CN106019420A - 光学层叠体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具备树脂层和粘接剂层、这些层的密合性优异的光学层叠体。本发明的光学层叠体具备:树脂层;在该树脂层的至少单侧配置的粘接剂层;在该树脂层与该粘接剂层之间形成的、包含构成该树脂层的材料的至少一部分和构成该粘接剂层的材料的至少一部分的中间层,该中间层的厚度为20nm~200nm。一个实施方式中,上述树脂层由具有光学各向异性的树脂膜构成。
Description
技术领域
本发明涉及光学层叠体。
背景技术
近年来,以液晶显示装置和有机EL显示装置为代表的图像显示装置的薄型化不断发展,与其相伴,要求在图像显示装置中使用的构件的薄型化。
一般地,作为在图像显示装置中使用的构件,已使用了将各种光学膜层叠而构成的构件。作为用于将这样的构件薄型化的一种手段,有时将粘接剂(例如,光固化型的粘接剂)用于光学膜的贴合。但是,粘接剂在光学膜的粘接中未必显现充分的密合性,成为了不需要的层间剥离的原因。特别地,经过剥离工序(例如,将在基材上形成了的层转印时进行的该基材的剥离)制造光学层叠体的情况下,由于粘接剂的密合性不足,容易产生在并非所期望的部位剥离的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-133987号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明为了解决上述以往的课题而完成,其主要目的在于提供具备树脂层和粘接剂层、这些层的密合性优异的光学层叠体。
用于解决课题的手段
本发明的光学层叠体具备:树脂层;在该树脂层的至少单侧配置的粘接剂层;在该树脂层与该粘接剂层之间形成的、包含构成该树脂层的材料的至少一部分和构成该粘接剂层的材料的至少一部分的中间层,该中间层 的厚度为20nm~200nm。
一个实施方式中,上述树脂层由具有光学各向异性的树脂膜构成。
一个实施方式中,上述树脂层由环烯烃系树脂膜、聚碳酸酯系树脂膜、纤维素系树脂膜或(甲基)丙烯酸系树脂膜构成。
一个实施方式中,还具备在上述粘接剂层的与上述树脂层成相反侧配置的光学功能层,该光学功能层为液晶材料的凝固层或固化层。
一个实施方式中,上述光学功能层通过转印而形成。
根据本发明的另一方面,提供圆偏振片。该圆偏振片包含上述光学层叠体。
根据本发明的又一方面,提供上述光学层叠体的制造方法。该制造方法包含:在树脂膜上涂布包含固化型粘接剂的粘接剂层形成用组合物而形成涂布层的工序;和使该涂布层固化的工序,涂布层形成后直至开始固化处理的时间为10秒~250秒。
发明的效果
根据本发明,通过具备树脂层和粘接剂层,并在该树脂层与该粘接剂层之间形成特定厚度的中间层,从而能够提供树脂层与粘接剂层的密合性优异的光学层叠体。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施方式的光学层叠体的概略截面图。
图2为根据本发明的另一实施方式的光学层叠体的概略截面图。
图3为根据本发明的又一实施方式的光学层叠体的概略截面图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不限定于这些实施方式。
(用语和记号的定义)
本说明书中的用语和记号的定义如下述那样。
(1)折射率(nx、ny、nz)
“nx”为面内的折射率成为最大的方向(即慢轴方向)的折射率,“ny” 为在面内与慢轴正交的方向(即快轴方向)的折射率,“nz”为厚度方向的折射率。
(2)面内相位差(Re)
“Re(λ)”为23℃下的用波长λnm的光测定的面内相位差。例如,“Re(550)”为23℃下的用波长550nm的光测定的面内相位差。Re(λ)在将层(膜)的厚度设为d(nm)时,根据式:Re(λ)=(nx-ny)×d求出。
(3)厚度方向的相位差(Rth)
“Rth(λ)”为23℃下的用波长λnm的光测定的厚度方向的相位差。例如,“Rth(550)”为23℃下的用波长550nm的光测定的厚度方向的相位差。Rth(λ)在将层(膜)的厚度设为d(nm)时,根据式:Rth(λ)=(nx-nz)×d求出。
(4)Nz系数
Nz系数根据Nz=Rth/Re求出。
(5)双折射(Δnxy)
双折射Δnxy根据式:Δnxy=nx-ny求出。
A.
