CN105301676B - 偏振片和液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供偏振片和液晶显示装置,该偏振片在冷热冲击环境下和结露冷热冲击环境下耐久性优异。该偏振片是在厚度为30μm以下的偏光膜的至少一面层叠厚度为50μm以下的第一保护膜而形成的偏振片,第一保护膜的厚度与偏光膜的厚度的比为1.9~40,且将在温度23℃、相对湿度55%的气氛下调湿24小时的偏光膜在烘箱内从25℃以2℃/分钟的速度加热至85℃后,使23℃的纯水0.3mL附着于该被加热的偏光膜后经过1分钟时产生的偏光膜的透射轴方向的应变量为700με以下。
Description
技术领域
本发明涉及偏振片和液晶显示装置。
背景技术
随着近年的液晶显示装置的泛用化,对构成其的偏振片要求高的耐久性。例如,日本特开2012-145645号公报(专利文献1)中,记载了如下内容:对于通过采用保护膜的与偏光膜的透射轴平行的方向的线膨胀系数小于偏光膜的透射轴方向的线膨胀系数的保护膜,并将其层叠于偏光膜而得的偏振片,在反复低温和高温之类的具有急剧温度变化的环境(冷热冲击环境)中抑制偏光膜的破裂(裂纹)。
另一方面,上述的偏振片在高湿气氛下反复低温和高温之类的具有急剧温度变化的环境(结露冷热冲击环境)中的耐久性不充分,尚有改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-145645号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种在冷热冲击环境下和结露冷热冲击环境下耐久性优异的偏振片。
即,本发明提供一种偏振片,是在厚度为30μm以下的偏光膜的至少一面上层叠厚度为50μm以下的第一保护膜而形成的偏振片,第一保护膜的厚度与偏光膜的厚度的比大于1.9,且将偏光膜在温度23℃、相对湿度55%的气氛下调湿24小时,接着在烘箱内从25℃以2℃/分钟的速度加热至85℃后,使23℃的纯水0.3mL附着于该被加热的偏光膜后经过1分钟时产生的偏光膜的透射轴方向的应变量为700με以下。
上述的偏振片中,优选在偏光膜的一面层叠第一保护膜,在另一面层叠与第一保护膜厚度相同或者比第一保护膜薄的第二保护膜。
上述的偏振片中,优选第一和第二保护膜中的至少一方在波长590nm的面内延迟Re为10nm以下,在波长590nm的厚度方向的延迟Rth的绝对值为10nm以下,且在波长480~750nm的厚度方向的延迟Rth的绝对值为15nm以下。另外,上述的第一和第二保护膜可以各自独立地由纤维素系树脂或聚烯烃系树脂构成。
另外,本发明提供一种液晶显示装置,是在液晶单元的至少一面层叠以上任1项所述的偏振片而成的。
根据本发明,能够提供即便在冷热冲击环境和结露冷热冲击环境下放置,偏光膜也不会产生裂纹等的耐久性优异的偏振片。
附图说明
图1是供于测定应变量的测定夹具与偏光膜的配置图。
图2是偏光膜与应变仪粘接时的示意图。
符号说明
1.偏光膜的膜片段、
3.测定夹具、
5.聚酰亚胺胶带、
7.应变仪
具体实施方式
以下,对本发明进行说明。
[偏振片]
本发明的偏振片具有在厚度为30μm以下的偏光膜的至少一面层叠厚度为50μm以下的保护膜而得的构成。
〈偏光膜〉
作为偏振片的构成部件的偏光膜通常依次经过如下工序而制造,所述工序是用二色性色素对由聚乙烯醇系树脂构成的料卷膜(原反膜)进行染色而吸附二色性色素的工序(染色处理工序)、用硼酸水溶液处理的工序(硼酸处理工序)、水洗的工序(水洗处理工序)以及使膜干燥的工序(干燥工序)。此时,聚乙烯醇系树脂膜在染色处理工序前、染色处理工序的同时或者染色处理工序后被拉伸。
构成料卷膜的聚乙烯醇系树脂可以通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而制造。聚乙酸乙烯酯系树脂可以是作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯,除此之外,也可以是乙酸乙烯酯和可与其共聚的其它单体的共聚物。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其它单体,例如可举出不饱和羧酸、不饱和磺酸、烯烃、乙烯基醚、具有铵基的丙烯酰胺等。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。另外聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如,可以使用被醛改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000~10000左右,优选为1500~5000左右。
将这样的聚乙烯醇系树脂制膜而得的膜成为上述的料卷膜。聚乙烯醇系树脂的制膜可用公知的方法进行。料卷膜的膜厚例如为约10~150μm,优选为约10~100μm。
偏光膜的制造方法中,对聚乙烯醇系树脂膜施加的膜拉伸可以为单轴拉伸也可以为双轴拉伸。例如,对聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸时,如上所述拉伸可以在染色处理工序前、染色处理工序的同时或者染色处理工序后进行。在染色处理工序后进行单轴拉伸时,可以在硼酸处理工序前进行拉伸,也可以在硼酸处理工序中进行拉伸。当然,也可以在这里所示的多个步骤中进行单轴拉伸。单轴拉伸可采用在圆周速度不同的辊间进行拉伸的方法、使用热辊进行拉伸的方法等。另外单轴拉伸可以通过在大气中进行拉伸的干式拉伸进行,也可以通过在利用水等溶剂使聚乙烯醇系树脂膜溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸进行。拉伸倍率通常为3~8倍左右。
染色处理工序例如可以利用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有二色性色素的水溶液中的方法进行。作为二色性色素,具体而言,使用碘、二色性有机染料。应予说明,优选在染色处理前对聚乙烯醇系树脂膜实施将其浸渍于水中溶胀的处理。
使用碘作为二色性色素时,通常采用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有碘和碘化钾的水溶液中进行染色的方法。
该水溶液中的碘的含量相对于水100重量份,通常为0.01~1重量份左右,碘化钾的含量相对于水100重量份,通常为0.5~20重量份左右。该水溶液的温度通常为20~40℃左右。另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为20~1800秒左右。
