使用使空气流通的热风干燥器在70℃下将得到的开环聚合物氢化物的颗粒干燥2小时而除去水分。接着,将上述颗粒使用具有衣架型的T型模头的短轴挤出机(三菱重工业株式会社制造:螺杆直径90mm、T型模唇部材质为碳化钨、与熔融树脂的剥离强度44N)进行熔融挤出成形,制造厚度75μm的环烯烃聚合物膜。挤出成形在等级10,000以下的无尘室内,在熔融树脂温度240℃、T型模头温度240℃的成形条件下得到宽度为1000mm、光弹性系数为5.0×10-12(Pa-1)的长条膜B。
(长条膜C)
长条膜C为纤维素酯类树脂膜,可通过以下的制造方法制作。
《微粒分散液》
微粒(AerosilR972V日本Aerosil株式会社制)
11质量份
乙醇89质量份
用溶解器将以上成分搅拌混合50分钟,然后用MANTONGAULIN匀浆器进行分散。
《微粒添加液》
基于以下的组成,在放入了二氯甲烷的溶解罐中一边充分搅拌一边缓慢地添加上述微粒分散液。并且,使用磨碎机进行分散,使二次粒子的粒径成为指定大小。将其用日本精线株式会社制造的FineMetNF进行过滤,制备微粒添加液。
二氯甲烷99质量份
微粒分散液15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。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。对其进行加热,一边搅拌一边使其完全溶解,将其使用安积滤纸株式会社制造的安积滤纸No.244进行过滤,制备主胶浆液。另外,糖酯化合物及酯化合物使用通过以下的合成例合成的化合物。
《主胶浆液的组成》
《糖酯化合物的合成》
通过以下的工序合成糖酯化合物。
[化学式19]
示例化合物A-1
示例化合物A-2
示例化合物A-3
示例化合物A-4
示例化合物A-5
在具备搅拌装置、回流冷凝器、温度计及氮气导入管的四口烧瓶中装入蔗糖34.2g(0.1摩尔)、苯甲酸酐180.8g(0.6摩尔)、吡啶379.7g(4.8摩尔),在搅拌下一边从氮气导入管鼓泡氮气一边进行升温,在70℃下进行5小时酯化反应。
接着,将烧瓶内减压至4×102Pa以下,在60℃下蒸馏除去过量的吡啶后,将烧瓶内减压至1.3×10Pa以下,升温至120℃,蒸馏除去苯甲酸酐和生成的大部分苯甲酸。
最后,在分取的甲苯层中添加水100g,在常温下水洗30分钟后,分取甲苯层,在减压下(4×102PA以下)、在60℃下蒸馏除去甲苯,得到化合物A-1、A-2、A-3、A-4及A-5的混合物(糖酯化合物)。
利用HPLC及LC-MASS分析得到的混合物,结果A-1为1.3质量%,A-2为13.4质量%,A-3为13.1质量%,A-4为31.7质量%,A-5为40.5质量%。平均取代度为5.5。
《HPLC-MS的测定条件》
1)LC部
装置:日本分光株式会社制造的柱式加热炉(JASCOCO-965)、检测器(JASCOUV-970-240nm)、泵(JASCOPU-980)、脱气装置(JASCODG-980-50)
柱:InertsilODS-3粒径5μm4.6×250mm(GLScience株式会社制造)
柱温:40℃
流速:1ml/分钟
流动相:THF(1%乙酸):H2O(50:50)
注入量:3μl
2)MS部
装置:LCQDECA(ThermoQuest株式会社制造)
离子化法:电喷雾离子化(ESI)法
SprayVoltAge:5kV
毛细管(Capillary)温度:180℃
喷雾器(Vaporizer)温度:450℃
《酯化合物的合成》
通过以下的工序合成酯化合物。