光学层叠体的全体构成
图1为根据本发明的一个实施方式的光学层叠体的概略截面图。本实施方式的光学层叠体100具备:树脂层10、和在树脂层10的至少单侧配置的粘接剂层20,在树脂层10与粘接剂层20之间形成了中间层30。代表性地,树脂层10由树脂膜构成。代表性地,粘接剂层20通过将粘接剂层形成用组合物涂布于树脂膜上而形成。代表性地,中间层30通过粘接剂层形成用组合物浸透于树脂膜中而形成。在将粘接剂层形成用组合物涂布于树脂膜上而形成粘接剂层20时,构成上述树脂膜的材料可溶出于粘接剂层形成用组合物中。这样,构成树脂膜的材料溶出而形成的部分也相当于中间层30。即,中间层30包含构成树脂层10的材料的至少一部分和构成粘接剂层20的材料的至少一部分。中间层可以是构成树脂层10的材料与构成粘接剂层20的材料相容而形成的层。另外,中间层30为与树脂层10和粘接剂层20这两者相接的层。应予说明,图1中,考虑上述粘接剂层的形成方法,使粘接剂层为上侧而记载。
上述中间层的厚度(图1中的厚度C)为20nm~200nm,优选为30nm~ 180nm,更优选为30nm~150nm。再有,中间层的厚度可通过用显微镜(例如,TEM)观察光学层叠体的截面,确定中间层与树脂层及粘接剂层的界面而测定。界面的确定可使用规定的分析法(例如,飞行时间型二次离子质量分析法)。
本发明中,通过在树脂层与粘接剂层之间形成中间层,能够得到树脂层与粘接剂层的密合性优异的光学层叠体。这样的光学层叠体例如通过转印将规定的膜层叠于上述粘接剂层时的生产率优异。更具体地,将在另外的基材上形成的膜层叠于上述粘接剂层、然后要将上述基材剥离时,能够防止在并非所期望的部位(例如,树脂层与粘接剂层之间、粘接剂层内)的剥离,只将上述基材剥离。这样的效果通过使中间层的厚度成为上述范围而变得显著。应予说明,中间层的厚度不到20nm的情况下,有可能形成中间层所得到的密合性提高效果不充分。另外,在中间层的厚度超过200nm的光学层叠体中,有可能成为粘接剂层自身的粘接功能受损的状态,因此,树脂层与粘接剂层的密合性有可能降低。应予说明,中间层的厚度能够通过形成树脂层的树脂膜与构成粘接剂层的粘接剂的组合、将固化型粘接剂涂布于树脂膜上后直至开始使涂布层固化的时间等来调整。
上述中间层的厚度相对于粘接剂层的厚度优选为2%~20%,更优选为3%~18%。如果为这样的范围,上述效果变得显著。
上述树脂层的厚度(图1中的厚度A)优选为70μm以下,更优选为10μm~60μm。
上述粘接剂层的厚度(图1中的厚度B)优选为0.5μm~2μm,更优选为0.6μm~1.5μm。通过使用固化型粘接剂,能够使粘接剂层的厚度变薄。
上述光学层叠体中,相对于上述粘接剂层的上述树脂层的剥离强度优选大于6N,更优选为7N以上,进一步优选为8N以上,特别优选为10N以上。本说明书中,所谓剥离强度,意味着测定温度:23℃、拉伸速度:3000mm/min下的90度剥离强度。
本发明的光学层叠体可还具备另外的层。作为另外的层,例如可列举光学功能层、起偏器、保护该起偏器的保护层等。另外,对上述树脂层的构成(功能、材料、特性等)并无特别限定,优选地,可根据光学层叠体的层构成、由该层构成规定的光学层叠体的用途等适当地选择。
如图2中所示,光学功能层可经由粘接剂层与树脂层贴合。图2中所示的实施方式的光学层叠体200依次具备光学功能层40、粘接剂层20、和树脂层10,在粘接剂层20与树脂层10之间形成了中间层30。应予说明,图2(和下述中说明的图3)中,考虑光学层叠体的优选的使用方式,以应用于图像显示装置时的视认侧成为上侧的方式记载。
对于本发明的光学层叠体的层构成、由该层构成所规定的光学层叠体的用途,将更具体的实施方式的一例示于图3。本实施方式的光学层叠体300依次具备粘接剂层20、树脂层10和起偏器50,在粘接剂层20与树脂层10之间形成了中间层30。关于光学层叠体300,可如图示例那样,在粘接剂层20的与树脂层10成相反的一侧具备光学功能层40。可在起偏器50的单侧或两侧配置保护层。图3中,示出了在起偏器50的一侧树脂层10发挥保护层的功能、在另一侧配置了保护层51的实施方式。虽然没有图示,但在起偏器与树脂层之间可配置作为保护层的另外的层。
作为图3中所示的实施方式的光学层叠体的一例,可列举包含可作为λ/4板发挥功能的树脂层10的光学层叠体。通过将起偏器与可作为λ/4板发挥功能的树脂层组合,能够得到作为圆偏振片发挥功能的光学层叠体。这种情况下,树脂层的慢轴与起偏器的吸收轴所成的角度θ优选为38°~52°,更优选为42°~48°,进一步优选为约45°。作为光学功能层,例如可采用液晶材料的凝固层或固化层(后述)。应予说明,可作为λ/4板发挥功能的树脂层10也可作为起偏器50的保护层(内侧保护层)发挥功能。
B.
