CN105612442B - 偏振片及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种表面硬度优异且偏振器与配置于偏振器上的树脂层之间的粘附性也优异的偏振片及包含偏振片的图像显示装置。本发明的偏振片具备:偏振器;及与偏振器直接接触的树脂层,其中,树脂层为使硼酸单体和多官能单体进行聚合固化而得到的层,所述硼酸单体具有由式(1)表示的硼酸基及聚合性基团,树脂层的Re(550)及Rth(550)分别满足下述式(X)及式(Y):式(X)Re(550)≤10nm,式(Y)|Rth(550)|≤10nm,偏振器的厚度为35μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏振片,尤其涉及一种具有使硼酸单体和多官能单体进行聚合固化而得到的树脂层的偏振片及包含偏振片的图像显示装置。
背景技术
偏振器的机械强度较差,因此通常将由经皂化处理的三乙酰纤维素构成的薄膜等偏振器保护膜贴合于偏振器上,作为偏振片进行使用。
另一方面,近年来,要求对偏振器保护膜提高机械强度等提高各种性能,并提出了各种方案。例如,专利文献1中公开有将固化树脂层直接形成于偏振器的表面而得到的偏振片,所述固化树脂层由含有多官能(甲基)丙烯酸类单体的固化性树脂组合物形成。记载有如下内容:若为该偏振片,则偏振器与固化树脂层的粘附性较高,且表面硬度也优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-221185号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面,随着液晶显示装置或有机EL显示装置等图像显示装置的用途的扩大,要求更薄的偏振器,并且要求进一步提高偏振片的表面硬度及偏振器与偏振器保护膜之间的粘附性。
本发明人等对专利文献1中所记载的包含固化树脂层的偏振片的特性进行了研究的结果,发现偏振器与固化树脂层之间的粘附性不满足当前所要求的水平,需要进行进一步的改进。
鉴于上述实际情况,本发明的目的在于提供一种表面硬度优异且偏振器与配置于偏振器上的树脂层之间的粘附性也优异的偏振片。
用于解决技术课题的手段
本发明人为了实现上述课题而进行了深入研究的结果,发现通过使用规定的硼酸单体能够解决上述课题,并完成了本发明。
即,本发明人等发现通过以下结构能够解决上述课题。
(1)一种偏振片,具备偏振器及与偏振器直接接触的树脂层,其中,
树脂层为使硼酸单体和多官能单体进行聚合固化而得到的层,所述硼酸具有由后述的式(1)表示的硼酸基及聚合性基团,
树脂层的Re(550)及Rth(550)分别满足下述式(X)及式(Y),
式(X) Re(550)≤10nm
式(Y) |Rth(550)|≤10nm
偏振器的厚度为35μm以下。
(其中,Re(550)是指波长550nm下的面内延迟(nm),Rth(550)是指波长550nm下的厚度方向的延迟(nm)。)
(2)根据(1)所述的偏振片,其中,硼酸单体相对于硼酸单体与多官能单体的合计质量的质量比例(硼酸单体的质量/(硼酸单体与多官能单体的合计质量))为0.005~11.0质量%。
(3)根据(1)或(2)所述的偏振片,其中,多官能单体中所含的聚合性基团为(甲基)丙烯酰基。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的偏振片,其中,树脂层还含有紫外线吸收剂。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的偏振片,其中,树脂层在波长300~380nm下的最大透射率为15%以下。
(6)根据(1)至(4)中任一项所述的偏振片,其中,在偏振器的与树脂层侧相反一侧的表面上还具备偏振器保护膜,
偏振器保护膜在波长300~380nm下的最大透射率为15%以下。
(7)一种图像显示装置,其包含(1)至(6)中任一项所述的偏振片。
(8)根据(7)所述的图像显示装置,其为液晶显示装置。
发明效果
根据本发明,能够提供表面硬度优异,并且偏振器与配置于偏振器上的树脂层之间的粘附性也优异的偏振片。
附图说明
图1是本发明的偏振片的一实施方式的剖视图。
图2是本发明的偏振片的另一实施方式的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。另外,本说明书中,用“~”表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
作为本发明的特征点,可以举出以使规定的硼酸单体和多官能单体进行聚合固化而得到的层与偏振器表面直接接触的方式进行配置这一点。
本发明中,如下推测获得所希望的效果的机理。本发明中,在偏振器上直接使硼酸单体和多官能单体进行聚合固化,由此,首先硼酸单体经由硼酸基与偏振器形成键合,从而偏在于偏振器的表面。接着,在进行聚合固化时,多官能单体中的聚合性基团和与偏振器键合的硼酸单体中的聚合性基团发生反应。即,认为硼酸单体键合于偏振器和树脂层中的多官能单体这两者,并发挥提高两者的粘接性的作用。
以下,参考附图对本发明的偏振片的一实施方式进行说明。图1中示出本发明的偏振片的一实施方式的剖视图。另外,本发明中的图为示意图,各层的厚度的关系及位置关系等不一定与实际相同。以下的图也相同。
偏振片10具备偏振器12及树脂层14。如图1所示,树脂层14直接配置于上述偏振器12的表面上,作为偏振器保护膜发挥作用。
以下,对偏振片中的各部件(偏振器、树脂层)进行详细叙述。
<偏振器>
偏振器只要是具有将光转换成特定的线性偏振光的功能的部件即可,可以利用吸收型偏振器及反射型偏振器。