另一方面,使用二色性的有机染料作为二色性色素时,通常采用将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有水溶性的二色性有机染料的水溶液中进行染色的方法。该水溶液中的二色性有机染料的含量相对于水100重量份,通常为1×10-4~10重量份左右,优选为1×10-3~1重量份。该染料水溶液可以含有硫酸钠之类的无机盐作为染色助剂。该二色性有机染料水溶液的温度通常为20~80℃左右。另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为10~1800秒左右。
在利用二色性色素实施的染色后进行的硼酸处理工序可以利用将已染色的聚乙烯醇系树脂膜浸渍于硼酸水溶液的方法进行。硼酸水溶液中的硼酸的含量相对于水100重量份,通常为2~15重量份左右,优选为5~12重量份。使用碘作为二色性色素时,该硼酸水溶液优选含有碘化钾。硼酸水溶液中的碘化钾的含量相对于水100重量份,通常为0.1~15重量份左右,优选为5~12重量份。在硼酸水溶液中的浸渍时间通常为60~1200秒左右,优选为150~600秒,更优选为200~400秒。硼酸水溶液的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃,更优选为60~80℃。
在硼酸处理工序后,通常对聚乙烯醇系树脂膜实施水洗处理工序。水洗处理工序例如可以利用将硼酸处理工序后的聚乙烯醇系树脂膜浸渍于水中的方法、或者对膜喷雾水的方法等进行。浸渍于水中时,水的温度通常为5~40℃左右,浸渍时间通常为1~120秒左右。
聚乙烯醇系树脂膜在水洗处理工序后,经过干燥工序成为偏光膜。干燥工序可以使用热风干燥机、远红外线加热器进行。干燥工序的温度通常为30~100℃左右,优选为50~80℃。干燥工序的时间通常为60~600秒左右,优选为120~600秒。经过干燥工序使偏光膜中的水分率减少至实用程度。其水分率在室温环境下(23℃)通常为5~20重量%左右,优选为8~15重量%。如果水分率低于5重量%,则有时偏光膜的挠性受损,在干燥后损伤或断裂。另外如果水分率超过20重量%,则有热稳定性不足的趋势。
这里,水分率是指膜中的水分相对于聚乙烯醇系树脂膜的干燥重量的比例(重量%),可以通过将从膜的一部分切下的样品在加热烘箱等中干燥而测定。具体而言,根据切下的样品的干燥前的重量和干燥后的重量,由下式定义。
水分率=[(干燥前的重量-干燥后的重量)/干燥前的重量]×100
如上所述,可以制造二色性色素在聚乙烯醇系树脂膜吸附取向的偏光膜。偏光膜的厚度例如可以为1~40μm左右。
本发明中,以上说明的偏光膜中,采用具有如下特征的偏光膜,即将在23℃、相对湿度55%的气氛下调湿24小时的偏光膜在烘箱内从25℃以2℃/分钟的速度加热至85℃后,附着23℃的纯水0.3mL,由该附着后1分钟产生的偏光膜的透射轴方向的长度的最大变化量(绝对值)和附着水之前的偏光膜的透射轴方向的长度算出的应变量为700με以下,优选为650με以下。通过采用该应变量为700με以下的偏光膜,并且将其与后述的保护膜组合,从而即便在高湿的气氛下反复高温条件和低温条件的环境中偏振片发生结露,也会成为耐久性优异的偏振片。
这里,应变是指对物体施加载荷时每单位长度的变化量。将此时的伸缩的比率称为应变量,应变量是如下求出的值。
对长度L0的材料施加拉伸力(或者压缩力)P时,在材料的内部产生与其对应的应力σ,因此与该应力σ成比例的拉伸应变(压缩应变)使材料的长度L变长或者变短。应变量作为材料的应变长度ΔL与长度L0的比率求出,由以下的式(1)表示。
ε=(L-L0)/L0=ΔL/L0 (1)
计算应变量所需的偏光膜的透射轴方向的长度的最大变化量的测定如下进行。图1中,分别示出了测定该最大变化量的测定夹具(A)、以及将偏光膜和测定夹具组装时的截面图(B)。参照图,将偏光膜裁剪成吸收轴方向×透射轴方向为100mm×100mm的大小的片段,在该膜片段1的两面配置冲裁成外周的大小为140mm×140mm、其中心部为80mm×80mm的大小的测定夹具3。此时,测定夹具3以无褶皱、扭曲的状态配置于偏光膜的膜片段1,测定时以夹具不错位的方式用10mm宽的粘性胶带5固定偏光膜和测定夹具3。
测定夹具3例如可以由塑料瓦楞板(以聚丙烯为原料的中空结构挤出成型品)制作。作为塑料瓦楞板,可采用适当的市售品,作为市售品的例子,有可从Sumika Plastech株式会社获得的商品名“Sunply(注册商标)HP系列”等。
如图2所示,测定偏光膜的透射轴方向的长度的最大变化量的应变仪与偏光膜的透射轴方向(与拉伸方向垂直的方向)平行地配置。应变仪介由粘接剂配置在偏光膜的中央部。作为该粘接剂,可使用市售的粘接剂,例如氰基丙烯酸酯系粘接剂。
测定最大变化量时,向偏光膜的膜片段滴加的23℃的纯水滴落到偏光膜的与应变仪粘接的部位。
〈保护膜〉
本发明的偏振片在偏光膜的至少一面层叠厚度为50μm以下的第一保护膜作为最厚的保护膜,第一保护膜的厚度与偏光膜的厚度的比大于1.9。该厚度的比优选为2以上,另外优选为40以下。
本发明中,优选在偏光膜的至少一面层叠第一保护膜,在偏光膜的另一面层叠与第一保护膜厚度相同的或者比第一保护膜薄的第二保护膜。应予说明,第一保护膜和第二保护膜可以相同,也可以不同。
优选第一和第二保护膜分别由透明性、机械强度、热稳定性、水分遮挡性等优异的树脂构成。作为这样的树脂,例如可举出以甲基丙烯酸甲酯系树脂为代表例的丙烯酸系树脂、包含以聚丙烯系树脂为代表例的链状聚烯烃系树脂和环状聚烯烃系树脂的聚烯烃系树脂、纤维素系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚氯乙烯系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯腈·苯乙烯系共聚树脂、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯系共聚树脂、聚乙酸乙烯酯系树脂、聚偏二氯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚缩醛系树脂、聚碳酸酯系树脂、改性聚苯醚系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚芳酯系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂等。这些树脂可以分别单独使用或者组合2种以上使用。另外,对这些树脂进行任意的聚合物改性而得的树脂也可以作为构成保护膜的树脂使用。作为聚合物改性,例如可举出共聚、交联、分子末端改性、立体有规性控制、包括伴有不同种类聚合物间的反应的情况的混合等。