树脂层
上述树脂层只要可获得本发明的效果,可由任意的适当的树脂膜形成。作为构成树脂膜的树脂,例如可列举纤维素系树脂、环烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚乙烯基醇系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚醚系树脂、聚苯乙烯系树脂等。其中,优选为环烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂或(甲基)丙烯酸系树脂。如果使用由环烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂或(甲基)丙烯酸系树脂构成的树脂膜,则可以以良好的厚度形成中间层。
如上述那样,树脂层的构成(功能、材料、特性等)可根据光学层叠体的层构成、由该层构成所规定的光学层叠体的用途等适当地选择。以下 以具有光学各向异性的树脂层和可作为起偏器的保护层发挥功能的树脂层为代表例,对树脂层的构成进行说明。
(具有光学各向异性的树脂层)
上述树脂层优选地具有光学各向异性,更优选地,折射率特性显示nx>ny≧nz的关系。一个实施方式中,树脂层可作为λ/4板发挥功能。这种情况下,相位差层的面内相位差Re(550)优选为80nm~200nm,更优选为100nm~180nm,进一步优选为110nm~170nm。应予说明,其中“ny=nz”不仅包含ny与nz完全相等的情形,也包含基本上相等的情形。因此,在不损害本发明的效果的范围内,有时可成为ny<nz。
作为可形成上述具有光学各向异性的树脂层的树脂膜,例如可列举环烯烃系树脂膜、聚碳酸酯系树脂膜、纤维素系树脂膜等。其中优选为环烯烃系树脂膜或聚碳酸酯系树脂膜。这些树脂膜优选用作可作为λ/4板发挥功能的树脂层的材料。
上述环烯烃系树脂是将环烯烃作为聚合单元而聚合的树脂的总称,例如可列举日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中记载的树脂。作为具体例,可列举环烯烃的开环(共)聚合物、环烯烃的加成聚合物、环烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃的共聚物(代表性地,无规共聚物)、以及将这些用不饱和羧酸或其衍生物改性的接枝改性体、以及它们的氢化物。作为环烯烃的具体例,可列举降冰片烯系单体。作为降冰片烯系单体,例如可列举降冰片烯、及其烷基和/或烷叉基取代体,例如5-甲基-2-降冰片烯、5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-乙叉基-2-降冰片烯等、它们的卤素等极性基取代体;双环戊二烯、2,3-二氢双环戊二烯等;二甲桥八氢萘、其烷基和/或烷叉基取代体、以及卤素等极性基取代体,例如,6-甲基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-乙基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-乙叉基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-氯-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-氰基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-吡啶基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-甲氧基羰基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘等; 环戊二烯的3~4聚体,例如,4,9:5,8-二甲桥-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-八氢-1H-苯并茚、4,11:5,10:6,9-三甲桥-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-十二氢-1H-环戊烷并蒽等。
本发明中,在不损害本发明的目的的范围内,能够将可开环聚合的其他的环烯烃类并用。作为这样的环烯烃的具体例,例如可列举环戊烯、环辛烯、5,6-二氢双环戊二烯等具有1个反应性的双键的化合物。
上述环烯烃系树脂通过采用甲苯溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)法测定的数均分子量(Mn)优选为25,000~200,000,更优选为30,000~100,000,最优选为40,000~80,000。如果数均分子量为上述的范围,则能够得到机械强度优异、溶解性、成型性、流延的操作性优异的树脂膜。
在上述环烯烃系树脂为对降冰片烯系单体的开环聚合物进行氢化而得到的产物的情况下,氢化率优选为90%以上,更优选为95%以上,最优选为99%以上。如果为这样的范围,耐热劣化性和耐光劣化性等优异。
作为上述聚碳酸酯系树脂,可使用任意的适当的聚碳酸酯系树脂。例如,优选为包含来自二羟基化合物的结构单元的聚碳酸酯系树脂。作为二羟基化合物,可列举由下述通式(1)表示的二羟基化合物。
[化1]
(上述通式(1)中,R1~R4各自独立地表示氢原子、取代或未取代的碳原子数1~碳原子数20的烷基、取代或未取代的碳原子数6~碳原子数20的环烷基、或者取代或未取代的碳原子数6~碳原子数20的芳基,X表示取代或未取代的碳原子数2~碳原子数10的亚烷基、取代或未取代的碳原子数6~碳原子数20的亚环烷基、或者、取代或未取代的碳原子数6~碳原子数20的亚芳基,m及n各自独立地为0~5的整数。)
作为由通式(1)表示的二羟基化合物的具体例,可列举9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-乙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-正丙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-异丙基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-正丁基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-仲丁基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-环己基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-苯基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-异丙基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-异丁基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-叔丁基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-环己基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-叔丁基-6-甲基苯基)芴、9,9-双(4-(3-羟基-2,2-二甲基丙氧基)苯基)芴等。