作为吸收型偏振器,可以使用碘类偏振器、利用二色性染料的染料类偏振器、以及多烯类偏振器等。作为碘类偏振器及染料类偏振器有涂布型偏振器和 拉伸型偏振器,均可以适用,但优选使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇并进行拉伸而制作的偏振器。
并且,作为通过以在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠膜的状态实施拉伸及染色来得到偏振器的方法,可以举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第5048120号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报、日本专利第4751486号公报,也可以适当地利用有关这些偏振器的公知的技术。
作为反射型偏振器,可以使用将双折射不同的薄膜层叠而得到的偏振器、线栅型偏振器、将具有选择反射区域的胆甾醇型液晶和1/4波长板组合而得到的偏振器等。
其中,从与后述的树脂层的粘附性更加优异的观点考虑,优选为含有聚乙烯醇类树脂(将-CH2-CHOH-作为重复单元而含有的聚合物。尤其是选自由聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物构成的组中的至少一个)的偏振器。
偏振器的厚度为35μm以下,从操作性优异且光学特性也优异的观点考虑,优选3~25μm,更优选4~15μm。若为上述厚度,则能够应对图像显示装置的薄型化。
<树脂层>
树脂层(固化树脂层)是保护偏振器并对偏振片赋予机械强度的层。另外,图1中,树脂层14仅配置于偏振器12的单面,但也可以配置于双面。
树脂层是与偏振器直接接触的层,是使具有由式(1)表示的硼酸基及聚合性基团的硼酸单体和多官能单体进行聚合固化而得到的层。并且,树脂层在光学上显示各向同性。
以下,首先对树脂层的原料(硼酸单体及多官能单体等)进行详细叙述,之后对树脂层的制造步骤等进行详细叙述。
(硼酸单体)
硼酸单体是具有由式(1)表示的硼酸基及聚合性基团的化合物,如上所述,发挥提高偏振器与树脂层之间的粘附性的作用。
[化学式1]
式(1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、取代或未取代的脂肪族烃基、芳基或杂环基。
作为脂肪族烃基,例如可以举出碳原子数1~20的取代或未取代的直链或分支的烷基(例如,甲基、乙基、异丙基等)、碳原子数3~20的取代或未取代的环状烷基(例如,环己基等)、碳原子数2~20的烯基(例如,乙烯基等)。
作为芳基,例如可以举出碳原子数6~20的取代或未取代的苯基(例如,苯基、甲苯基等)、碳原子数10~20的取代或未取代的萘基等。
作为杂环基,例如可以举出含有至少一个杂原子(例如,氮原子、氧原子、硫原子等)的取代或未取代的5元或6元环的基团,例如可以举出吡啶基、咪唑基、呋喃基、哌啶基、吗啉基等。
R1及R2可以彼此连结而形成环,例如,R1及R2的异丙基可以连结而形成4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷环。
式(1)中,作为R1及R2,优选氢原子、碳原子数1~3的直链或分支的烷基、R1及R2连结而形成环的情况,最优选氢原子。
式(1)中,*表示键合位置。
另外,由式(1)表示的硼酸基的数量并没有特别限制,可以是一个或多个(两个以上)。
另外,这些脂肪族烃基、芳基及杂环基中所含的烃基的一个以上可以被任意的取代基取代。取代基的种类例如可以举出日本特开2013-054201号公报的0046段落中所记载的取代基。
聚合性基团的种类并没有特别限制,例如可以举出自由基聚合性基团、阳离子聚合性基团等。作为自由基聚合性基团,可以举出(甲基)丙烯酰基、丙烯酰胺基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。作为阳离子聚合性基团,可以举出乙烯基醚基、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、乙烯基、环氧乙基或氧杂环丁基,进一步优选(甲基)丙烯酰基或苯乙烯基,尤其优选(甲基)丙烯酰基。
另外,(甲基)丙烯酰基是指包含丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两者。
聚合性基团的数量并没有特别限制,可以是一个或多个(两个以上)。
硼酸单体的分子量并没有特别限制,从与多官能单体的相溶性优异的观点考虑,优选120~1200,更优选180~800。
作为硼酸单体的优选形态,从偏振器与树脂层之间的粘附性更加优异的观点考虑,可以举出由式(2)表示的硼酸单体。
[化学式2]
式(2)中的R1及R2的定义如上所述。
Z表示聚合性基团。聚合性基团的定义如上所述。
X1表示单键或2价连结基团。作为2价连结基团,例如可以举出-O-、-CO-、-NH-、-CONH-、-OCONH-、-COO-、-O-COO-、亚烷基、亚芳基、杂环基(杂亚芳基)及选自它们的组合中的2价连结基团。
另外,作为组合,例如可以举出-亚芳基-La-亚芳基-La-亚芳基-La-亚烷基-、-亚芳基-La-亚芳基-La-亚烷基-、-亚芳基-La-亚烷基-等。La表示-COO-、-CO-NH-、-O-或-OCONH-。
以下示出硼酸单体的具体例,但本发明并不限定于此。
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
(多官能单体)
多官能单体是能够使用光或热进行聚合的化合物,聚合固化后成为构成树脂层的成分。
多官能单体中含有多个聚合性基团。聚合性基团的定义如上所述,优选(甲基)丙烯酰基。
多官能单体中所含的聚合性基团的数量并没有特别限制,只要是多个(两个以上)即可,从偏振片的表面硬度更加优异的观点考虑,优选3~32个,更优选3~20个。