上述树脂中,优选使用丙烯酸系树脂、聚烯烃系树脂、纤维素系树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂。
丙烯酸系树脂一般是指以甲基丙烯酸酯为主成分的聚合物,也可以是其与少量的其它共聚单体成分共聚而得的共聚物。这样的丙烯酸树脂中,以该树脂总量为基准,优选含有50重量%以上的来自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的甲基丙烯酸甲酯系树脂。甲基丙烯酸甲酯系树脂中,来自甲基丙烯酸甲酯的结构单元的含量以该甲基丙烯酸甲酯系树脂的总量为基准,优选为70重量%以上。可以是该含量为100重量%的甲基丙烯酸甲酯的均聚物。
甲基丙烯酸甲酯系树脂通常可以使以甲基丙烯酸甲酯为主成分的单官能单体在自由基聚合引发剂和链转移剂的共存下聚合而得。单官能单体中,除了甲基丙烯酸甲酯以外,也可以配合可与其共聚的成分而共聚。另外根据需要,也可以向以甲基丙烯酸甲酯为主成分的单官能单体中配合少量多官能单体,与其共聚。
作为可与甲基丙烯酸甲酯共聚的单官能单体,例如可举出甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯以及甲基丙烯酸2-羟基乙酯之类的甲基丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯以及丙烯酸2-乙基己酯之类的丙烯酸酯;丙烯酸羟基甲酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3-羟基丙酯以及丙烯酸2-羟基丁酯之类的丙烯酸羟基烷基酯;甲基丙烯酸和丙烯酸之类的不饱和酸;氯苯乙烯和溴苯乙烯之类的卤代苯乙烯;乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯之类的取代苯乙烯;丙烯腈和甲基丙烯腈之类的不饱和腈;马来酸酐和柠康酸酐之类的不饱和酸酐;苯基马来酰亚胺和环己基马来酰亚胺之类的不饱和酰亚胺等。这些单体可以各自单独与甲基丙烯酸甲酯共聚,也可以组合2种以上共聚。
作为可与甲基丙烯酸甲酯共聚的多官能单体,例如可举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯和四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等将乙二醇或其低聚物的两末端羟基用丙烯酸或者甲基丙烯酸酯化的化合物;将丙二醇或其低聚物的两末端羟基用丙烯酸或者甲基丙烯酸酯化的化合物;新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯和丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等将2元醇的羟基用丙烯酸或者甲基丙烯酸酯化的化合物;将双酚A、双酚A的环氧烷加成物或者它们的卤素取代物的两末端羟基用丙烯酸或者甲基丙烯酸酯化的化合物;将三羟甲基丙烷和季戊四醇等多元醇用丙烯酸或者甲基丙烯酸酯化的化合物;具有2个以上的羟基的化合物的末端羟基与丙烯酸缩水甘油酯或者甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基进行开环加成的化合物;琥珀酸、己二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸和它们的卤素取代物等二元酸或者它们的环氧烷加成物与丙烯酸缩水甘油酯或者甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基进行开环加成的化合物;(甲基)丙烯酸烯丙酯;二乙烯基苯等芳香族二乙烯基化合物等。与多官能单体共聚时,这些中优选使用乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯和新戊二醇二甲基丙烯酸酯。
另外,也可以利用使甲基丙烯酸甲酯系树脂所具有的官能团间反应而改性的树脂。作为这样的官能团间的反应,例如可举出丙烯酸甲酯的甲酯基与2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯的羟基的高分子链内脱甲醇缩合反应、丙烯酸的羧基与2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯的羟基的高分子链内脱水缩合反应等。
甲基丙烯酸甲酯系树脂能够容易地获得市售品。若列举市售品的例子,分别以商品名表示,有由住友化学株式会社销售的“Sumipex”(注册商标)、由Mitsubishi Rayon株式会社销售的“Acrypet”(注册商标)、由旭化成株式会社销售的“Delpet”(注册商标)、由Kuraray株式会社销售的“Parapet”(注册商标)、由日本触媒株式会社销售的“Acryviewa”(注册商标)等。
如上所述聚烯烃系树脂包括链状聚烯烃系树脂和环状聚烯烃系树脂。作为链状聚烯烃系树脂的典型例子,可举出聚乙烯系树脂和聚丙烯系树脂。其中,优选聚丙烯系树脂。聚丙烯系树脂是以丙烯为主成分的链状烯烃单体的聚合物,通常是重复单元的80摩尔%以上由丙烯构成的链状烯烃系树脂。聚丙烯系树脂可以为丙烯的均聚物,也可以为以丙烯为主体、使可与其共聚的共聚单体与其共聚而得的共聚物。以供于共聚的单体的总量为基准,可共聚的共聚单体可以以1~20重量%左右、优选以3~10重量%的比例共聚。
作为可与丙烯共聚的共聚单体,优选乙烯、1-丁烯或者1-己烯。其中,为了得到透明性较优异的聚丙烯系树脂,优选将乙烯以1~20重量%、优选以3~10重量%的比例与丙烯共聚。通过使乙烯的共聚比例为1重量%以上,可展现提高透明性的效果。另一方面,如果乙烯的共聚比例超过20重量%,则有时树脂的熔点下降,保护膜所要求的耐热性受损。
聚丙烯系树脂中,可溶于20℃的二甲苯的成分(CXS成分:CXS是冷二甲苯可溶物(cold xylene soluble)的简称)的含量在该树脂的总量中优选为1重量%以下,更优选为0.5重量%以下。聚丙烯系树脂中,CXS成分为1重量%以下、进一步为0.5重量%以下的丙烯的均聚物是优选的例子之一。
聚丙烯系树脂能够容易地获得市售品。若列举市售品的例子,分别以商品名表示,有由Prime Polymer株式会社销售的“Prime Polypro”(注册商标)、由Japan Polypro株式会社销售的“Novatec”(注册商标)和“Wintec”(注册商标)、由住友化学株式会社销售的“Sumitomo Nobrene”(注册商标)、由Sun Allomer株式会社销售的“Sun Allomer”(注册商标)等。