将1,2-丙二醇251g、邻苯二甲酸酐278g、己二酸91g、苯甲酸610g和作为酯化催化剂的钛酸四异丙酯0.191g装入具备温度计、搅拌器、回流冷凝管的2L的四口烧瓶中,在氮气流中一边搅拌一边缓慢升温至230℃。使其脱水缩合反应15小时,反应结束后,在200℃下减压蒸馏除去未反应的1,2-丙二醇,由此得到酯化合物。酯化合物在1,2-丙二醇、邻苯二甲酸酐及己二酸缩合而形成的聚酯链的末端具有苯甲酸的酯。酯化合物的酸值为0.10、数均分子量为450。
接着,使用环状流延装置均匀地流延在不锈钢带支承体上。
在环状流延装置中,将上述主胶浆液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流延(浇铸)的长条膜中的残留溶剂量为75%,从不锈钢带支承体上剥离,一边以多个辊输送一边使其干燥,得到宽度1000mm的长条膜。此时,长条膜C的膜厚为100μm,光弹性系数为2.0×10-12(Pa-1)。
作为上述长条膜A~C的光弹性系数的测定方法,可通过如下所述的步骤实施。
将得到的长条膜A~C切出30mm×50mm的样品尺寸,使用大塚电子株式会社制造的单元间隔检查装置(RETS-1200、测定直径:直径5mm、光源:589nm),将膜厚度为d(nm)的样品夹持于支承件,沿长度方向施加9.81×106的应力σ(Pa)。测定该应力下的相位差R1(nm)。将施加应力前的相位差设为R0(nm),代入下述式求出光弹性系数Cσ(Pa-1)。
Cσ(Pa-1)=(R1-R0)/(σ×d)
<实施例1>
[λ/4膜的制作]
使用图3所示的制造装置,拉伸长条膜C使取向角θ为45°,制作作为λ/4膜的长条倾斜拉伸膜。长条膜的输送速度设为25m/分钟。对从拉伸装置排出的长条倾斜拉伸膜的端部进行修剪处理,调整最终的长条倾斜拉伸膜的膜宽。λ/4膜的膜厚为30μm,Ro为138nm。
[保护膜的制作]
进行含有内酯环单元的下述丙烯酸树脂的制备。即,依据日本特开2008-9378号公报[0222]~[0224]的制造例1,由甲基丙烯酸甲酯7500g、2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯2500g进行合成,得到内酯化率98%、Tg=134℃的丙烯酸树脂。
将制备的上述丙烯酸树脂在90℃的真空干燥机中干燥使含水率为0.03%以下,然后,添加稳定剂(IrgAnox1010(CibA-Geigy株式会社制造)0.3重量%,在230℃下、氮气流下使用带排气口的双轴混炼挤出机在水中挤出形成条股状后,裁切而得到直径为3mm、长度为5mm的颗粒。
将这些颗粒在90℃的真空干燥机中干燥使含水率为0.03%以下,然后,使用单轴混炼挤出机在供给部210℃、压缩部230℃、计量部230℃下混炼挤出。此时,在挤出机和模头之间依次配置300目的丝网过滤器、齿轮泵、过滤精度7μm的叶盘型过滤器,将它们以熔体配管连接。并且,将静态搅拌器设置在模头之前的熔体配管内。模头两端的温度和模头中央的温之差、模唇温度和模头温度之差、C/T比采用规定的条件。
然后,在3个连续的浇铸辊上挤出熔体(熔融树脂)。此时,以规定的面压使接触辊与最上游侧的浇铸辊(冷却辊)接触。接触辊使用日本特开平11-235747号公报的实施例1中记载的接触辊(记载为二重压辊的接触辊,其中,薄壁金属外筒厚度设为2mm),以规定的接触压力、接触辊温度使用。另外,包含冷却辊的3连的浇铸辊的温度从上游依次设为接触辊温度+3℃、接触辊温度-2℃、接触辊温度-7℃。
然后,在卷绕之前对两端(总宽度的各5cm)进行修剪后,对两端进行厚度调整加工(knurling)使宽度为10mm、高度为20μm的。另外,制膜宽度设为1.5m,以制膜速度30m/分钟卷绕3000m。卷绕的保护膜的厚度设为30μm。
