CN106646714A - 偏振板和具备该偏振板的显示装置、以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于,解决涂布型光学膜会特有产生的上述课题,提供一种光学性能随时间的降低较少的光学膜、具备该光学膜的显示装置以及该光学膜的制造方法。一种偏振板,其依次具有:厚度为0.05μm~3μm的防扩散层A、包含聚合性液晶的聚合物和二色性色素的偏振膜以及厚度为0.05μm~3μm的防扩散层B。

Description

偏振板和具备该偏振板的显示装置、以及其制造方法
技术领域
本发明涉及偏振板。另外,本发明还涉及带前面板的偏振板和椭圆偏振板、以及具备本发明的偏振板的显示装置和本发明的偏振板的制造方法。
背景技术
在平板显示装置(FPD)中,使用偏振板、相位差膜等光学膜。作为这样的光学膜,除了使碘等二色性色素取向吸附于聚乙烯醇系树脂膜而得的偏振膜以外,还已知有通过将含有聚合性液晶的组合物涂布于基材而制造的光学膜。例如,在专利文献1中记载了表现逆波长分散性的该光学膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2010-537955号公报
发明内容
发明所要解决的问题
消费者要求平板显示装置的薄型化,这样的涂布型光学膜的薄型化相对较容易,因此,是非常有用的技术。
但是,这样的涂布型光学膜有时因使用环境而导致偏振性能等光学性能随时间降低。
因此,本发明的目的在于,解决涂布型光学膜会特有产生的上述问题,提供一种光学性能随时间的降低较少的光学膜、具备该光学膜的显示装置以及该光学膜的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明提供下述优选的方式[1]~[21]。
[1]一种偏振板,其依次具有:
厚度为20μm以下的防扩散层A、
包含聚合性液晶的聚合物和二色性色素的偏振膜、以及
厚度为20μm以下的防扩散层B。
[2]如方案1所述的偏振板,其中,防扩散层A和B的厚度分别为0.05μm~3μm。
[3]如方案1或2所述的偏振板,其中,选自由上述防扩散层A和B组成的组中的至少一者包含水溶性聚合物。
[4]如方案1~3中任一项所述的偏振板,其中,上述聚合性液晶是显示近晶相的热致性液晶化合物。
[5]如方案4所述的偏振板,其中,上述偏振膜包含以近晶相的状态聚合的聚合性液晶的聚合物。
[6]一种带粘合剂层的偏振板,其是具有方案1~5中任一项所述的偏振板和粘合剂层的带粘合剂层的偏振板,其中,在偏振板的上述防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧具有粘合剂层。
[7]如方案1~6中任一项所述的偏振板,其中,上述防扩散层A和B中至少一者的厚度为0.5μm~3μm。
[8]一种带前面板的偏振板,其包含方案1~5中任一项所述的偏振板和前面板,所述前面板配置在该偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧。
[9]一种带前面板的偏振板,其包含方案6所述的带粘合剂层的偏振板和前面板,所述前面板配置在该带粘合剂层的偏振板的粘合剂层的与防扩散层A或B的相反侧。
[10]如方案8或9所述的带前面板的偏振板,其中,上述前面板在其至少一侧具有选自由下述(A)~(D)组成的组中的一种以上的图案化层。
(A)滤色层
(B)TFT层
(C)透明电极层
(D)装饰层
[11]一种椭圆偏振板,其具备方案1~5中任一项所述的偏振板和相位差膜,所述相位差膜位于该偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧。
[12]一种椭圆偏振板,其具备方案6所述的带粘合剂层的偏振板和相位差膜,所述相位差膜位于该带粘合剂层的偏振板的粘合剂层的与防扩散层A或B的相反侧。