环状聚烯烃系树脂例如是将降冰片烯和其它的环戊二烯衍生物之类的环状烯烃单体在催化剂的存在下聚合而得。
作为环状聚烯烃系树脂的例子,可举出如下树脂:以由环戊二烯和烯烃或者(甲基)丙烯酸或其酯通过狄尔斯·阿尔德反应而得的降冰片烯或其衍生物为单体进行开环易位聚合,接着经过氢化而得的树脂;以由二环戊二烯和烯烃或者(甲基)丙烯酸或其酯通过狄尔斯·阿尔德反应而得的四环十二烯或其衍生物为单体进行开环易位聚合,接着经过氢化而得的树脂;将选自降冰片烯、四环十二烯、它们的衍生物和其它的环状烯烃单体中的至少2种单体同样地进行开环易位共聚,接着经过氢化而得的树腊;使降冰片烯、四环十二烯或者它们的衍生物之类的环状烯烃与链状烯烃和/或具有乙烯基的芳香族化合物进行加成共聚而得的树脂等。
环状聚烯烃系树脂能够容易地获得市售品。若列举市售品的例子,分别以商品名表示,有由TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH生产且在日本由Poly Plastics株式会社销售的“TOPAS”(注册商标)、由JSR株式会社销售的“Arton”(注册商标)、由日本Zeon株式会社销售的“Zeonor”(注册商标)和“Zeonex”(注册商标)、由三井化学株式会社销售的“Apel”(注册商标)等。
纤维素系树脂可以为纤维素的羟基中的氢原子的一部分或全部被乙酰基、丙酰基和/或丁酰基取代而成的纤维素的有机酸酯或者混合有机酸酯。作为其例子,可举出由纤维素的乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、它们的混合酯等构成的树脂。其中,优选三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂是以该树脂总量为基准重复单元的80摩尔%以上由对苯二甲酸乙二醇酯构成的树脂,可以含有其它的二羧酸成分和/或其它的二醇成分。作为其它的二羧酸成分,例如可举出间苯二甲酸、4,4’-二羧基联苯、4,4’-二羧基二苯甲酮、双(4-羧基苯基)乙烷、己二酸、癸二酸、1,4-二羧基环己烷等。另外作为其它的二醇成分,例如可举出丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二乙二醇、环己二醇、双酚A的环氧乙烷加成物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。
这些其它的二羧酸成分、其它的二醇成分根据需要可以组合2种以上,另外也可以并用对羟基苯甲酸、对β-羟基乙氧基苯甲酸之类的羟基羧酸。另外,作为其它的共聚成分,也可以使用少量的含有酰胺键、尿烷键、醚键、碳酸酯键等的二羧酸成分或者二醇成分。
作为聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂的制造方法,可采用如下方法:使对苯二甲酸与乙二醇(以及根据需要的其它的二羧酸或者其它的二醇)直接缩聚的方法;使对苯二甲酸的二烷基酯与乙二醇(以及根据需要的其它的二羧酸的二烷基酯或者其它的二醇)发生酯交换反应并缩聚的方法;使对苯二甲酸(以及根据需要的其它的二羧酸)的乙二醇酯(以及根据需要的其它的二醇酯)在催化剂的存在下缩聚的方法等。并且,也可以根据需要进行追加的固相聚合以增加分子量或减小低分子量成分。
将如上的树脂制膜的方法只要适当地选择与各树脂对应的方法即可。例如,可使用如下方法:将溶解于溶剂的树脂流延于金属制的带或鼓并干燥除去溶剂而得到膜的溶剂浇铸法;将树脂加热至其熔融温度以上,混炼后从模具挤出并冷却而得到膜的熔融挤出法等。熔融挤出法中,可以将单层膜挤出,也可以将多层膜同时挤出。一般而言,从生产率的观点考虑,对于聚烯烃系树脂的制膜,优选采用熔融挤出法,对于纤维素系树脂的制膜,采用溶剂浇铸法。
这些树脂的膜能够容易地获得市售品。若列举甲基丙烯酸甲酯系树脂膜的市售品的例子,分别以商品名表示,有由住友化学株式会社销售的“Technolloy”(注册商标)、由Mitsubishi Rayon株式会社销售的“Acrylite”(注册商标)和“Acryplen”(注册商标)、由旭化成株式会社销售的“Delaglas”(注册商标)、由Kuraray株式会社销售的“Paraglas”(注册商标)和“Comoglas”(注册商标)、由日本触媒株式会社销售的“Acryviewa”(注册商标)等。
若列举聚烯烃系树脂膜的市售品的例子,分别以商品名表示,可举出由JSR株式会社销售的“Arton Film”(“Arton”为JSR公司的注册商标)、由积水化学工业株式会社销售的“Esushina”(注册商标)、由日本Zeon株式会社销售的“Zeonor Film”(注册商标)等。
另外,若列举纤维素系树脂膜的市售品的例子,分别以商品名表示,有由FujiFilm株式会社销售的“Fujitac(注册商标)TD”、由Konica Minolta Advanced Layers株式会社销售的TAC Film的“KC系列”(商品名)等。
若列举聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂膜的市售品的例子,分别以商品名表示,有由三菱化学株式会社销售的“Novaclear”(注册商标)、由帝人化成株式会社销售的“A-PETSheet”等。若列举聚丙烯系树脂膜的市售品的例子,分别以商品名表示,有由FILMAX公司销售的“FILMAX CPP FILM”、由SUN·TOX株式会社销售的“Suntox”、由Tohcello株式会社销售的“Tohcello”、由东洋纺织株式会社销售的“Toyobo Pylen Film”、由Toray AdvancedFilm株式会社销售的“Torayfan”(注册商标)、由日本Polyace株式会社销售的“NipponPolyace”、由Futamura Chemical株式会社销售的“太阁FC”等。
第一和/或第二保护膜分别由如上的树脂构成,根据用途可以实施拉伸处理、收缩处理而赋予相位差(延迟)。优选第一和/或第二保护膜所具有的相位差值是在波长590nm的面内延迟Re为10nm以下,在波长590nm的厚度方向的延迟Rth的绝对值为10nm以下,且在波长480~750nm的范围,厚度方向的延迟Rth的绝对值为15nm以下。
对第一和/或第二保护膜赋予相位差时,为了容易控制相位差值,也容易获得,优选使用纤维素系树脂或者包含链状聚烯烃系树脂、环状聚烯烃系树脂的聚烯烃系树脂。
第一保护膜的厚度为50μm以下,优选为5μm以上,更优选为10μm以上,另外优选为49μm以下,更优选为30μm以下。第二保护膜的厚度只要与第一保护膜厚度相同或者比第一保护膜薄即可。
本发明的偏振片在偏光膜的至少一面层叠以上说明的第一保护膜作为层叠于偏光膜的最厚的保护膜,该第一保护膜的厚度与偏光膜的厚度的比大于1.9。