[起偏镜的制作]
将在皂化度99.95摩尔%、聚合度2400的聚乙烯醇(PVA)100质量份中含浸甘油10质量份、及水170质量份而成的物质熔融混炼,脱泡后,由T型模头熔融挤出在金属辊上进行制膜。然后,进行干燥、热处理,得到PVA膜。对得到的PVA膜而言,平均厚度为25μm,水分率为4.4%,膜宽为3m。
接着,对得到的PVA膜按照预溶胀、染色、利用湿式法进行的单轴拉伸、固定处理、干燥、热处理的顺序连续地进行处理,制作偏振层(起偏镜)。
即,使PVA膜在温度30℃的水中浸渍30秒进行预溶胀并在碘浓度0.4g/L、碘化钾浓度40g/L的温度35℃的水溶液中浸渍3分钟。接下来,在硼酸浓度4%的50℃的水溶液中且对膜施加的张力为700N/m的条件下进行6倍单轴拉伸,在碘化钾浓度40g/L、硼酸浓度40g/L、氯化锌浓度10g/L的温度30℃的水溶液中浸渍5分钟进行固定处理。
然后,取出PVA膜,在温度40℃下进行热风干燥,并且在温度100℃下进行5分钟热处理。得到的偏振光层的平均厚度为18μm,关于偏振性能,透过率为43.0%、偏振度为99.5%、2色性比为40.1。
[膜对起偏镜的贴合]
依据下述工序1~4在起偏镜的表面贴合λ/4膜,在起偏镜的背面贴合保护膜。
(工序1)
将上述的起偏镜在固体成分2质量%的聚乙烯醇粘接剂溶液的贮存槽中浸渍1~2秒。
(工序2)
对λ/4膜在下述条件下实施碱处理。
皂化处理后,按照水洗、中和、水洗的顺序进行,接着在100℃下干燥。
接着,在工序1中使用的聚乙烯醇粘接剂溶液中浸渍起偏镜。轻轻地擦去附着于浸渍的起偏镜的过量的粘接剂,将该起偏镜用λ/4膜及保护膜夹持,进行叠层配置。
(工序3)
将叠层物利用2个旋转的辊以20~30N/cm2的压力且以约2m/分钟的速度贴合。此时,注意不要进入气泡。
(工序4)
将工序3中制作的试样在温度100℃的干燥机中进行5分钟干燥处理,制成辊状的叠层体。
[硬涂层的形成]
将下述硬涂层组合物用孔径0.4μm的聚丙烯制过滤器进行过滤,使用挤出涂布机将过滤物涂布在上述叠层体的λ/4膜上。将其在恒速干燥区间温度80℃、减速干燥区间温度80℃下干燥后,一边进行喷氮使氧浓度为1.0体积%以下的氛围,一边使用紫外线灯将照射部的照度设为100mW/cm2、照射量设为0.23J/cm2使涂布层固化,形成干膜厚为7.5μm的硬涂层(固化层)。
(硬涂层组合物)
《树脂》
·季戊四醇三/四丙烯酸酯(NKEsterA-TMM-3L、新中村化学工业株式会社制造)
30质量份
·活性能量线固化型异氰脲酸酯衍生物:三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(NKEsterA-9300、新中村化学工业株式会社制造)
35质量份
·A组的活性能量线固化型树脂:N-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酰亚胺(AronixM-140、东亚合成株式会社制造)
35质量份
《光聚合引发剂》
·IrgAcure184(BASFJapan株式会社制造)5质量份
《添加剂》
·具有聚醚改性丙烯酸基的聚二甲基硅氧烷:BYK-UV3510(BYK-CHEMIE株式会社制造)
1质量份
《溶剂》
·丙二醇单甲基醚15质量份
·乙酸乙酯25质量份
·甲基乙基酮60质量份
《紫外线吸收剂》
·Tinuvin928(BASFJapan株式会社制造)12质量份