作为多官能单体的具体例,例如可以举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙 烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)氰脲酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、使环氧乙烷或环氧丙烷与三羟甲基丙烷或甘油等多官能醇进行加成反应之后进行(甲基)丙烯酸酯化而得到的物质等多官能(甲基)丙烯酸酯。
这些多官能单体可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,(甲基)丙烯酸酯是指包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯这两者。
上述硼酸单体与多官能单体的质量比并没有特别限制,从在高温高湿条件下偏振片中的偏振器的耐久性更加优异的观点考虑,优选硼酸单体相对于硼酸单体与多官能单体的合计质量的质量比例(硼酸单体的质量/(硼酸单体与多官能单体的合计质量))为0.0005~20.0质量%,更优选为0.005~11.0质量%,进一步优选为0.05~9.0质量%。
(树脂层的制造方法)
树脂层的制造方法只要能够制造与偏振器直接接触的树脂层,则并没有特别限制,但从更容易控制树脂层的厚度的观点考虑,能够通过将含有上述硼酸单体及上述多官能单体的树脂层形成用组合物直接涂布于偏振器上并使其聚合固化来制造。换言之,优选如下方式:将上述树脂层形成用组合物直接涂布于偏振器上来形成涂膜,并对该涂膜实施聚合固化处理,由此制造树脂层。
以下,对使用树脂层形成用组合物的方式进行详细叙述。
树脂层形成用组合物中含有上述硼酸单体及上述多官能单体。硼酸单体与多官能单体的质量比并没有特别限制,但优选满足上述硼酸单体的质量比例(硼酸单体的质量/(硼酸单体与多官能单体的合计质量))。
并且,树脂层形成用组合物中也可以含有除上述硼酸单体及上述多官能单体以外的成分。
例如,树脂层形成用组合物中可以含有聚合引发剂。
聚合引发剂的种类并没有特别限制,可以根据聚合固化的种类来适当选择适合的化合物。更具体而言,可以举出光聚合引发剂、热聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可以举出烷基苯酮类、酰基氧化膦类、钛茂类等。作为热聚合引发剂,例如可以举出酮过氧化物类、过氧化缩酮类、氢过氧化物类、二烷基过氧化物类、二酰基过氧化物类、过氧化碳酸酯类、过氧化酯类等。
树脂层形成用组合物中可以含有各种表面活性剂。
表面活性剂能够抑制因干燥风的局部性分布所造成的干燥偏差引起的膜厚的不均,并且能够改善树脂层的表面凹凸及涂布物的凹陷(作为流平剂发挥作用)。
作为表面活性剂,具体而言,优选氟类表面活性剂或硅酮类表面活性剂。并且,与低分子化合物相比,表面活性剂优选为低聚物或聚合物。
若添加表面活性剂,则表面活性剂迅速向所涂布的液膜的表面移动而偏在化,膜干燥后,表面活性剂也仍然偏在于表面,因此添加了表面活性剂的树脂层的表面能因表面活性剂而下降。从防止树脂层的膜厚不均匀性及凹陷、不均的观点考虑,优选膜的表面能较低。
氟类表面活性剂的优选方式及具体例记载于日本特开2007-102206号公报的段落号[0023]~[0080]中,在本发明中也相同。
作为硅酮类表面活性剂的优选例,可以举出含有多个二甲基硅氧基单元作为重复单元且在化合物链的末端和/或侧链具有取代基的物质。含有二甲基硅氧基单元作为重复单元的化合物链中可以含有除二甲基硅氧基单元以外的结构单元。取代基可以相同也可以不同,优选具有多个取代基。作为优选取代基的例子,可以举出包含聚醚基、烷基、芳基、芳氧基、肉桂酰基、氧杂环丁基、氟烷基、聚氧亚烷基等的基团。
作为优选硅酮类表面活性剂的例子,可以举出Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制的“X-22-174DX”、“X-22-2426”、“X22-164C”、“X-22-176D”(以上为商品名);CHISSOCORPORATION制的“FM-7725”、“FM-5521”、“FM-6621”(以上为商品名);Gelest制的“DMS-U22”、“RMS-033”(以上为商品名);Dow Corning Toray Co.,Ltd.制的“SH200”、“DC11PA”、“ST80PA”、“L7604”、“FZ-2105”、“L-7604”、“Y-7006”、“SS-2801”(以上为商品名);Momentive Performance Materials Inc.制的“TSF400”(商品名);等,但并不限定于这些。
表面活性剂的分子量并没有特别限制,优选为10万以下,更优选为5万以下,尤其优选为1,000~30,000,最优选为1,000~20,000。
树脂层形成用组合物中的表面活性剂的含量并没有特别限制,优选调整为表面活性剂相对于所形成的树脂层总质量的含量为0.01~0.5质量%,更优选0.01~0.3质量%。
(透光性树脂粒子)
并且,为了赋予防眩性(表面散射性)及内部散射性,树脂层中可以使用各种透光性树脂粒子。
透光性树脂粒子的粒径越是没有偏差,散射特性的偏差越小,越容易设计雾度值。作为透光性树脂粒子,优选塑胶球。
作为透光性树脂粒子,可以例示出有机粒子,作为有机粒子,可以使用聚甲基丙烯酸甲酯粒子(折射率1.49)、交联聚(丙烯酸-苯乙烯)共聚物粒子(折射率1.54)、三聚氰胺树脂粒子(折射率1.57)、聚碳酸酯粒子(折射率1.57)、聚苯乙烯粒子(折射率1.60)、交联聚苯乙烯粒子(折射率1.61)、聚氯乙烯粒子(折射率1.60)、苯并胍胺-三聚氰胺甲醛粒子(折射率1.68)等。