如果第一保护膜的厚度与偏光膜的厚度的比为上述的范围,则对于该偏振片而言,在反复高温条件和低温条件的环境(冷热冲击环境下)下偏光膜产生的收缩等应力被保护膜抑制,从而偏光膜不易产生裂纹,因此成为耐久性优异的偏振片。
本发明中,重要的是采用上述特定的条件下的偏光膜的透射轴方向(与拉伸方向垂直的方向)的应变量为700με以下的膜作为偏光膜,且使第一保护膜与偏光膜的厚度的比率为上述的范围。
第一保护膜与偏光膜的厚度的比率为1.9以下且偏光膜的应变量大于700με时,由于该偏振片有第一保护膜无法充分抑制偏光膜产生的尺寸变化的趋势,所以在假定了反复高温条件和低温条件的环境的冷热冲击试验、和假定了在高湿的气氛下反复高温条件和低温条件的环境的结露冷热冲击试验中,有偏光膜容易产生裂纹的趋势。另外,第一保护膜与偏光膜的厚度的比率大于40且偏光膜的应变量大于700με时,由于该偏振片有第一保护膜过度抑制偏光膜产生的尺寸变化的趋势,所以对偏光膜的内部施加的应力变大,在冷热冲击试验和结露冷热冲击试验中有偏光膜容易产生裂纹的趋势。
〈粘接剂(粘接剂层)〉
在以上说明的偏光膜的至少一面层叠第一保护膜而形成偏振片。保护膜通常介由粘接剂层或者粘合剂层层叠于偏光膜。可以使粘接剂层或者粘合剂层的厚度为0.01~30μm左右,优选为0.01~10μm,更优选为0.05~5μm。如果粘接剂层或者粘合剂层的厚度在该范围,则在保护膜与偏光膜之间不产生浮起、剥离,得到实用上没有问题的粘接力。
粘接剂层或者粘合剂层根据被粘接物的种类、目的,可采用适当的粘接剂或者粘合剂,另外根据需要也可以使用底涂剂。作为粘接剂,例如可举出溶剂型粘接剂、乳液型粘接剂、压敏性粘接剂、再湿性粘接剂、缩聚型粘接剂、无溶剂型粘接剂、膜状粘接剂、热熔型粘接剂等。另外,作为粘合剂,只要能够充分粘接偏光膜和保护膜即可,根据保护膜的种类也可以采用后述的粘合剂层。
作为优选的粘接剂之一,可举出水系粘接剂,即粘接剂成分溶解或者分散于水而成的水系粘接剂。作为这样的粘接剂成分,例如,有聚乙烯醇系树脂、具有亲水基团的聚氨酯系树脂等。水系粘接剂可以通过将这样的粘接剂成分与根据需要配合的添加剂一起混合于水中而制备。若列举水系粘接剂中可使用的市售的聚乙烯醇系树脂的例子,有由Kuraray株式会社销售的羧基改性聚乙烯醇“Kuraray Poval(注册商标)KL-318”(商品名)等。
水系粘接剂根据需要可以含有交联剂。若列举交联剂的例子,有胺化合物、醛化合物、羟甲基化合物、水溶性环氧树脂、异氰酸酯化合物、多价金属盐等。以聚乙烯醇系树脂为粘接剂成分时,优选使用以乙二醛为代表的醛化合物、以羟甲基三聚氰胺为代表的羟甲基化合物、水溶性环氧树脂等作为交联剂。
这里水溶性环氧树脂例如可以为聚酰胺多胺与表氯醇反应而得的聚酰胺环氧树脂,该聚酰胺多胺是二亚乙基三胺、三亚乙基四胺之类的聚亚烷基多胺与己二酸之类的二羧酸的反应物。若列举水溶性环氧树脂的市售品的例子,有由Sumika Chemtex株式会社销售的“Sumirez Resin(注册商标)650(30)”(商品名)等。
偏振片的制作中采用水系粘接剂时,可以通过在偏光膜和/或保护膜的贴合面涂布水系粘接剂,介由该水系粘接剂贴合两者后,经过干燥处理使水系粘接剂固化而得到偏振片。在贴合之前,预先对保护膜实施皂化处理、电晕放电处理、或者等离子体处理之类的易粘接处理来提高润湿性也是有效的。干燥温度例如可以为60~100℃左右。另外,干燥处理后,如果在比室温稍高的温度,例如30~50℃左右的温度下熟化1~10天左右,则能够进一步提高粘接力,因而优选。
作为另一个优选的粘接剂,可举出通过活性能量射线的照射或者加热而固化的固化性粘接剂,作为其例子,有环氧系粘接剂等。本发明中,从容易操作、粘接强度等观点考虑,优选使用环氧系粘接剂。这里,环氧系粘接剂是以环氧树脂为固化成分的粘接剂,该环氧树脂是指分子内具有至少2个环氧基的、利用伴有环氧基的开环的聚合反应而固化的化合物或者聚合物。应予说明,按照该领域的惯例,即便为单体也称为环氧树脂。
环氧树脂的固化一般通过环氧树脂的阳离子聚合而进行。从生产率的观点考虑,优选该固化通过照射活性能量射线而进行。
从耐候性、折射率、阳离子聚合性等观点考虑,优选固化性粘接剂所含有的环氧树脂在分子内不含芳香环。作为分子内不含芳香环的环氧树脂,可例示氢化环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。适合这样的固化性粘接剂含有的环氧树脂例如在日本特开2004-245925号公报中详细说明而被公知,这里简要说明。
氢化环氧树脂是使核氢化多羟基化合物发生缩水甘油醚化而得的,该核氢化多羟基化合物是使作为芳香族环氧树脂的原料的芳香族多羟基化合物在催化剂的存在下、加压条件下选择性进行核氢化反应而得的。作为芳香族多羟基化合物,例如可举出双酚A、双酚F和双酚S之类的双酚;苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂和羟基苯甲醛苯酚酚醛清漆树脂之类的酚醛清漆型的树脂;四羟基二苯基甲烷、四羟基二苯甲酮和聚乙烯醇之类的多官能型的化合物等。可以使这样的芳香族多羟基化合物进行核氢化反应而得的核氢化多羟基化合物与氯表醇反应,从而进行缩水甘油醚化。作为优选的氢化环氧树脂,可举出氢化的双酚A的缩水甘油醚。
脂环式环氧树脂是分子内具有至少1个与脂环式环键合的环氧基的化合物。“与脂环式环键合的环氧基”表示下式所示的结构中的桥联的氧原子-O-,该式中,m为2~5的整数。
除去该式(CH2)m中的1个或多个氢原子而得的基团与其它的化学结构键合的化合物可以成为脂环式环氧树脂。另外,形成脂环式环的(CH2)m中的1个或多个的氢原子可以被甲基、乙基之类的直链状烷基适当地取代。脂环式环氧树脂中,具有环氧环戊烷结构(上式中m=3的结构)、环氧环己烷结构(上式中m=4的结构)的环氧树脂显示优异的粘接性,因而优选使用。以下,列举脂环式环氧树脂的具体例。这里,首先举出化合物名,其后,示出与其对应的化学式,对化合物名和与其对应的化学式标注相同的符号。
A:3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷甲酸酯,
B:3,4-环氧-6-甲基环己基甲基3,4-环氧-6-甲基环己烷甲酸酯,
C:亚乙基双(3,4-环氧环己烷甲酸酯),
D:双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯,
E:双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯,
F:二乙二醇双(3,4-环氧环己基甲醚),
G:乙二醇双(3,4-环氧环己基甲醚),