通过以上操作,制作在起偏镜的一面经由粘接层(PVA粘接剂(水糊))形成λ/4膜、含有有机UV吸收剂的固化层,在另一面形成保护膜而成的实施例1的偏振片。另外,在实施例1中,λ/4膜的厚度为30μm,粘接层的厚度为0.02μm。
<实施例2>
在实施例2中,使用紫外线固化型粘接剂(UV粘接剂)进行λ/4膜及保护膜向起偏镜的贴合,除此以外,与实施例1同样地制作偏振片。
[紫外线固化型粘接剂1的制备]
混合下述的各成分后,进行脱泡,制备紫外线固化型粘接剂液1。另外,三芳基锍六氟磷酸盐以50%碳酸亚丙酯溶液的形式配合,下述示出三芳基锍六氟磷酸盐的固体成分量。
《偏振片的制作》
首先,对λ/4膜的表面实施电晕放电处理。另外,电晕放电处理的条件设为电晕输出强度2.0kW、线速度18m/分钟。接着,利用棒涂机在λ/4膜的电晕放电处理面上涂敷上述制备的紫外线固化型粘接剂液1,使固化后的膜厚约为2μm,形成UV粘接剂1。然后,在得到的UV粘接层1上贴合起偏镜(厚度18μm)。
接着,对保护膜的表面实施电晕放电处理。电晕放电处理的条件设为电晕输出强度2.0kW、速度18m/分钟。然后,利用棒涂机在保护膜的电晕放电处理面上涂敷上述制备的紫外线固化型粘接剂液1,使其固化后的膜厚约为2μm,形成UV粘接剂2。
然后,在起偏镜的与λ/4膜侧相反侧的表面经由UV粘接层2贴合保护膜。由此,得到叠层有λ/4膜/UV粘接层1/起偏镜/UV粘接层2/保护膜的叠层体。此时,以保护膜的慢轴和起偏镜的吸收轴形成45°的角度的方式贴合。
从该叠层体的两面侧,使用附有带输送机的紫外线照射装置(灯使用FusionUVSystems株式会社制造的DValue)以累积光量为750mJ/cm2的方式照射紫外线,使各个UV粘接层1、2固化。然后,在λ/4膜的表面与实施例1同样地形成固化层而制作偏振片。
<实施例3>
在实施例3中,通过与WO2012/086465的实施例1同样的方法进行起偏镜和λ/4膜、起偏镜和保护膜的UV粘接,除此以外,与实施例2同样地制作偏振片。更具体而言,如下所述。
(活性能量线)
作为活性能量线,使用紫外线(封入镓的金属卤化物灯)(照射装置:FusionUVSystems,Inc株式会社制造的LightHAMMER10、Valve:Vvalve、峰照度:1600mW/cm2、积算照射量1000/mJ/cm2(波长380~440nm))。另外,紫外线的照度使用Solatell株式会社制Sola-Check系统测定。
(活性能量线固化型粘接剂组合物的制备)
将以下的各成分混合并在50℃下搅拌1小时,得到活性能量线固化型粘接剂组合物。
(1)自由基聚合性化合物
HEAA(羟基乙基丙烯酰胺)兴人株式会社制造
38.3质量份
(2)自由基聚合性化合物
AronixM-220(三丙二醇二丙烯酸酯)、东亚合成株式会社制造
19.1质量份
(3)自由基聚合性化合物
ACMO(丙烯酰基吗啉)、兴人株式会社制造38.3质量份
(4)光聚合引发剂
KAYACUREDETX-S(二乙基噻吨酮)、日本化药株式会社制造
1.4质量份
IRGACURE907(2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮)、BASF株式会社制造
1.4质量份
接着,在λ/4膜及保护膜上,使用MCD涂布机(富士机械株式会社制造)(孔格形状:蜂窝、凹印辊线数:1000条/inch、转数140%/对线速)涂敷上述的活性能量线固化型粘接剂组合物,使厚度为0.5μm,在起偏镜的两面利用滚轧机贴合。然后,从起偏镜的两侧(λ/4膜侧及保护膜侧)使用IR加热器加温至50℃,向两面照射上述紫外线使上述活性能量线固化型粘接剂组合物固化后,在70℃下进行3分钟热风干燥而得到偏振片。以贴合的线速度为25m/分钟进行。