其中,可以优选使用交联聚苯乙烯粒子、交联聚((甲基)丙烯酸酯)粒子、交联聚(丙烯酸-苯乙烯)粒子,通过与选自这些粒子中的各透光性树脂粒子的折射率相应地调整树脂层中的树脂成分的折射率,能够赋予防眩性(表面散射性)及内部散射性。进而,能够良好地实现内部雾度、表面雾度、中心线平均粗糙度。
树脂层中的树脂成分与透光性树脂粒子的折射率之差(透光性树脂粒子的折射率-树脂层中的树脂成分的折射率)以绝对值计优选为0.001~0.030。若折射率之差在该范围内,则不会产生薄膜文字模糊、暗室对比度下降、表面白浊等问题。
透光性树脂粒子的平均粒径(体积基准)优选0.5~20μm。若平均粒径在该范围内,则光的散射角度分布不会过度广角,因此显示器的文字不会模糊。
并且,也可以同时使用粒径不同的两种以上的透光性树脂粒子。能够利用更大粒径的透光性树脂粒子赋予防眩性,并利用更小粒径的透光性树脂粒子减少表面的粗糙感。
当配合透光性树脂粒子时,优选以在树脂层的所有固体成分中含有3~30质量%的方式进行配合。若含量在该范围内,则还能够防止图像模糊、表面的白浊及眩光等问题。
并且,图像显示装置中配置于视觉辨认侧的树脂层之上可以设置低折射率层。进一步优先地,在树脂层与低折射率层之间可以设置中折射率层、高折射率层。通过在树脂层上层叠折射率不同的层,能够提高防反射性。
低折射率层、中折射率层、高折射率层的优选方式及具体例记载于日本特开2007-102206号公报的段落号[0237]~[0250]中,在本发明中也相同。
树脂层形成用组合物中根据需要可以含有溶剂。作为溶剂,可以举出水或有机溶剂。
并且,树脂层形成用组合物中,可以在不损害其特性的范围内添加上述以外的各种添加剂。作为各种添加剂,可以例示出紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、有机/无机填充剂、增塑剂、阻燃剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、脱模剂、发泡剂、成核剂、着色剂、交联剂、分散助剂、流平剂及树脂成分等。
将树脂层形成用组合物涂布于偏振器上的方法并没有特别限制,可以采用公知的涂布方法。例如,可以举出凹版涂布、辊涂布、反向涂布、刀式涂布(knife coat)、铸模涂布、模唇涂布(lip coat)、刮刀涂布(doctor coat)、挤压涂布(extrusion coating)、滑动式涂布、绕线棒涂布、帘式涂布、挤出涂布、旋涂等。
涂布树脂层形成用组合物之后,为了去除溶剂而可以根据需要对组合物的涂布层实施干燥处理。干燥处理的方法并没有特别限制,可以举出风干处理或加热处理等。
使通过上述涂布而得到的组合物的涂布层聚合固化的方法并没有特别限制,可以举出加热处理或光照射处理等。
加热处理的条件因所使用的材料的不同而不同,从反应效率更加优异的观点考虑,优选为在40~120℃(优选50~80℃)下处理0.5分钟~10分钟(优选1分钟~5分钟)。
光照射处理的条件并没有特别限制,优选产生并照射紫外线来进行光固化的紫外线照射法。作为这种方法中所使用的紫外线灯,例如可以举出金属卤化 物灯、高压水银灯、低压水银灯、脉冲型氙气灯、氙气/水银混合灯、低压杀菌灯、无电极灯。在这些紫外线灯中,优选使用金属卤化物灯或高压水银灯。
并且,照射条件因各灯的条件的不同而不同,照射曝光量通常在20~10000mJ/cm2的范围内即可,优选在100~3000mJ/cm2的范围内。
通过上述处理而得到的树脂层的平均厚度并没有特别限制,从操作性的方面等考虑,优选0.2~15μm,更优选0.5~10μm。
膜厚能够使用现有的膜厚计、反射分光膜厚计(FE-3000,Otsuka ElectronicsCo.,Ltd.制)进行测量。或者,可以用显微镜或SEM观察树脂层的剖面来直接测量。
另外,平均厚度是在树脂层中测定分开10mm以上的任意5点以上的厚度并将这些进行算术平均而得到的值。
并且,树脂层满足以下的式(X)及式(Y)。另外,式(Y)是指Rth(550)的绝对值为10nm以下,换言之,是-10nm≤Rth(550)≤10nm。
式(X) Re(550)≤10nm
式(Y) |Rth(550)|≤10nm
其中,Re(550)是指波长550nm下的面内延迟(nm),Rth(550)是指波长550nm下的厚度方向的延迟(nm)。
从难以对所透射的偏振光带来影响的观点考虑,树脂层的Re(550)优选5nm以下,更优选3nm以下。并且,同理,树脂层的|Rth(550)|优选5nm以下,更优选3nm以下。
作为树脂层的Re(550)及Rth(550)的测定方法,能够用KOBRA 21ADH或WR(OjiScientific Instruments Co.,Ltd.制)、AXOSCAN(AXOMETRICS INC.制)等相位差测定装置来测定。
树脂层是将上述硼酸单体及上述多官能单体进行聚合固化而得到的层,但可以含有其他成分。
例如,树脂层中可以含有紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,可以使用公知的物质。例如,可以举出苯并三唑类、二苯甲酮类、水杨酸苯酯类、三嗪类紫外线吸收剂。
树脂层中的紫外线吸收剂的含量并没有特别限制,从防止从聚合固化后的树脂层的渗漏、树脂层的高硬度化、视觉辨认性与UV屏蔽性的平衡的观点考虑,优选相对于树脂层总质量为2~25质量%。
树脂层的光学特性并没有特别限制,当在图像显示装置中使用偏振片且树脂层配置于视觉辨认侧时,从偏振片中的偏振器的耐光性更加优异的观点考虑,优选波长300~380nm下的最大透射率为15%以下,更优选为10%以下。
最大透射率的测定方法能够用分光光度计UV-3150(Shimadzu Corporation制)等分光光度计来测量。
<偏振片及其用途>
如上所述,本发明的偏振片至少具有偏振器及树脂层。