[13]一种带前面板的椭圆偏振板,其具备方案8~10中任一项所述的带前面板的偏振板和相位差膜,所述相位差膜位于该带前面板的偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧。
[14]如方案11~12中任一项所述的椭圆偏振板,其中,上述相位差膜满足下述式(1)、(2)和(3):
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
120≤Re(550)≤180 (3)。
[15]如方案13所述的带前面板的椭圆偏振板,其中,上述相位差膜满足下述式(1)、(2)和(3):
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
120≤Re(550)≤180 (3)。
[16]一种有机EL显示装置,其具备方案1~5中任一项所述的偏振板。
[17]一种液晶显示装置,其具备方案1~5中任一项所述的偏振板。
[18]一种制造带前面板的偏振板的方法,其包括将方案1~5中任一项所述的偏振板转印至前面板上的工序。
[19]如方案1~5中任一项所述的偏振板的制造方法,其包括下述1.~3.的工序:
1.在基材上形成防扩散层A的工序;
2.在上述防扩散层A上形成偏振膜的工序;和
3.在上述偏振膜上形成防扩散层B工序。
[20]如方案1~5中任一项所述的偏振板的制造方法,其包括下述1.~5.的工序:
1.在基材上形成防扩散层A的工序;
2.在上述防扩散层A上形成偏振膜的工序;
3.在上述偏振膜上或被粘物上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物的工序;
4.经由上述防扩散层组合物将上述偏振膜与被粘物贴合的工序;和
5.通过使上述防扩散层组合物固化而形成防扩散层B的工序。
[21]如方案1~5中任一项所述的偏振板的制造方法,其包括下述1.~8.的工序:
1.在基材上形成偏振膜的工序;
2.在上述偏振膜或被粘物(1)上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物(1)的工序;
3.经由上述防扩散层组合物(1)将上述偏振膜与上述被粘物(1)贴合的工序;
4.通过使上述防扩散层组合物(1)固化而形成防扩散层B的工序;
5.除去上述基材的工序;
6.在上述偏振膜的除去上述基材后的面或被粘物(2)上涂布用于形成防扩散层A的防扩散层组合物(2)的工序;
7.经由上述防扩散层组合物(2)将上述偏振膜的除去上述基材后的面与被粘物(2)贴合的工序;和
8.通过使上述防扩散层组合物固化而形成防扩散层A的工序。
发明效果
根据本发明,能够提供光学性能随时间的降低较少的光学膜、具备该光学膜的显示装置以及该光学膜的制造方法。
附图说明
图1示出作为本发明的一个方式的偏振板的构成的截面图。
图2示出作为本发明的一个方式的带前面板的偏振板的构成的截面图。
图3示出实施例中所使用的光掩模的形状。
具体实施方式
本发明的偏振板依次具有:厚度为20μm的防扩散层A、包含聚合性液晶的聚合物和二色性色素的偏振膜、以及厚度为20μm的扩散层B。
下面对本发明的实施方式详细地进行说明。需要说明的是,本发明的范围并非限定于在此说明的实施方式,在不损害本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。
<偏振板>
基于图1对本发明的偏振板的一个实施方式中的构成进行说明。本发明的偏振板(10)具有在偏振膜(1)的一个面层叠有防扩散层A(2)、在偏振膜(1)的另一个面层叠有防扩散层B(3)的结构。通过具有上述结构,本发明的偏振板可抑制偏振膜中所含的二色性色素向膜外移动,因此,能够抑制偏振板的光学性能随时间降低,并且能够薄膜化。另外,可以在偏振膜(1)与防扩散层之间层叠取向膜(未图示)。根据需要,本发明的偏振板可以在防扩散层A的与偏振膜的相反侧具有粘合剂层(未图示)。粘合剂层具有将偏振板与前面板等其它构件贴合的功能。