<实施例4>
在实施例4中,将λ/4膜的厚度从18μm减薄至12μm而制作偏振片,除此以外,与实施例1相同。
<实施例5>
在实施例5中,将λ/4膜的厚度从18μm进一步减薄至5μm而制作偏振片,除此以外,与实施例1相同。
<实施例6>
在实施例6中,将作为聚碳酸酯类树脂膜的长条膜A进行倾斜拉伸而制作λ/4膜,使用该λ/4膜制作偏振片,除此以外,与实施例2相同。λ/4膜的膜厚为30μm,Ro为120nm。
<实施例7>
在实施例7中,将作为环烯烃类树脂膜的长条膜B进行倾斜拉伸而制作λ/4膜,使用该λ/4膜制作偏振片,除此以外,与实施例2相同。λ/4膜的膜厚为30μm,Ro为90nm。
<实施例8>
在实施例8中,使在λ/4膜中含有与固化层中所含的紫外线吸收剂相同的紫外线吸收剂而制作偏振片,除此以外,与实施例1相同。λ/4膜的膜厚为30μm,Ro为138nm。
<实施例9>
在实施例9中,作为固化层中所含的添加剂,使用丙烯酸类的表面活性剂(表面调节剂)即BYK-381(BYK-CHEMIE社制)代替BYK-UV3510,制作偏振片。上述偏振片中的λ/4膜的膜厚为20μm,Ro为80nm,起偏镜的厚度为12μm。除上述以外,与实施例3相同。
<实施例10>
在实施例10中,作为固化层中所含的添加剂,使用Surfynol104PG-50(日信化学株式会社制造)代替BYK-381而制作偏振片,除此以外,与实施例9相同。在本实施例中,λ/4膜的膜厚为20μm,Ro为80nm。
<实施例11>
在实施例11中,在固化层上形成作为功能层的硬涂层,从而制作偏振片,除此以外,与实施例9相同。外涂层由从实施例1的固化层中除去作为紫外线吸收剂的Tinuvin928的物质而构成,涂布在固化层上使干燥后的膜厚为2μm。另外,作为固化层及外涂层的添加剂,均使用作为硅酮类表面活性剂的KF-351(信越化学工业株式会社制造)。在本实施例中,λ/4膜的膜厚为20μm,Ro为80nm。
<实施例12>
在实施例12中,作为外涂层的添加剂,使用BYK-381代替KF-351而制作偏振片,除此以外,与实施例11相同。在本实施例中,λ/4膜的膜厚为20μm,Ro为80nm。
<实施例13>
在实施例13中,作为外涂层的添加剂,使用Surfynol104PG-50(日信化学工业株式会社制造)代替KF-351而制作偏振片,除此以外,与实施例11相同。在本实施例中,λ/4膜的膜厚为20μm,Ro为80nm。
<比较例1>
在比较例1中,将λ/4膜如专利文献1那样制成厚度80μm的厚膜,使固化层中所含有的紫外线吸收剂(有机化合物)含有在厚膜的λ/4膜中,除该方面以外,与实施例1同样地制作偏振片。λ/4膜的Ro为138nm。
<比较例2>
在比较例2中,将作为环烯烃类树脂膜的长条膜B进行倾斜拉伸而制作厚度为80μm的厚膜λ/4膜,经由厚度10μm的由丙烯酸类粘合剂构成的粘合层将λ/4膜贴合于起偏镜。另外,在固化层中含有作为紫外线吸收剂的无机微粒(在此为氧化钛)。初期以外,与实施例1同样地制作偏振片。λ/4膜的Ro为138nm。
<比较例3>
在实施例3中,使用厚度30μm的薄膜代替厚膜λ/4膜而制作偏振片,除此以外,与比较例2相同。λ/4膜的Ro为138nm。
<比较例4>
在比较例4中,不经由粘合层而经由由PVA构成的粘接层(厚度0.02μm)将厚膜λ/4膜贴合于起偏镜,除此以外,与比较例2同样地制作偏振片。
<比较例5>
在实施例5中,使用厚度30μm的薄膜代替厚膜λ/4膜而制作偏振片,除此以外,与比较例4相同。λ/4膜的Ro为138nm。