当偏振片包含于图像显示装置中时,可以以树脂层朝向视觉辨认侧(外侧)的方式进行配置,也可以以朝向相反侧(内侧)的方式进行配置。
另外,可以在不损害本发明的效果的范围内包含其他层。
例如,如图2所示,可以是在偏振器12的与树脂层14侧的相反一侧的表面上配置有偏振器保护膜16的偏振片100。
当包含偏振器保护膜的偏振片包含于图像显示装置中时,优选将偏振器保护膜以朝向视觉辨认侧(外侧)的方式进行配置。
偏振器保护膜的光学特性并没有特别限制,当在图像显示装置中使用偏振片且偏振器保护膜配置于视觉辨认侧时,从偏振片中的偏振器的耐光性更加优异的观点考虑,优选偏振器保护膜在波长300~380nm下的最大透射率为15%以下,更优选为7%以下。
偏振器保护膜的结构并没有特别限制,例如可以是所谓的透明支撑体或硬涂层,也可以是透明支撑体与硬涂层的层叠体。
作为硬涂层,可以使用公知的层,例如可以是将上述多官能单体进行聚合固化而得到的层。
并且,作为透明支撑体,可以使用公知的透明支撑体,例如作为形成透明支撑体的材料,可以使用以三乙酰纤维素为代表的纤维素类聚合物(以下,称为纤维素酰化物)、或热塑性降冰片烯类树脂(ZEON CORPORATION制的ZEONEX、ZEONOR、JSR Corporation制的ARTON等)、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂。
偏振器保护膜的厚度并没有特别限定,但从能够使偏振片的厚度变薄等理由考虑,优选40μm以下,更优选25μm以下。
通过将本发明的偏振片配置于图像显示装置的光通路内,例如液晶显示装置的至少液晶单元的一侧等,能够得到本发明的图像显示装置,例如液晶显示装置。液晶显示装置根据所使用的液晶单元的种类有各种模式,在任何情况下都可以使用本发明的偏振片。例如,可以在VA(垂直取向)型、IPS(面内切换)型、OCB(光学补偿弯曲)型、TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型等各种模式的液晶显示装置中使用本发明的偏振片。
另外,在本发明的偏振片与液晶单元之间可以插入用于改善视角特性及对比度的相位差膜。相位差膜根据所使用的液晶单元的种类的不同而不同,在VA型的情况下可以举出negative-C-plate或A-plate及negative-C-plate等,在IPS的情况下可以举出biaxial-plate或possitive-C-plate等,TN型时可以举出将混合取向的盘状液晶固定化而得到的薄膜等,STN型时可以举出biaxial-plate等。
实施例
以下,举出实施例对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨,则可以适当变更。因此,本发明的范围不应通过以下所示的具体例作限定性的解释。
<带硬涂层的薄膜28的制作>
(空气层用纤维素酯溶液的制备)
将下述组合物投入到混合罐中,一边加热一边搅拌而溶解各成分,从而制备空气层用纤维素酯溶液。
空气层用纤维素酯溶液的组成
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
(滚筒层用纤维素酯溶液的制备)
将下述组合物投入到混合罐中,一边加热一边搅拌而溶解各成分,从而制备滚筒层用纤维素酯溶液。
滚筒层用纤维素酯溶液的组成
(芯层用纤维素酯溶液的制备)
将下述组合物投入混合罐中,一边加热一边搅拌而溶解各成分,从而制备芯层用纤维素酯溶液。
芯层用纤维素酯溶液的组成
(基于共流延的制膜)
作为流延模,使用配备有调整为共流延用的进料头以能够成型出3层结构的薄膜的装置。将上述空气层用纤维素酯溶液、芯层用纤维素酯溶液及滚筒层用纤维素酯溶液从流延口向冷却至-7℃的滚筒上共流延。此时,以厚度之比成为空气层/芯层/滚筒层=7/90/3的方式调整各浓液的流量。
向直径为3m的滚筒的镜面不锈钢支撑体上流延。此时,向滚筒上以270m3/分钟吹出34℃的干燥风。
并且,在从流延部的终点部50cm近前处,将流延并旋转而来的纤维素酯膜从滚筒剥取之后,用针板拉幅机夹住两端。剥离时,沿传送方向(长度方向)进行5%的拉伸。
将用针板拉幅机保持的纤维素酯料片传送至干燥区。第一次干燥时,送出45℃的干燥风,接着在110℃下干燥5分钟。此时,将纤维素酯料片一边以10%的倍率沿宽度方向拉伸一边进行传送。
使料片脱离针板拉幅机之后,连续切取用针板拉幅机保持的部分,在料片的宽度方向两端部以15mm的宽度形成10μm高度的凹凸。此时的料片的宽度为1610mm。一边沿传送方向附加210N的拉伸应力,一边在140℃下干燥10分钟。并且,以料片成为所希望的宽度的方式连续切取宽度方向端部,从而制作膜厚41μm的纤维素酯膜。
(硬涂层的制作)
制备下述固化性树脂组合物作为硬涂层形成用的涂布液。
(固化性树脂组合物)
用日本特开2006-122889号公报的实施例1中所记载的使用狭缝模具的铸模涂布法,在上述中制作的纤维素酯膜上以传送速度30m/分钟的条件涂布上述固化性树脂组合物,并在60℃下干燥60秒。之后,进一步在氮气吹扫下(氧浓度约0.1%),使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制)照射照度400mW/cm2、照射量390mJ/cm2的紫外线,使涂布层固化并进行卷取。以固化层的膜厚成为4μm的方式调整涂布量。如此制作总膜厚45μm的带硬涂层的薄膜28(以后,也仅称作“薄膜28”)。
<带硬涂层的薄膜29的制作>
(丙烯酸薄膜的制作)
将[具有由下述通式(R-III)表示的内酯环结构的丙烯酸类树脂{共聚单体质量比:甲基丙烯酸甲酯/2-(羟甲基)丙烯酸甲酯=8/2、内酯环化率约100%、内酯环结构的含有比例19.4%、重均分子量133000、熔体流动速率6.5g/10分钟(240℃,10kgf)、Tg131℃}90质量份、丙烯腈-苯乙烯(AS) 树脂{TOYO AS AS20,TOYO STYRENE CO.,LTD.制}10质量份及ADKSTAB LA-F70{ADEKA CORPORATION制}4.5质量份的混合物;Tg127℃]的颗粒供给至双螺杆挤出机,并在约280℃下熔融挤出成片状,从而得到厚度20μm的长条状的丙烯酸薄膜。