H:2,3,14,15-二环氧基-7,11,18,21-四氧杂三螺环[5.2.2.5.2.2]二十一烷,
I:3-(3,4-环氧环己基)-8,9-环氧基-1,5-二氧杂螺环[5.5]十一烷,
J:二氧化4-乙烯基环己烯,
K:二氧化苧烯,
L:双(2,3-环氧环戊基)醚,
M:二氧化二聚环戊二烯等。
脂肪族环氧树脂可以为脂肪族多元醇或其环氧烷加成物的聚缩水甘油醚。更具体而言,可举出丙二醇的二缩水甘油醚;1,4-丁二醇的二缩水甘油醚;1,6-己二醇的二缩水甘油醚;丙三醇的三缩水甘油醚;三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚;乙二醇、丙二醇和丙三醇之类的脂肪族多元醇与环氧烷(环氧乙烷、环氧丙烷)加成而得的聚醚多元醇的聚缩水甘油醚(例如聚乙二醇的二缩水甘油醚)等。
固化性粘接剂中,环氧树脂可以仅单独采用1种,也可以并用2种以上。其中,该环氧树脂优选含有分子内具有至少1个与脂环式环键合的环氧基的脂环式环氧树脂。
固化性粘接剂所含的环氧树脂的环氧当量通常为30~3000g/当量,优选为50~1500g/当量的范围。如果环氧当量低于30g/当量,则固化后的偏振片的挠性可能降低,或者粘接强度可能降低。另一方面,如果环氧当量超过3000g/当量,则与粘接剂所含有的其它成分的相容性可能降低。
本发明中,如上所述,优选采用阳离子聚合性的环氧树脂作为环氧树脂。因此,固化性粘接剂优选含有阳离子聚合引发剂。阳离子聚合引发剂通过可见光线、紫外线、X射线和电子束之类的活性能量射线的照射或者加热而产生阳离子种或者路易斯酸,引发环氧基的聚合反应。从粘接剂的保存稳定性和操作性的观点考虑,优选阳离子聚合引发剂通过活性能量射线的照射或者加热而被赋予发挥催化作用的潜在性。
以下,将通过活性能量射线的照射产生阳离子种或者路易斯酸而引发环氧基的聚合反应的阳离子聚合引发剂称为“光阳离子聚合引发剂”,将受热产生阳离子种或者路易斯酸而引发环氧基的聚合反应的阳离子聚合引发剂称为“热阳离子聚合引发剂”。
添加光阳离子聚合引发剂并照射活性能量射线使粘接剂固化的方法在常温就可固化,需要考虑偏光膜的耐热性或者膨胀引起的应变的情况减少,因此在能良好地粘接保护膜和偏光膜的方面有利。另外,光阳离子聚合引发剂受光而发挥催化作用,因此即便与环氧树脂混合,保存稳定性、操作性也优异。
作为光阳离子聚合引发剂,例如可举出芳香族重氮盐;芳香族碘盐、芳香族锍盐之类的盐,铁-丙二烯络合物等。光阳离子聚合引发剂的配合量相对于环氧树脂100重量份,通常为0.5~20重量份,优选为1重量份以上,另外优选为15重量份以下。
如果光阳离子聚合引发剂的配合量低于0.5重量份,则有固化不充分,固化物的机械强度、粘接强度降低的趋势。另一方面,如果光阳离子聚合引发剂的配合量超过20重量份,则有固化物中的离子性物质增加而使固化物的吸湿性增高,耐久性能降低的可能性。
配合光阳离子聚合引发剂时,固化性粘接剂根据需要可以进一步含有感光剂。通过使用感光剂,能够提高阳离子聚合的反应性,提高固化物的机械强度、粘接强度。作为感光剂,例如可举出羰基化合物、有机硫化合物、过硫化物、氧化还原系化合物、偶氮化合物、重氮化合物、卤素化合物、光还原性色素等。配合感光剂时,其量相对于固化性粘接剂100重量份,优选为0.1~20重量份的范围内。
另一方面,作为热阳离子聚合引发剂,可举出苄基锍盐,噻吩盐、四氢噻吩盐、苄基铵、吡啶盐、盐、羧酸酯、磺酸酯以及胺化酰亚胺等。
含有环氧树脂的固化性粘接剂如上所述优选通过光阳离子聚合而固化,但可以配合上述的热阳离子聚合引发剂,通过热阳离子聚合而固化,也可以通过光阳离子聚合和热阳离子聚合这两者固化。通过光阳离子聚合和热阳离子聚合这两者固化时,优选向固化性粘接剂配合光阳离子聚合引发剂和热阳离子聚合引发剂这两者。
另外,固化性粘合剂可以进一步含有氧杂环丁烷化合物、多元醇化合物等促进阳离子聚合的化合物。氧杂环丁烷化合物是分子内具有4元环醚的化合物。配合氧杂环丁烷化合物时,其配合量以固化性粘合剂的总量为基准,通常为5~95重量%,优选为5~50重量%。另外多元醇化合物可以为包含乙二醇、己二醇、聚乙二醇等的烷撑二醇或其低聚物、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇等。配合多元醇化合物时,其配合量以固化性粘合剂的总量为基准,通常为50重量%以下,优选为30重量%以下。
此外,只要不损害固化性粘合剂的粘接性,则固化性粘合剂可以含有其它的添加剂,例如,离子捕捉剂、抗氧化剂、链转移剂、敏化剂、增粘剂、热塑性树脂、填充剂、流动调节剂、增塑剂、消泡剂等。作为离子捕捉剂,例如可举出包含粉末状的铋系、锑系、镁系、铝系、钙系、钛系、它们的混合体系等的无机化合物,作为抗氧化剂,例如可举出受阻酚系抗氧化剂等。
偏振片的制作中采用固化性粘接剂时,可以在偏振光膜或者保护膜的贴合面或者这双者的贴合面涂覆固化性粘接剂后,介由粘接剂贴合,通过照射活性能量射线或者加热使未固化的粘接剂层固化,使偏振光膜与保护膜粘接。作为粘接剂的涂覆方法,例如,可采用刮刀、线棒、模涂机、逗号涂布机和凹版涂布机等各种涂覆方式。
该固化性粘接剂可以为基本上实质不含溶剂的无溶剂型粘接剂,由于各涂覆方式分别具有最佳的粘度范围,所以为了调整粘度可以含有溶剂。溶剂优选为能不降低偏振光膜的光学性能地良好溶解以环氧树脂为代表的各成分的有机溶剂,例如,可以使用以甲苯为代表的烃、以乙酸乙酯为代表的酯等。
通过活性能量射线的照射使粘接剂固化时,作为活性能量射线,可以使用上述的各种的射线,为了容易操作,也容易控制照射光量等,优选紫外线。活性能量射线,例如紫外线的照射强度、照射量在不影响以偏光膜的偏振度为代表的各种光学性能和以保护膜的透明性、相位差特性为代表的各种光学性能的范围,以保证适当的生产率的方式适当地决定。
利用热使粘接剂固化时,只要用通常已知的方法加热即可。配合于固化性粘接剂的热阳离子聚合引发剂通常被加热至产生阳离子种、路易斯酸的温度以上,该加热温度例如为50~200℃左右。
[粘合剂层]
本发明的偏振片通常将粘合剂层层叠在第一或第二保护膜上,并介由该粘合剂层与液晶单元等贴合。
形成粘合剂层的粘合剂只要光学透明性优异、包含适当的润湿性、凝聚性、粘接性等在内的粘合特性优异即可,更优选使用耐久性等也优异的粘合剂。具体而言,作为形成粘合剂层的粘合剂,优选使用含有丙烯酸系树脂的粘合剂(丙烯酸系粘合剂)。
丙烯酸系粘合剂所含有的丙烯酸系树脂是以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、以及丙烯酸2-乙基己酯之类的丙烯酸烷基酯为主要单体的树脂。该丙烯酸系树脂通常与极性单体共聚。极性单体是指具有聚合性不饱和键和极性官能团的化合物,这里聚合性不饱和键一般是指来自(甲基)丙烯酰基的键,另外极性官能团可为羧基、羟基、酰胺基、氨基、环氧基等。若列举极性单体的具体例,有(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