<比较例6>
在比较例6中,在固化层中不含具有紫外线吸收功能的无机微粒而制作偏振片,除此以外,与比较例5相同。
<比较例7>
在比较例7中,将作为聚碳酸酯类树脂膜的长条膜A进行倾斜拉伸而制作厚度35μm的薄膜λ/4膜,使用该λ/4膜制作偏振片,除此以外,与比较例1相同。λ/4膜的Ro为138nm。
<液晶显示装置的制作及耐久试验>
将市售的10英寸的液晶显示装置的经过预贴合的可视侧的偏振片剥离,将上述制作的偏振片贴合于液晶单元的基板面,制作液晶显示装置。此时,偏振片的贴合沿吸收轴朝向与预贴合的偏振片相同方向的方式进行。然后,将这样的液晶显示装置作为样品制作20个。然后,作为耐久试验,将液晶显示装置在60℃、95%RH下放置500小时后,使用偏振光显微镜在画面中心部和画面周边部基于可以下的基准评价可视性。
(评价基准)
◎周边部亮度增加(可视性劣化)在20个样品中为0个。
○周边部亮度增加(可视性劣化)在20个样品中为1~2个。
×周边部亮度增加(可视性劣化)在20个样品中为3个以上。
另外,若偏振片的固化层自λ/4膜剥离或λ/4膜产生裂纹,则在安装偏振太阳镜观察显示图像时,画面周边部的亮度增加而使可视性劣化,因此,可基于亮度评价可视性。
另外,若固化层自λ/4膜剥离,则在固化层和λ/4膜之间形成空气层,在固化层和空气层的界面、及空气层和λ/4膜的界面产生反射。另外,若λ/4膜产生裂纹,则在裂纹部分产生光的散射。因此,推测若产生固化层的剥离或λ/4膜产生裂纹,则在安装偏振太阳镜观察显示图像时,画面周边部的亮度增加。
表1示出对使用了实施例1~13及比较例1~7的偏振片的液晶显示装置进行了耐久试验后的可视性评价的结果。
在实施例1~13中,可抑制耐久试验导致的可视性劣化。认为这取决于以下的理由。在将膜厚70μm以下的薄膜的λ/4膜经由粘接层粘接于起偏镜的薄型的偏振片中,若在由紫外线固化型树脂构成的固化层中含有有机UV吸收剂,则在通过UV照射进行固化时,与表面侧相比,在与λ/4膜的界面侧固化层变软,在耐久试验时来自相对于λ/4膜的固化层侧的应力降低,不易在λ/4膜上产生裂纹。另外,伴随耐久试验导致的起偏镜的收缩,即使λ/4膜收缩,固化层的λ/4膜侧也追随其收缩,可抑制固化层和λ/4膜的密合性降低,固化层不易剥离。
特别是在起偏镜的厚度较薄的实施例4、5、9~13中,可得到抑制耐久试验导致的可视性的劣化的效果高的结果。认为这是因为若起偏镜的厚度薄,则在耐久试验时通过起偏镜的收缩而使对λ/4膜施加的应力变小,进一步不易在λ/4膜上产生裂纹。另外,认为由于伴随起偏镜的收缩的λ/4膜的收缩也小,因此,固化层的剥离也进一步得到抑制。
另外,在实施例1~13中,起偏镜的厚度均为20μm以下,在起偏镜的厚度为18μm的实施例1等中,可视性的评价为○,在起偏镜的厚度为12μm的实施例4中,可视性的评价为◎,因此,推测若起偏镜的厚度为18μm和12μm之间的15μm以下,则可视性的评价为◎,抑制可视性劣化的本发明的效果大。因此,从抑制可视性劣化的观点考虑,可以说起偏镜的厚度优选为18μm以下,进一步优选为15μm以下。
另一方面,在使用比较例5~7的偏振片的情况下,可视性劣化。认为这是因为在比较例5的偏振片中,在固化层中含有UV吸收剂,其为无机微粒,因此,在硬涂层和λ/4膜的界面附近存在无机微粒而使两者的密合性降低,在耐久试验时,硬涂层容易剥离。另外,认为在比较例6及7的偏振片中,在固化层中不含UV吸收剂,无法通过UV照射在与λ/4膜的界面附近降低固化层的硬度,因此,在耐久试验时不仅来自起偏镜侧的应力而且来自固化层侧的应力作用于λ/4膜而在λ/4膜上产生裂纹。