[化学式10]
上述式(R-III)中,R1为氢原子,R2及R3为甲基。
(硬涂层的制作)
在带硬涂层的薄膜28中,将纤维素酯膜改变为上述制作的丙烯酸薄膜,除此以外,用与带硬涂层的薄膜28相同的方法,将固化层的膜厚为4μm的硬涂层涂布于丙烯酸薄膜上。如此制作总膜厚24μm的带硬涂层的薄膜29(以后,也仅称作“薄膜29”)。
<比较例1的偏振片>
准备带硬涂层的薄膜28,在保持为55℃的NaOH水溶液(皂化液)1.5mol/L中浸渍2分钟之后,水洗薄膜。之后,在25℃的硫酸水溶液0.05mol/L中浸渍30秒之后,进而在流水下,通入水洗浴30秒钟,使薄膜成为中性状态。并且,重复进行3次使用气刀来除去水分,除水之后,使其在70℃的干燥区滞留15秒钟并进行干燥,从而制作经皂化处理的薄膜。
使用聚乙烯醇类粘接剂,将经皂化的带硬涂层的薄膜28贴合于膜厚25μm的偏振器(含有聚乙烯醇类树脂的偏振器),并在70℃下干燥10分钟以上,从而制作偏振片A。在此,以偏振器的透射轴与薄膜的传送方向正交的方式进行配置。另外,贴合时,将带硬涂层的薄膜28中的薄膜侧朝向偏振器侧来进行贴合。
用日本特开2006-122889号公报的实施例1中所记载的使用狭缝模具的铸模涂布法,在所制作的偏振片A中的与带硬涂层的薄膜28侧相反一侧的偏振器的表面上以传送速度24m/分钟的条件涂布后述的固化性树脂组合物4,并在 60℃下干燥60秒。之,进一步在氮气吹扫下(氧浓度约0.1%),使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制)照射照度400mW/cm2、照射量390mJ/cm2的紫外线,使涂布层固化并进行卷取。以固化层的膜厚成为1μm的方式调整涂布量。如此制作比较例1的偏振片。
(固化性树脂组合物4)
<比较例2~5、实施例1~12、36~38>
如下述表2所示,代替固化性树脂组合物4而使用下述表1中所记载的固化性树脂组合物,且如下述表2那样改变偏振器保护膜的种类及偏振器的厚度,除此以外,用与比较例1相同的方法制作比较例2~5及实施例1~12、36~38的偏振片。
另外,实施例1~12、36~38的结构相当于图2中所记载的结构,带硬涂层的薄膜28及29相当于图2中的偏振器保护膜16。
表1中,“组成”栏中的数值是指各成分的质量份。
另外,各固化性树脂组合物中,作为溶剂,含有甲乙酮100.0质量份。
表1中,“[A]多官能单体”栏中所记载的DPHA、A-TMMT、SP327分别是指以下。
DPHA:KAYARAD DPHA[Nippon Kayaku Co.,Ltd.制]
A-TMMT:A-TMMT[SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD.制]
SP327:OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.制的下述化合物
[化学式11]
表1中,“[B]硼酸单体”栏中所记载的化合物1~化合物4分别是指以下化合物。
[化学式12]
表1中,“[C]其他单体”栏中所记载的HBA、UV1700B分别是指以下化合物。
HBA:丙烯酸4-羟基丁酯(Nippon Kasei Chemical Co.,Ltd.制,商品名“HBA”)
UV1700B:聚氨酯丙烯酸酯(The Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.,商品名“紫光UV-1700B”)
表1中,“[D]聚合引发剂”栏中所记载的Irg907、Irg127分别是指以下化合物。
Irg907:Irgacure907(Ciba Specialty Chemicals Inc.制)
Irg127:Irgacure127(Ciba Specialty Chemicals Inc.制)
表1中,“[E]紫外线吸收剂”栏中所记载的Uvinul3050及Tinuvin928是指以下化合物(BASF Japan Ltd.)。
[化学式13]
表1中,“[F]表面活性剂”栏中所记载的化合物5~化合物7是指以下述表5的含有率(摩尔%)具有下述表5中所记载的重复单元的共聚物。重均分子量(Mw)是GPC测定(聚苯乙烯换算)的测定值。
表5
表1中,“[B]/[A]+[B]”栏表示硼酸单体的质量比例(硼酸单体的质量/(硼酸单体与多官能单体的合计质量))。
表1中的“固化层”栏分别表示使用各固化性树脂组合物来形成树脂层时的照射量、由各固化性树脂组合物形成的树脂层的膜厚、由各固化性树脂组合物形成的树脂层的最大透射率及由各固化性树脂组合物形成的树脂层的Re(550)、Rth(550)。
在各实施例中形成的树脂层以表1的膜厚来制造。
由各固化性树脂组合物形成的树脂层的最大透射率是指波长300~380nm下的最大透射率,利用UV-3150(Shimadzu Corporation制)进行测定来计算该最大透射率。
由各固化性树脂组合物形成的树脂层的Re(550)、Rth(550)利用AXOSCAN(AXOMETRICS INC.制)来测定。
另外,作为树脂层的最大透射率、以及Re(550)及Rth(550)的测定方法,首先,在厚度100μm的PET上涂布各固化性树脂组合物,进一步在氮气吹扫下(氧浓度约0.1%),使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制)照射照度400mW/cm2、照射量390mJ/cm2的紫外线,使涂布层固化来形成树脂层。之后,剥离PET,测定树脂层单独的最大透射率、以及Re(550)及Rth(550)。另外,仅在固化性树脂组合物15、16及34的情况下,将照射量改变为850mJ/cm2。另外,各树脂层(固化膜)的厚度以表1中所记载的膜厚(μm)进行测定。