上述聚碳酸酯系树脂中,除了来自上述二羟基化合物的结构单元以外,可含有来自异山梨糖醇、异二缩甘露醇、异艾杜糖醇(isoiditol)、螺环二醇、二噁烷二醇、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、聚乙二醇(PEG)、双酚类等的二羟基化合物的结构单元。
上述的聚碳酸酯系树脂的详细情况记载于例如日本专利5204200号、日本特开2012-67300号公报、日本专利第3325560号、WO2014/061677号等中。将该专利文献的记载作为参考援用于本说明书中。
上述聚碳酸酯系树脂的玻璃化转变温度优选为110℃~150℃,更优选为120℃~140℃。如果玻璃化转变温度过度地低,则耐热性倾向于变差,有可能在膜成型后引起尺寸变化。如果玻璃化转变温度过度地高,有时膜成型时的成型稳定性变差,或者有时损害膜的透明性。应予说明,玻璃化转变温度按照JIS K 7121(1987)求出。
作为上述纤维素系树脂,在不损害本发明的效果的范围内,可采用任意的适当的纤维素系树脂。例如可列举三乙酰基纤维素(TAC)、二乙酰基纤维素等。另外,也可使用纤维素(二、三)醋酸酯、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯、纤维素乙酸酯苯二甲酸酯、纤维素苯二甲酸酯等纤维素酯系树脂。
上述树脂膜可以采用任意的适当的方法得到。例如,可将未拉伸树脂膜拉伸而得到上述树脂膜。
上述拉伸可采用任意的适当的拉伸方法、拉伸条件(例如,拉伸温度、拉伸倍率、拉伸方向)。具体地,可以将自由端拉伸、固定端拉伸、自由端收缩、固定端收缩等各种的拉伸方法单独地使用,也可以同时或逐次地使用。关于拉伸方向,可以在长度方向、宽度方向、厚度方向、倾斜方向等各种的方向、维度进行。拉伸的温度相对于树脂膜的玻璃化转变温度(Tg),优选为Tg-30℃~Tg+60℃,更优选为Tg-10℃~Tg+50℃。
通过适当地选择上述拉伸方法、拉伸条件,能够得到具有上述所期望的光学特性(例如折射率特性、面内相位差、Nz系数)的树脂膜。
一个实施方式中,树脂膜通过对未拉伸树脂膜进行单轴拉伸或固定端单轴拉伸而制作。作为固定端单轴拉伸的具体例,可列举边使树脂膜在纵向行走边在宽度方向(横向)上进行拉伸的方法。拉伸倍率优选为1.1倍~3.5倍。
上述具有光学各向异性的树脂层的双折射Δnxy优选为0.0025以上,更优选为0.0028以上。另一方面,双折射Δnxy的上限例如为0.0060,优选为0.0050。通过将双折射最优化到这样的范围,从而形成薄且具有所期望的光学特性的树脂层。
上述具有光学各向异性的树脂层的Nz系数优选为0.9~3,更优选为0.9~2.5,进一步优选为0.9~1.5,特别优选为0.9~1.3。
上述具有光学各向异性的树脂层可显示出相位差值根据测定光的波长而变大的逆分散波长特性,也可显示出相位差值根据测定光的波长而变小的正的波长分散特性,还可显示出相位差值几乎不因测定光的波长而变化的平坦的波长分散特性。一个实施方式中,树脂层显示逆分散波长特性。这种情况下,树脂层的Re(450)/Re(550)优选为0.8以上且不到1,更优选为0.8以上且0.95以下。如果为这样的构成,则能够实现非常优异的防反射特性。作为构成显示逆分散波长特性的树脂层的材料,优选使用上述聚碳酸酯系树脂膜。另外,也可使用上述纤维素系树脂膜。在另一实施方式中,树脂层显示平坦的波长分散特性。这种情况下,树脂层的Re(450)/Re(550)优选为0.99~1.03,Re(650)/Re(550)优选为0.98~1.02。 应予说明,显示平坦的波长分散特性的树脂层可以例如使用上述环烯烃系树脂膜形成。另外,显示平坦的波长分散特性的树脂层可具有层叠结构。具体地,将作为λ/2板而发挥功能的相位差膜与作为λ/4板而发挥功能的相位差膜以规定的轴角度(例如50°~70°、优选地约60°)配置,可形成树脂层。
(可作为起偏器的保护层而发挥功能的树脂层)
如上述那样,树脂层可作为具备起偏器的光学层叠体中的、该起偏器的保护层(内侧保护层)而发挥功能。一个实施方式中,可作为保护层而发挥功能的树脂层可由(甲基)丙烯酸系树脂膜或上述纤维素系树脂膜形成。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂,在不损害本发明的效果的范围内,可采用任意的适当的(甲基)丙烯酸系树脂。例如可列举聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、具有脂环族烃基的聚合物(例如,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选地,可列举聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。更优选地,可列举以甲基丙烯酸甲酯作为主成分(50重量%~100重量%、优选地70重量%~100重量%)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
作为上述(甲基)丙烯酸系树脂,在具有高的耐热性、高的透明性、高的机械强度的方面,特别优选具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。作为上述具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂,可列举日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报等中记载的、具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸系树脂。
上述(甲基)丙烯酸系树脂的质均分子量(有时也称为重均分子量)优选为1000~2000000,更优选为5000~1000000,进一步优选为10000~500000,特别优选为50000~500000。
上述(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度优选为115℃以上,更优
选为120℃以上,进一步优选为125℃以上,特别优选为130℃以上。这是因为耐久性可优异。对上述(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度的上限值并无特别限定,但从成型性等的观点出发,优选为170℃以下。
如上述A项中说明那样,上述具有光学各向异性的树脂层可兼作起偏器的保护层(内侧保护层)。
C.