另外丙烯酸系粘合剂中通常与丙烯酸系树脂一起配合交联剂。
作为交联剂的代表例,可举出分子内具有至少2个异氰酸基(-NCO)的异氰酸酯化合物。
粘合剂中可以进一步配合各种添加剂。作为优选的添加剂,可举出硅烷偶联剂、防静电剂等。硅烷偶联剂在提高与玻璃的粘接力方面有效。防静电剂在减少或者防止静电的产生方面有效。一般,介由粘合剂层将偏振片贴合于液晶单元时,要将之前覆盖粘合剂层进行临时保护的表面保护膜(间隔件)剥离后贴合于液晶单元,但因剥离该表面保护膜时产生的静电导致发生液晶单元内的液晶的取向不良,该现象导致液晶显示装置的显示不良。作为减少或者防止这样的静电的产生的手段,有效的是向粘合剂中配合防静电剂。
粘合剂层可以利用如下方法形成,即将如上的粘合剂成分溶解于有机溶剂而制备粘合剂组合物,将其直接涂覆在偏振片的保护膜上并干燥除去溶剂的直接涂覆法;或者在由实施过脱模处理的树脂膜构成的基材膜的脱模处理面涂覆上述的粘合剂组合物,并干燥除去溶剂而制成粘合剂层,将其贴附在偏振片的保护膜上的转印法。利用前者的直接涂覆法在保护膜上形成粘合剂层时,惯例是在其表面贴合实施过脱模处理的树脂膜(也称为间隔件),对粘合剂层表面进行临时保护直至使用时为止。从作为有机溶剂溶液的粘合剂组合物的操作性的观点等考虑,多采用后者的转印法,该情况从最初用于形成粘合剂层的经脱模处理的基材膜在贴附于偏振片后可直接成为间隔件这点考虑优选。
[液晶显示装置]
本发明的偏振片适合用于液晶显示装置。液晶显示装置具备液晶面板。该液晶面板具备液晶单元和层叠于该液晶单元的一面或者两面的偏振片,液晶单元和偏振片如上所述,介由粘合剂层贴合。该液晶单元可以为IPS模式、VA模式、TN模式等各种方式。在贴合本发明的偏振片的液晶单元的相反侧可以贴合同种的偏振片或者公知的偏振片。
将本发明的偏振片配置于液晶单元的可视侧时,距液晶单元远的一侧的保护膜(最靠近可视侧的保护膜)可以为被赋予了雾度的具有防眩性的膜。作为对保护膜赋予雾度的方法,例如,有如下方法:向构成保护膜的原料的树脂中混合无机微粒或者有机微粒而制造膜的方法;使用混合有微粒的树脂和没有混合微粒的树脂通过多层挤出制造二层膜,或者进一步将混合有微粒的树脂作为外层而制造三层膜的方法;在膜的一侧涂布固化性粘结剂树脂中混合有无机微粒或者有机微粒的涂布液,使粘结剂树脂固化而设置防眩层的方法等。
作为上述的无机微粒,例如可举出二氧化硅、胶体二氧化硅、氧化铝、氧化铝溶胶、硅铝酸盐、氧化铝-二氧化硅复合氧化物、高岭土、滑石、云母、碳酸钙、磷酸钙等。另外,作为有机微粒,例如可举出交联聚丙烯酸粒子、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物树脂粒子、交联聚苯乙烯粒子、交联聚甲基丙烯酸甲酯粒子、有机硅树脂粒子、聚酰亚胺粒子等。
对保护膜赋予雾度时,优选使该雾度值成为6~45%的范围内。如果该雾度值低于6%,则有时得不到充分的防眩效果。另一方面,如果雾度值超过45%,则有时导致配置有该保护膜的液晶显示装置的画面褪色等画质降低。雾度是由扩散透射率与总光线透射率的比定义的值,可以基于JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求法”,使用市售的雾度测量仪进行测定。作为市售的雾度测量仪,例如,有由(株)村上色彩技术研究所销售的“HM-150”(产品名)等。雾度值测定时,为了防止膜的弯曲,例如,优选使用利用光学性透明的粘合剂,以防眩面为表面的方式将膜面贴合于玻璃基板的测定样品。
另外,将本发明的偏振片配置于液晶单元的可视侧时,可以在距液晶单元远的一侧的保护膜的最表面(与偏光膜相反的一侧的面)设置包含导电层、硬涂层、低反射层等在内的功能层。作为含有构成上述的防眩层的粘结剂树脂的涂布液,也可以选择可呈现这些功能的树脂组合物。
将本发明的偏振片配置于液晶单元的背面侧时,距液晶单元远的一侧(背光灯侧)的保护膜也可以选择亮度提高膜代替上述的由透明性、机械强度、热稳定性、水分遮挡性等优异的树脂构成的树脂膜。亮度提高膜能够容易地获得市售品,若列举其例子,分部以商品名表示,有由Sumitomo 3M株式会社销售的“DBEF”(注册商标)、“APF”(产品名)等。应予说明,采用亮度提高膜作为距液晶单元远的一侧(背光灯侧)的保护膜时,可以利用上述的粘合剂进行层叠。
将本发明的偏振片贴合于液晶单元时,无论在可视侧还是背面侧,位于液晶单元侧(液晶单元与偏光膜之间)的保护膜均优选具有上述范围的相位差值,更优选由纤维素系树脂或者聚烯烃系树脂构成。
[实施例]
以下,例示实施例对本发明进一步进行具体说明,但本发明不限于这些实施例。以下的实施例中,偏光膜的应变量的计算以及偏光膜和保护膜的厚度的测定用下述方法进行。
偏光膜的应变量如下求出。首先,将偏光膜裁剪成吸收轴方向×透射轴方向为100mm×100mm的大小。如图1所示用冲裁成外周的尺寸为140mm×140mm的大小且中心部为80mm×80mm的大小的塑料瓦楞板(以聚丙烯为原料的中空结构挤出成型品)夹持该偏光膜片段,测定时为了使它们不错位,用10mm宽的耐热绝缘用聚酰亚胺粘性胶带〔日东电工株式会社的商品名“No.360系列”〕固定偏光膜片段和塑料瓦楞板,制成测定用样品。以与偏光膜的透射轴方向平行的方式,将由共和电业株式会社销售的泛用箔应变仪“KFG-5-120-C1”粘接在偏光膜的中央位置。偏光膜和应变仪利用氰基丙烯酸酯系粘接剂〔由东亚合成株式会社销售的商品名“Aronalpha(注册商标)201”〕粘接。应变仪与由共和电业株式会社销售的高速数据记录器“UCAM-65A”连接。由此测量偏光膜的透射轴方向的尺寸变化。接下来,将该测定用样品静置在烘箱内,使烘箱内的温度从25℃以2℃/分钟的速度升温至85℃后,取出样品,向与应变仪粘接的偏光膜部位滴加23℃的纯水0.3mL。记录纯水滴加后1分钟产生的最大的尺寸变化量(绝对值),利用上述式(1)计算应变量。
偏光膜和保护膜的厚度用尼康株式会社制的数显千分尺“MH-15M”(产品名)测定。
(制造例1)
将平均聚合度约2400、皂化度99.9摩尔%、厚度30μm的聚乙烯醇膜〔Kuraray株式会社的商品名“VF-PE#3000”〕浸渍于37℃的纯水后,在30℃浸渍于碘/碘化钾/水的重量比为0.04/1.5/100的水溶液。其后,在56.5℃浸渍于碘化钾/硼酸/水的重量比为12/3.6/100的水溶液。接着,用10℃的纯水清洗后,在85℃干燥,制成碘在聚乙烯醇吸附取向的厚度约12μm的偏光膜1。拉伸主要在碘染色和硼酸处理的工序中进行,总拉伸倍率为4.8倍。偏光膜1的应变量为611με。