表2中,“固化性树脂组合物的种类”栏记载表1中所记载的固化性树脂组合物的序号。
并且,“树脂层”栏是指由固化性树脂组合物得到的树脂层(固化层),例如将由固化性树脂组合物1形成的树脂层标记为固化层1。
表2中的“偏振器保护膜”的最大透射率是指薄膜28或薄膜29在波长300~380nm下的最大透射率,利用UV-3150(Shimadzu Corporation制)进行测定来计算该最大透射率。
表2
使用表2所示的实施例及比较例中所得到的偏振片,实施以下所示的各种评价。将结果进行总结并示于表2。
(粘附性)
将各实施例及比较例的偏振片中的与形成有树脂层的面相反一侧的面经由厚度约20μm的粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,将该试样在25℃、60%RH的条件下静置2天之后,对于偏振片中的树脂层表面,实施依照JIS K 5400的划格剥离试验,并根据剥离个数进行评价。其中,对于同一样品连续实施两次使用胶带的剥离操作,评价两次合计的剥离个数(第二次结束后的剥离个数)。另外,连续实施两次是指贴合胶带并进行剥离之后,进一步对同一样品贴合胶带并进行剥离。
(铅笔硬度)
使用不同硬度的铅笔,通过依照JIS K 5400(1990)的试验方法求出各实施例及比较例的偏振片的铅笔硬度,进行相对于比较例1的偏振片的结果的相对评价。评价基准如下。在实用方面优选A或B。另外,从配置有树脂层的一侧开始评价铅笔硬度。
A:硬度等于或高于比较例1的硬度
B:相对于比较例1而言,硬度降低1等级
C:相对于比较例1而言,硬度降低2等级
另外,表2中,在各栏中示出上述A~C的评价,并且在括弧中示出具体硬度的结果。例如,“(A(3H))”表示评价为A且具体硬度为3H。
(WET耐久性)
将各实施例及比较例的偏振片中的树脂层经由粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,将该试样在60℃、90%RH的条件下静置42天之后,使用VAP-7070(JASCO Corporation)测定偏振片的偏振度。另外,进行3次上述偏振度的测定,将其平均值作为各偏振片的偏振度。
并且,将比较例1的偏振片用作比较偏振片,由其偏振度利用下述式求出降低率,按以下评价基准评价WET耐久性。在实用方面优选A或B。
降低率(%)=比较偏振片的耐久试验后的偏振度(%)-各实施例(或各比较例)的偏振片的耐久试验后的偏振度(%)
A:降低率小于0.02%
B:降低率为0.02%以上且小于0.05%
C:降低率为0.05%以上
(耐光性)
将各实施例及比较例的偏振片中的树脂层经由粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,从该试样的偏振器保护膜侧实施15天使用氙气灯的照射(150W/cm2、超氙耐候测试仪SX75(Suga Test Instruments Co.,Ltd.))之后,使用VAP-7070(JASCO Corporation)测定偏振片的偏振度。
并且,将比较例1的偏振片用作比较偏振片,由其偏振度利用下述式求出降低率,按以下评价基准评价耐光性。在实用方面优选A或B。
降低率(%)=比较偏振片的耐光试验后的偏振度(%)-各实施例(或各比较例)的偏振片的耐光试验后的偏振度(%)
A:降低率小于0.02%
B:降低率为0.02%以上且小于0.05%
C:降低率为0.05%以上
如表2所示,本发明的偏振片显示优异的铅笔硬度及粘附性。尤其,当硼酸单体的质量比例(硼酸单体的质量/(硼酸单体与多官能单体的合计质量))为0.005~11.0质量%时,确认到WET耐久性更加优异。
另一方面,在不含硼酸单体的比较例中,粘附性较差。
<比较例6>
用日本特开2006-122889号公报的实施例1中所记载的使用狭缝模具的铸模涂布法,在另外准备的膜厚25μm的偏振器(含有聚乙烯醇树脂的偏振器)上以传送速度24m/分钟的条件涂布表1中所记载的固化性树脂组合物17,并在60℃下干燥60秒。之后,进一步在氮气吹扫下(氧浓度约0.1%),使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制)照射照度400mW/cm2、照射量390mJ/cm2的紫外线,使涂布层固化并进行卷取。以固化层的膜厚成为8μm的方式调整涂布量。如此,在偏振器上制作固化层17。
接着,在偏振器的固化层17的与某一面相反的面上,以传送速度24m/分钟的条件涂布表1中所记载的固化性树脂组合物4,并在60℃下干燥60秒。之后,进一步在氮气吹扫下(氧浓度约0.1%),使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制)照射照度400mW/cm2、照射量390mJ/cm2的紫外线,使涂布层固化并进行卷取。以固化层的膜厚成为1μm的方式调整涂布量。如此制作比较例6的偏振片。
<比较例7、实施例13~24、39~42>
如下表3所示,代替固化性树脂组合物17及固化性树脂组合物4而使用上述表1中所记载的固化性树脂组合物,且改变偏振器的厚度,除此以外,用与比较例6相同的方法制作比较例7及实施例13~24、39~42的偏振片。
另外,实施例13~24、39~42的结构相当于在偏振器的两面配置有树脂层的方式。
表3中,将配置于偏振器的一表面上的树脂层记为“第1保护层”,将配置于另一表面上的树脂层记为“第2保护层”。
另外,当图像显示装置中使用偏振片时,通常以第1保护层朝向视觉辨认侧(外侧)的方式进行配置。