粘接剂层
上述粘接剂层只要可获得本发明的效果,则可以由任意的适当的粘接剂形成。应予说明,粘接剂具有如下性质:在形成粘接剂层的过程中,其状态从液体不可逆地变化为固体,涂布时具有流动性,通过固化处理(例如,活性能量线照射、加热)而固化。优选地,作为粘接剂,使用固化型粘接剂,更优选地,使用紫外线固化型粘接剂。
上述紫外线固化型粘接剂中,作为固化性单体,包含具有(甲基)丙烯酰基的化合物、具有乙烯基的化合物等固化性单体。优选地,使用具有(甲基)丙烯酰基的化合物。
作为上述具有(甲基)丙烯酰基的化合物,例如可列举具有碳原子数为1~20的直链状或分支状的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环戊酯等(甲基)丙烯酸环烷基酯;(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳烷基酯;(甲基)丙烯酸2-异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-降冰片基甲酯、(甲基)丙烯酸5-降冰片烯-2-基-甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-2-降冰片基甲酯等多环式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3-二羟基丙基甲基-丁酯等含有羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等含有烷氧基或苯氧基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等含有卤素的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯等。另外,作为具有(甲基)丙烯酰基的化合物, 可使用羟基乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺等含有酰氨基的单体;丙烯酰基吗啉等含有氮的单体;聚乙二醇#200二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯等聚乙二醇二丙烯酸酯等。上述的具有(甲基)丙烯酰基的化合物可单独地使用1种,也可将2种以上组合使用。
一个实施方式中,上述粘接剂优选包含SP值为7(cal/cm3)1/2~13(cal/cm3)1/2的固化性单体,更优选包含SP值为8(cal/cm3)1/2~12(cal/cm3) 1/2的固化性单体。通过使用包含这样的固化性单体的粘接剂,可以适当地调整中间层的厚度,得到树脂层与粘接剂层的密合性显著优异的光学层叠体。另外,对于由上述聚碳酸酯系树脂构成的树脂层,如果使用该粘接剂,这样的效果进一步变得显著。作为具有上述范围的SP值的固化性单体,例如可列举丙烯酰基吗啉、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂基甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、二甘醇单2-乙基己基醚丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸苄酯、二甘醇单苯基醚丙烯酸酯、四甘醇单苯基醚丙烯酸酯等。SP值为根据Small式算出的溶解度参数。SP值的计算可以采用公知的文献(例如,Journal of Applied Chemistry,3,71,1953.等)中记载的方法进行。
上述粘接剂中,SP值为7~13(cal/cm3)1/2(优选地8~12(cal/cm3) 1/2)的固化性单体的含有比例,相对于粘接剂中的单体总量,优选为20重量%以上,更优选为25重量%以上,进一步优选为25重量%~50重量%。
上述粘接剂层例如可以将包含固化性单体的粘接剂层形成用组合物涂布于上述树脂膜后,使涂布层固化而形成。实用上,优选在上述涂布层上配置了被粘附体(例如,上述光学功能层)后使该涂布层固化。详细情况将后述。
D.
光学功能层
如上述那样,本发明的光学层叠体在上述粘接剂层的与树脂层成相反的一侧可具备任意的适当的光学功能层。
一个实施方式中,本发明的光学层叠体的光学功能层为液晶材料的凝固层或固化层。本说明书中所谓“凝固层”,是指将软化、熔融或溶液状态的液晶材料冷却而凝固的状态的层。另外,所谓“固化层”,是指通过热、催 化剂、光和/或放射线使液晶材料交联、成为了不溶不熔或难溶难熔的稳定的状态的层。应予说明,固化层中也包含经由液晶材料的凝固层成为了固化层的层。
作为上述液晶材料的凝固层或固化层的具体例,可列举由固定(凝固或固化)为垂直取向的液晶材料形成的膜(垂直取向液晶膜)。如果使用这样的膜,在用于图像显示装置的情况下,可以得到有助于从倾斜方向视认的情形下的色调提高以及防反射特性提高的光学层叠体。本说明书中,所谓“垂直取向”,是指液晶材料(液晶化合物)的长轴方向相对于光学功能层的表面背面为90°±30°的取向状态。换言之,“垂直取向”不仅包含纯粹的垂直取向,也包含规定的倾斜取向。应予说明,倾斜取向的倾斜角可以按照例如Journal of Applied Physics,第38卷(1999),第748页中记载的步骤求出。这样的膜可具有nz>nx=ny的折射率分布,可作为所谓的正型C板发挥功能。在此,“nx=ny”不仅包含nx与ny严格相等的情形,也包含nx与ny基本上相等的情形。即,是指Re不到10nm。该膜的厚度方向的相位差Rth优选为-20nm~-200nm,更优选为-40nm~-180nm,特别优选为-40nm~-160nm。可得到这样的Rth的膜的厚度可根据所使用的材料等变化。优选为0.5μm~60μm,更优选为0.5μm~50μm,最优选为0.5μm~40μm。
可形成上述垂直取向的液晶材料(液晶化合物)可以是液晶单体,也可以是液晶聚合物。作为代表性的液晶化合物,例如可列举向列型液晶化合物。关于这样的液晶化合物的取向技术的概论,记载于例如化学总论44(表面的改性、日本化学会编、156~163页)中。
包含上述固定为垂直取向的液晶材料的膜的详细情况记载于例如日本特开2008-216782号公报。将该公报的全部的记载作为参考援用于本说明书中。
包含上述固定为垂直取向的液晶材料的膜通过在基材上涂布包含液晶材料(液晶化合物)的液晶性组合物,在它们呈液晶相的状态下使其垂直取向,在维持其取向的状态下进行固定而形成。
本发明的光学层叠体中,由于树脂层与粘接剂层的密合性优异,因此将基材上形成的膜转印到粘接剂层上时的该基材的剥离性优异(具体地,可良好地只将基材剥离)。从这样的观点出发,上述垂直取向液晶膜适合作为 构成上述光学层叠体的光学功能层的膜。作为构成上述基材的材料,例如可列举由降冰片烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、尼龙系树脂、聚丙烯等聚烯烃系树脂、乙烯基系树脂、马来酸系树脂、邻苯二甲酸系树脂等形成的膜。该膜可以是拉伸膜。在基材表面可形成取向膜。带有取向膜的基材可通过例如将包含硅烷偶联剂和硅溶胶的涂布溶液在上述基材上涂布,通过干燥将溶剂除去而得到。
E.