(制造例2)
将平均聚合度约2400、皂化度99.9摩尔%、厚度60μm的聚乙烯醇膜〔Kuraray株式会社制的商品名“VF-PE#6000”〕浸渍于37℃的纯水后,在30℃浸渍于碘/碘化钾/水的重量比为0.04/1.5/100的水溶液。其后,在56.5℃浸渍于碘化钾/硼酸/水的重量比为12/3.6/100的水溶液。接着,用10℃的纯水清洗后,在85℃干燥,制成碘在聚乙烯醇吸附取向的厚度约23μm的偏光膜2。拉伸主要在碘染色和硼酸处理的工序中进行,总拉伸倍率为5.3倍。偏光膜2的应变量为711με。
以下的实施例和比较例中,由上述制作的偏光膜和以下的保护膜制成偏振片。
〈保护膜〉
保护膜A:带硬涂层的三乙酸纤维素(TAC)膜,厚度49μm,从Konica Minolta Opto株式会社获得的产品名“KY-40-C2A3”。
保护膜B:TAC膜,厚度25μm,从Konica Minolta Opto株式会社获得的产品名“KC2UAW”。
保护膜C:带硬涂层的TAC膜,厚度44μm,从凸版印刷株式会社获得的产品名“40CHC”。
保护膜D:环烯烃聚合物(COP)成型品,厚度20μm,从日本Zeon株式会社获得的商品名“Zeonor Film”(注册商标)。
保护膜E:环烯烃聚合物(COP)成型品,厚度23μm,从日本Zeon株式会社获得的商品名“Zeonor Film”(注册商标)。
[实施例1]
(水系粘接剂的制备)
在水100份中溶解从Kuraray株式会社获得的羧基改性聚乙烯醇“KL-318”(商品名)3份,向该水溶液中添加从Sumika chemtex株式会社获得的水溶性聚酰胺环氧树脂“Sumirez Resin”(注册商标)650(30)”(商品名,固体成分浓度30%的水溶液)1.5份而制备水系粘接剂。
(偏振片的制作)
对保护膜A和保护膜D的贴合面分别实施皂化处理。在偏光膜1的一面介由上述制备的水系粘接剂贴合保护膜A,在另一面介由相同的水系粘接剂贴合保护膜D,在80℃干燥5分钟而制成偏振片。
〔评价〕
在上述制成的偏振片的保护膜D的与偏光膜1相反侧的面贴合带剥离膜的丙烯酸系粘合剂片而制成带粘合剂层的偏振片。将该带粘合剂层的偏振片裁剪成5.1英寸型尺寸(宽度约113mm×长度约64mm),从该粘合剂层侧将剥离膜进行剥离,介由露出的粘合剂层贴合于玻璃板。将其作为评价用样品,进行冷热冲击环境试验和结露冷热冲击环境试验。
该冷热冲击环境试验如下进行,即在偏振片贴合于玻璃板的状态下,使用冷热冲击试验装置〔由Espec株式会社销售的产品名“TSA-71L-A-3”〕,将在85℃暴露30分钟作为高温条件,将在﹣40℃暴露30分钟作为低温条件,以此作为1次循环。应予说明,温度转移时将温度转移时间设为0分钟,温度转移时不导入外部空气,设定成评价用样品不发生结露的条件。其结果,即便重复400次循环偏光膜也没有产生裂纹。
结露冷热冲击环境试验如下进行,即在上述的冷热冲击环境试验中,在温度转移时向装置内导入5分钟外部空气,在有意使评价用样品发生结露的条件下进行。其结果,即便重复50次循环偏光膜也没有产生裂纹。应予说明,该试验时导入的外部空气为23℃、相对湿度55%。
进行冷热冲击环境试验(循环数:400次)和结露冷热冲击环境试验(循环数:50次)后,目视观察确认有无裂纹。在后述的表1中,将与试验前没有变化的偏光膜评价为“○”,将在试验后产生裂纹的偏光膜评价为“×”。
[实验例2]
将保护膜A变成保护膜B,将保护膜D变成保护膜E,除此之外,与实施例1同样地进行,制成偏振片。
在该偏振片的保护膜E的与偏光膜1相反侧的面贴合丙烯酸系粘合剂片而制成带粘合剂层的偏振片。将该带粘合剂层的偏振片与实施例1同样地裁剪成5.1英寸型尺寸,将该粘合剂层贴合于玻璃板制成评价用样品。与实施例1同样地对该评价用样品进行冷热冲击环境试验和结露冷热冲击环境试验。其结果,冷热冲击环境试验中,即便重复400次循环偏光膜也没有产生裂纹。另外结露冷热冲击环境试验中,即便重复50次循环偏光膜也没有产生裂纹。
[比较例1]
将保护膜A变成保护膜C,将保护膜D变成保护膜E,将偏光膜1变成偏光膜2,除此之外,与实施例1同样地进行,制成偏振片。
在该偏振片的保护膜E的与偏光膜3相反侧的面贴合丙烯酸系粘合剂片而制成带粘合剂层的偏振片。将该带粘合剂层的偏振片与实施例1同样地裁剪成5.1英寸型尺寸,将该粘合剂层贴合于玻璃板而制成评价用样品。与实施例1同样地对该评价用样品进行冷热冲击环境试验和结露冷热冲击环境试验。其结果,冷热冲击环境试验中即便重复400次循环冷热冲击环境试验偏光膜也没有产生裂纹。另一方面,结露冷热冲击环境试验中,重复50次循环时看到偏光膜产生裂纹。
[比较例2]
将保护膜A变成保护膜B,将偏光膜1变成偏光膜2,除此之外,与实施例1同样地进行,制成偏振片。
在该偏振片的保护膜D面贴合丙烯酸系粘合剂片,制成带粘合剂层的偏振片。将得到的带粘合剂层的偏振片裁剪成5.1英寸型尺寸,将该粘合剂层贴合于玻璃板,进行与实施例1同样的冷热冲击环境试验和结露冷热冲击环境试验。其结果,冷热冲击环境试验中,重复400次循环时偏光膜产生裂纹。另外,结露冷热冲击环境试验中,重复50次循环时偏光膜产生裂纹。
表1
Claims (6)
1.一种偏振片,是在厚度为1~26μm的偏光膜的至少一面层叠厚度为5~50μm的第一保护膜而形成的偏振片,
第一保护膜的厚度与偏光膜的厚度的比大于1.9且小于等于40,并且,
将被裁剪成吸收轴方向×透射轴方向为100mm×100mm的大小的所述偏光膜在温度23℃、相对湿度55%的气氛下调湿24小时,接着在烘箱内从25℃以2℃/分钟的速度加热至85℃后,使23℃的纯水0.3mL附着于该被加热的偏光膜后经过1分钟时产生的偏光膜的透射轴方向的应变量为700με以下。
2.根据权利要求1所述的偏振片,其中,在偏光膜的一面层叠第一保护膜,在另一面层叠与第一保护膜厚度相同或者比第一保护膜薄的第二保护膜。
3.根据权利要求2所述的偏振片,其中,第一和第二保护膜中的至少一方在波长590nm的面内延迟Re为10nm以下,在波长590nm的厚度方向的延迟Rth的绝对值为10nm以下,且在波长480~750nm的厚度方向的延迟Rth的绝对值为15nm以下。
4.根据权利要求2所述的偏振片,其中,第一保护膜由纤维素系树脂或者聚烯烃系树脂构成,第二保护膜由纤维素系树脂或者聚烯烃系树脂构成。
5.根据权利要求3所述的偏振片,其中,第一保护膜由纤维素系树脂或者聚烯烃系树脂构成,第二保护膜由纤维素系树脂或者聚烯烃系树脂构成。
6.一种液晶显示装置,是在液晶单元的至少一面层叠权利要求1~5中任1项所述的偏振片而成的。
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