表3
使用表3所示的实施例及比较例中所得到的偏振片来实施各种评价。将结果进行总结并示于表3。评价方法如上所述。
另外,“第1保护层”栏及“第2保护层”栏的铅笔硬度从配置有各自的树脂层的一侧开始进行评价。并且,代替比较例1的偏振片而使用比较例6的偏振片来进行评价。即,通过以下判断基准进行评价。
A:硬度等于或高于比较例6的硬度
B:相对于比较例6而言,硬度低1等级
C:相对于比较例6而言,硬度降低2等级
另外,分为第1保护层侧和第2保护层侧来实施上述判断。即,各实施例的第1保护层与比较例6的固化层17进行比较,各实施例的第2保护层与比较例6的固化层4进行比较。
并且,在上述(WET耐久性)的评价中,将各实施例及比较例的偏振片中的第2保护层经由粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,并使用该试样。并且,就表3的WET耐久性而言,代替比较例1的偏振片,将比较例6的偏振片用作比较偏振片来进行评价。
另外,在上述(耐光性)的评价中,将各实施例及比较例的偏振片中的第2保护层经由粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,从该试样的第1保护层侧使用氙气灯进行照射。另外,就表3中的耐光性而言,与表2同样地将比较例1的偏振片用作比较偏振片。
如表3所示,本发明的偏振片显示优异的铅笔硬度及粘附性。
另一方面,在不含硼酸单体的比较例中,粘附性较差。
<比较例8>
用日本特开2006-122889号公报的实施例1中所记载的使用狭缝模具的铸模涂布法,在另外准备的膜厚25μm的偏振器(含有聚乙烯醇树脂的偏振器)上,以传送速度24m/分钟的条件涂布表1中所记载的固化性树脂组合物17,并在60℃下干燥60秒。之后,进一步在氮气吹扫下(氧浓度约0.1%),使用160W/cm的气冷金属卤化物灯(EYE GRAPHICS Co.,Ltd.制)照射照度400mW/cm2、照射量390mJ/cm2的紫外线,使涂布层固化并进行卷取。以固化层的膜厚成为8μm的方式调整涂布量。如此制作比较例8的偏振片。
<比较例9、实施例25~35、43~46的偏振片>
如下表4所示,代替固化性树脂组合物17而使用上述表1中所记载的固化性树脂组合物,且改变偏振器的厚度,除此以外,用与比较例8相同的方法制作比较例9及实施例25~35、43~46的偏振片。
另外,实施例25~35、43~46的结构相当于图1中所记载的结构。
表4
使用表4所示的实施例及比较例中所得到的偏振片来实施各种评价。将结果进行总结并示于表4。评价方法如上所述。
另外,从配置有树脂层的一侧开始评价“树脂层”栏的铅笔硬度。并且,代替比较例1的偏振片而使用比较例8的偏振片来进行评价。即,通过以下判断基准进行评价。
A:硬度等于或高于比较例8的硬度
B:相对于比较例8而言,硬度降低1等级
C:相对于比较例8而言,硬度降低2等级
并且,在上述(WET耐久性)的评价中,将各实施例及比较例的偏振片中的偏振器经由粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,并使用该试样。并且,就表4的WET耐久性而言,代替比较例1的偏振片,将比较例8的偏振片用作比较偏振片来进行评价。
而且,在上述(耐光性)的评价中,将各实施例及比较例的偏振片中的偏振器经由粘合剂贴合于玻璃基板来制作试样,从该试样的树脂层侧开始使用氙气灯进行照射。另外,就表4中的耐光性而言,与表2同样地将比较例1的偏振片用作比较偏振片。
如表4所示,本发明的偏振片显示优异的铅笔硬度及粘附性。
另一方面,不含硼酸单体的比较例中,粘附性较差。
符号说明
10、100-偏振片,12-偏振器,14-树脂层,16-偏振器保护膜。
Claims (8)
1.一种偏振片,具备偏振器及与所述偏振器直接接触的树脂层,其中,
所述树脂层为使硼酸单体和多官能单体进行聚合固化而得到的层,所述硼酸单体具有由式(1)表示的硼酸基及聚合性基团,
所述树脂层的Re(550)及Rth(550)分别满足下述式(X)及式(Y),
式(X) Re(550)≤10nm
式(Y) |Rth(550)|≤10nm
所述偏振器的厚度为35μm以下,
其中,Re(550)是指波长550nm下的面内延迟,单位为nm,Rth(550)是指波长550nm下的厚度方向的延迟,单位为nm,
[化学式1]
式(1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、取代或未取代的脂肪族烃基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂环基;*表示键合位置。
2.根据权利要求1所述的偏振片,其中,
所述硼酸单体相对于所述硼酸单体与所述多官能单体的合计质量的质量比例即硼酸单体的质量/(硼酸单体与多官能单体的合计质量)为0.005~11.0质量%。
3.根据权利要求1或2所述的偏振片,其中,
所述多官能单体中所含的所述聚合性基团为(甲基)丙烯酰基。
4.根据权利要求1或2所述的偏振片,其中,
所述树脂层还含有紫外线吸收剂。
5.根据权利要求1或2所述的偏振片,其中,
所述树脂层在波长300~380nm下的最大透射率为15%以下。
6.根据权利要求1或2所述的偏振片,其中,
在所述偏振器的与所述树脂层侧相反一侧的表面上还具备偏振器保护膜,
所述偏振器保护膜在波长300~380nm下的最大透射率为15%以下。
7.一种图像显示装置,其包含权利要求1至6中任一项所述的偏振片。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置,其为液晶显示装置。
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