起偏器和保护层
如上述那样,本发明的光学层叠体可具备起偏器。例如,可以通过将起偏器与B项中说明的可作为λ/4板发挥功能的树脂层组合,构成光学层叠体,从而得到圆偏振片。进而,可以通过将起偏器、B项中说明的可作为λ/4板发挥功能的树脂层、和D项中说明的由垂直取向液晶膜形成的光学功能层组合,构成光学层叠体,从而得到从倾斜方向视认时的色调提高以及防反射特性提高方面优异的圆偏振片。
作为上述起偏器,可采用任意的适当的起偏器。例如,形成起偏器的树脂膜可以为单层的树脂膜,也可以为二层以上的层叠体。
作为由单层的树脂膜构成的起偏器的具体例,可列举对聚乙烯基醇(PVA)系树脂膜、部分缩甲醛化PVA系树脂膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜实施了采用碘、二色性染料等二色性物质的染色处理和拉伸处理的产物;PVA的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向膜等。优选地,由于光学特性优异,因此可以使用用碘将PVA系树脂膜染色并单轴拉伸而得到的起偏器。
上述采用碘的染色例如通过将PVA系树脂膜浸渍于碘水溶液中而进行。上述单轴拉伸的拉伸倍率优选为3倍~7倍。拉伸可以在染色处理后进行,也可边染色边进行。另外,也可在拉伸后进行染色。根据需要,对PVA系树脂膜实施溶胀处理、交联处理、清洗处理、干燥处理等。例如,通过在染色前将PVA系树脂膜浸渍于水中进行水洗,不仅能够清洗PVA系树脂膜表面的污垢、防粘连剂,而且能够使PVA系树脂膜溶胀,防止染色不均等。
作为使用层叠体而得到的起偏器的具体例,可列举使用树脂基材与层叠于该树脂基材的PVA系树脂层(PVA系树脂膜)的层叠体、或者树脂基 材与在该树脂基材上涂布形成的PVA系树脂层的层叠体而得到的起偏器。使用树脂基材与在该树脂基材上涂布形成的PVA系树脂层的层叠体而得到的起偏器可通过如下方式制作:例如将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材上,使其干燥而在树脂基材上形成PVA系树脂层,得到树脂基材与PVA系树脂层的层叠体;将该层叠体拉伸和染色而使PVA系树脂层成为起偏器。本实施方式中,拉伸代表性地包含使层叠体浸渍于硼酸水溶液中进行拉伸。进而,拉伸根据需要可进一步包含在硼酸水溶液中的拉伸之前对层叠体在高温(例如,95℃以上)下进行空中拉伸。得到的树脂基材/起偏器的层叠体可原样使用(即,可以将树脂基材作为起偏器的保护层),也可从树脂基材/起偏器的层叠体将树脂基材剥离,在该剥离面层叠适于目的的任意的适当的保护层而使用。这样的起偏器的制造方法的详细情况记载于例如日本特开2012-73580号公报中。将该公报的全部的记载作为参考援用于本说明书。
上述起偏器的厚度优选为15μm以下,更优选为13μm以下,进一步优选为10μm以下,特别优选为8μm以下。起偏器的厚度的下限在一个实施方式中为2μm,在另一实施方式中为3μm。
上述起偏器优选地在波长380nm~780nm的任一波长下显示吸收二色性。起偏器的单体透射率优选为44.0%~45.5%,更优选为44.5%~45.0%。
上述起偏器的偏振度优选为98%以上,更优选为98.5%以上,进一步优选为99%以上。
在上述起偏器的单侧或两侧可配置保护层。在起偏器的内侧配置的保护层(内侧保护层)如上述那样可由树脂层兼作,也可以是与树脂层不同的层(在树脂层与起偏器之间配置的保护层)。与树脂层另外地设置的内侧保护层、以及在起偏器的外侧配置的保护层由任意的适合的膜形成。作为成为该膜的主成分的材料的具体例,可列举三乙酰基纤维素(TAC)等纤维素系树脂、聚酯系、聚乙烯基醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂等。另外,也可列举(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。此外,也可列举例如硅氧烷系聚合物等玻 璃质系聚合物。另外,也能够使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜。作为该膜的材料,例如能够使用含有在侧链具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂和在侧链具有取代或未取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物,例如可列举具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺组成的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成型物。
F.