另外,比较例1~4的偏振片不具有成为本发明的前提的构成,即将薄膜的λ/4膜经由粘接层粘接于起偏镜的构成,而是为了明确本发明解决薄型的偏振片中产生的课题而举出的。如比较例1~4所示,在使用了膜厚80μm以上的厚膜的λ/4膜的构成或将起偏镜和λ/4膜经由粘合层贴合的构成中,未确认到如上所述的可视性的劣化,认为其取决于以下的理由。
在使用厚膜的λ/4膜的情况下,λ/4膜具有可耐受耐久试验时的来自起偏镜侧及硬涂层侧的应力的膜厚,因此,不易在λ/4膜上产生裂纹。另外,在λ/4膜为厚膜的情况下,在耐久试验时,λ/4膜不易随着起偏镜的收缩而收缩,因此,硬涂层不易剥离。另一方面,在将起偏镜和λ/4膜经由粘合层贴合的构成中,粘合层吸收在耐久试验时因起偏镜的收缩产生的应力,对λ/4膜施加的应力降低,不易在λ/4膜上产生裂纹。另外,通过粘合层具有弹性,在耐久试验时,起偏镜的收缩被粘合层吸收,因此,可减轻λ/4膜的收缩。因此,(硬涂层即使含有无机微粒)硬涂层不易剥离。
工业实用性
本发明的偏振片可利用于液晶显示装置或有机EL显示装置等显示装置。

Claims (13)

1.一种偏振片,其在起偏镜的一个表面侧经由粘接层依次叠层有λ/4膜和由紫外线固化型树脂形成的固化层,其中,所述λ/4膜的厚度为10μm~70μm,所述粘接层通过从液态发生状态变化从而将所述起偏镜和所述λ/4膜粘接在一起,所述固化层含有具有紫外线吸收功能的有机化合物。
2.根据权利要求1所述的偏振片,其中,所述λ/4膜的慢轴和所述起偏镜的吸收轴的交叉角为30°~60°。
3.根据权利要求1或2所述的偏振片,其中,将所述粘接层的厚度设为Aμm时,0μm<A≤5μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片,其中,将所述起偏镜的厚度设为Bμm时,1μm<B≤15μm。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的偏振片,其中,所述起偏镜及所述λ/4膜分别为长条状,所述λ/4膜的慢轴相对于该λ/4膜的长度方向倾斜30°~60°。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的偏振片,其中,所述λ/4膜含有纤维素类聚合物或聚碳酸酯类聚合物。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的偏振片,其中,所述粘接层包含聚乙烯醇粘接剂。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的偏振片,其中,所述粘接层包含紫外线固化型粘接剂。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的偏振片,其中,在所述固化层上形成有外涂层。
10.根据权利要求9所述的偏振片,其中,所述外涂层为硬涂层。
11.一种显示装置,其具有显示单元和配置在所述显示单元的一个表面侧的偏振片,
所述偏振片由权利要求1~4中任一项或引用权利要求1~4中任一项的权利要求6~10中任一项所述的偏振片构成。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其在所述偏振片的与所述显示单元相反的一侧具有作为外装罩的前面侧窗部。
13.根据权利要求12所述的显示装置,其中,在所述前面侧窗部和所述偏振片之间填充有填充材料。
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