光学层叠体的制造方法
本发明的光学层叠体例如可在B项中说明的树脂膜上涂布粘接剂层形成用组合物而形成。形成由固化型粘接剂构成的粘接剂层的情况下,该粘接剂层通过在涂布粘接剂层形成用组合物后使涂布层固化而形成。在光学层叠体具备上述光学功能层的情况下,优选在粘接剂层形成用组合物的涂布层上层叠构成光学功能层的膜(例如,包含上述的固定为垂直取向的液晶材料的膜),然后使涂布层固化。
粘接剂层形成用组合物包含C项中说明的粘接剂。另外,粘接剂层形成用组合物根据需要可含有任意的适当的溶剂、和/或添加剂。作为添加剂,例如可列举引发剂、交联剂、粘着赋予剂、增塑剂、颜料、染料、填充剂、防老剂、导电材料、抗静电剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、剥离调节剂、软化剂、表面活性剂、阻燃剂、抗氧化剂等。
上述涂布中可采用任意的适当的涂布手段。优选地,可列举绕线棒、帘式涂布器、辊式涂布器、照相凹版涂布器等。将粘接剂层形成用组合物涂布后,使其干燥,可形成涂布层。干燥温度例如为40℃~160℃。干燥时间例如为30秒~1小时。
上述涂布层的固化方法根据粘接剂层形成用组合物中所含的粘接剂不同,可采用任意的适当的方法。在使用紫外线固化型粘接剂的情况下,照射紫外线,使涂布层固化。紫外线的照射量优选为200mJ/cm2~2000mJ/cm2,更优选为400mJ/cm2~1500mJ/cm2。
一个实施方式中,在形成了粘接剂层形成用组合物的涂布层后,经过规定时间后,使该涂布层固化。能够通过控制涂布层形成后直至开始固化处理的时间,能够调整上述中间层的厚度。该时间越长,越能够使中间层的厚度变厚。涂布层形成后直至开始固化处理的时间可根据粘接剂层形成 用组合物的组成、构成树脂层的树脂膜的种类等适当地控制,优选为10秒~250秒,更优选为20秒~200秒,进一步优选为30秒~180秒。
在上述光学层叠体具备光学功能层的情况下,该光学功能层代表性地可通过转印而形成。更详细地说,具备光学功能层的光学层叠体的制造方法包含例如(i)制作包含基材、在该基材上形成的构成光学功能层的膜(例如,上述的包含固定为垂直取向的液晶材料的膜)的层叠体a的工序;(ii)在构成树脂层的树脂膜上形成粘接剂层形成用组合物的涂布层,得到层叠体b的工序;(iii)将层叠体a的膜面与层叠体b的涂布层面贴合的工序;(iv)使涂布层固化而形成粘接剂层的工序;和(v)然后,将上述基材剥离的工序。在采用这样的制造方法制造光学层叠体的情况下,涂布层形成后直至开始固化处理的时间为(ii)的工序后直至开始(iv)的工序的时间。应予说明,在上述层叠体a的构成光学功能层的膜上也可以形成粘接剂层形成用组合物的涂布层。
上述层叠体a中,上述基材的相对于上述光学功能层的剥离强度优选比上述树脂层的相对于上述粘接剂层的剥离强度小。上述基材的相对于上述光学功能层的剥离强度,相对于树脂层相对于粘接剂层的剥离强度,优选为90%以下,更优选为50%~85%,进一步优选为60%~80%。如果为这样的范围,则在将基材剥离时,能够防止粘接剂层从树脂层上脱离,良好地只将基材剥离。
在光学层叠体具备起偏器的情况下,该起偏器可经由任意的适当的粘接剂或粘合剂,粘贴在上述树脂层上。
[实施例]
以下通过实施例对本发明具体地说明,但本发明并不由这些实施例限定。
[制造例1]层叠体a的制作
在对表面进行了电晕处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上,涂布硅酸乙酯的异丙醇/丁醇溶液(COLCOAT公司制造、商品名“COLCOAT P”、固体成分:2重量%),在130℃下加热1分钟,得到了基材(带有取向膜)。
将下述化学式(I)(式中的数字65和35表示单体单元的摩尔%,为方 便起见,用嵌段聚合物表示:重均分子量5000)所示的侧链型液晶聚合物5重量份、显示向列型液晶相的聚合性液晶(BASF公司制造、商品名“PaliocolorLC242”)20重量份和光聚合引发剂(汽巴特种化学品公司制造:商品名Irgacure 907)5重量份溶解于环己酮75重量份,制备液晶涂布液。然后,在上述得到的基材上用棒式涂布器涂布该涂布液后,通过在80℃下加热干燥2分钟,从而使液晶取向,然后,一下子冷却到室温,进而,通过照射紫外线使液晶层固化,从而得到了在基材上形成了垂直取向液晶膜(光学功能层;厚度:2.5μm)的层叠体a。
[化2]
[制造例2]粘接剂层形成用组合物的制备
将羟基乙基丙烯酰胺(兴人公司制造、商品名“HEAA”)62重量份、丙烯酰基吗啉(兴人公司制造、商品名“ACMO”)25重量份、PEG400#二丙烯酸酯(共荣社化学公司制造、商品名“LIGHT ACRYLATE 9EG-A”)7重量份、BASF公司制的商品名“Irgacure 907”3重量份、和日本化药公司制造的商品名“KAYACURE DETX-S”3重量份混合60分钟,制备粘接剂层形成用组合物。
[实施例1]
按照日本专利5204200号的实施例1中记载的方法,得到了包含来自异山梨糖醇的结构单元(37.1摩尔%)、来自9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴的结构单元(47.4摩尔%)和来自1,4-环己烷二甲醇的结构单元(15.5摩尔%)的聚碳酸酯系树脂膜的拉伸膜(厚度:50μm)。
在得到的拉伸膜上涂布制造例2中得到的粘接剂层形成用组合物,形成了涂布层I。
另外,对制造例1中得到的层叠体a的垂直取向液晶膜(光学功能层)表面实施了电晕处理后,在该处理面上涂布粘接剂层形成用组合物,形成了涂布层II。
将拉伸膜上的涂布层I与层叠体a的涂布层II贴合。接下来,将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,经过10秒后,使用Fusion UV System公司制UV固化装置(V valve)对涂布层照射紫外线(照射量:700mJ/cm2),得到了带有基材的光学层叠体。
[实施例2]
除了将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,30秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
[实施例3]
除了将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,45秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
[实施例4]
除了将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,60秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
[实施例5]
除了将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,180秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
[实施例6]
除了代替聚碳酸酯系树脂膜的拉伸膜而使用JSR公司制造的ARTON膜(商品名、环烯烃系树脂膜、厚度:40μm),将粘接剂层形成用组合物涂布于该ARTON膜,45秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
[比较例1]
除了将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,5秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
[比较例2]
除了将粘接剂层形成用组合物涂布于上述拉伸膜,300秒后照射了紫外线以外,与实施例1同样地得到了带有基材的光学层叠体。
<评价>
将实施例和比较例中得到的光学层叠体供于以下的评价。将结果示于表1中。
(1)转印基材剥离性
对于得到的带有基材的光学层叠体,使基材侧为上,将基材沿180°方向剥离。在剥离后只将基材剥离的情况下,记为合格(表1中为〇)。在光学功能层成分或粘接剂层成分附着于基材的情况下,记为不合格(表1中为×)。
(2)剥离力
从得到的带有基材的光学层叠体中将基材剥离后,在光学层叠体的树脂层的外侧粘贴聚酰亚胺带而补强,准备了测定试样(25mm宽)。使用变角度剥离试验机,测定了树脂层相对于粘接剂层的剥离强度(测定温度:23℃、拉伸速度:3000mm/min:拉伸方向:90°)。
(3)中间层和粘接剂层的厚度
使用TEM观察光学层叠体的截面,测定了中间层和粘接剂层的厚度。
表1
由表1可知,本发明的光学层叠体通过在该树脂层与该粘接剂层之间形成了特定厚度的中间层,从而树脂层与粘接剂层的密合性优异。应予说明,中间层的厚度过厚的情况下(比较例2),在上述(2)剥离力测定时,在5N的载荷下粘接剂层内发生了凝聚破坏。
产业上的可利用性
本发明的带有相位差层的偏振片优选用于液晶显示装置和有机EL显示装置这样的图像显示装置。
符号说明
10 树脂层
20 粘接剂层
30 中间层
100 光学层叠体。
Claims (7)
1.光学层叠体,其具备:
树脂层,
在该树脂层的至少单侧配置的粘接剂层,和
中间层,其在该树脂层与该粘接剂层之间形成,包含构成该树脂层的材料的至少一部分和构成该粘接剂层的材料的至少一部分;
该中间层的厚度为20nm~200nm。
2.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述树脂层由具有光学各向异性的树脂膜构成。
3.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述树脂层由环烯烃系树脂膜、聚碳酸酯系树脂膜、纤维素系树脂膜或(甲基)丙烯酸系树脂膜构成。
4.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,还具备在所述粘接剂层的与所述树脂层成相反侧配置的光学功能层,该光学功能层为液晶材料的凝固层或固化层。
5.根据权利要求4所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层通过转印而形成。
6.圆偏振片,其包含权利要求1所述的光学层叠体。
7.权利要求1所述的光学层叠体的制造方法,其包含:
在树脂膜上涂布包含固化型粘接剂的粘接剂层形成用组合物而形成涂布层的工序,和
使该涂布层固化的工序;
涂布层形成后直至开始固化处理的时间为10秒~250秒。
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