在本发明的一个实施方式中,本发明的偏振板可以具备前面板(以下,也将具备前面板的偏振板称为“带前面板的偏振板”)。基于图2对该实施方式进行说明。本发明的带前面板的偏振板(11)可以具备在防扩散层A(2)的与偏振膜(1)的相反侧配置的前面板(4),另外,在本发明的偏振板具备粘合剂层的情况下,本发明的带前面板的偏振板(11)可以具备在粘合剂层的与防扩散层A(2)的相反侧配置的前面板(4)。
在本发明的一个实施方式中,本发明的偏振板可以具备相位差膜(以下,也将具备相位差膜的偏振板称为“椭圆偏振板”)。本发明的偏振板可以在防扩散层A的与偏振膜的相反侧具备相位差膜。另外,在本发明的偏振板在防扩散层A的与偏振膜的相反侧具有粘合剂层的情况下,本发明的偏振板可以在粘合剂层的与防扩散层A的相反侧具备相位差膜。
在本发明的一个实施方式中,本发明的偏振板可以具备前面板和相位差膜两者。这种情况下,相位差膜可以配置在上述带前面板的偏振板的防扩散层B的与偏振膜的相反侧。本发明并非限于上述构成,将上述说明中的防扩散层A置换成防扩散层B的实施方式也包含在本发明中。
下面,对本发明的偏振板的各构成要素详细地进行说明。
<偏振膜>
本发明中的偏振膜包含聚合性液晶的聚合物和二色性色素,优选为二色性色素分散在由聚合性液晶的聚合物构成的膜中并发生取向的膜。本发明中的偏振膜优选为聚合性液晶以沿相对于防扩散层平面的水平方向取向的状态固化成的膜。水平取向是指在相对于防扩散层平面平行的方向上具有取向的聚合性液晶的长轴的取向。此处所指的“平行”是指相对于防扩散层平面成0°±20°的角度。
从聚合性液晶的取向性的观点出发,偏振膜的厚度优选为0.5μm~3μm、更优选为1μm~3μm。偏振膜的厚度为上述下限值以上时,聚合性液晶难以沿垂直取向方向取向,因此,具有取向秩序提高的倾向。另外,偏振膜的厚度为上述上限值以下时,聚合性液晶不易随机取向,因此,具有取向秩序提高的倾向。偏振膜的厚度可以利用干涉膜厚计、激光显微镜或触针式膜厚计进行测定。
偏振膜通常通过在基材、防扩散层或取向膜表面涂布包含聚合性液晶和二色性色素的组合物(以下,也称为“偏振膜形成用组合物”)并使聚合性液晶聚合而得到。在此,优选使聚合性液晶以沿相对于防扩散层面内为水平的方向取向的状态聚合。
[聚合性液晶]
聚合性液晶为具有聚合性基团并且示出液晶性的化合物。聚合性基团是指参与聚合反应的基团,优选为光聚合性基团。在此,光聚合性基团是指通过由后述的光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而可参与聚合反应的基团。作为聚合性基团,可以列举:乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙基和氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。液晶性可以为热致性液晶也可以为溶致性液晶。
聚合性液晶可以为表示向列型液晶相的热致性液晶化合物,也可以为表示近晶型液晶相的热致性液晶化合物。在本发明中,从可以得到更高的偏振特性的观点出发,聚合性液晶优选为表示近晶型液晶相的热致性液晶化合物,更优选为表示高次近晶型液晶相的热致性液晶化合物。其中,更优选为表示近晶B相、近晶D相、近晶E相、近晶F相、近晶G相、近晶H相、近晶I相、近晶J相、近晶K相或近晶L相的热致性液晶化合物,进一步优选为表示近晶B相、近晶F相或近晶I相的热致性液晶化合物。聚合性液晶所形成的液晶相为这些高次近晶相时,能够制造偏振性能更高的偏振膜。另外,如此偏振性能高的偏振膜在X射线衍射测定中可以得到来源于六角相(hexatic phase)、结晶相(クリスタル相)这样的高次结构的布拉格峰。该布拉格峰是来源于分子取向的周期结构的峰,可以得到其周期间隔为的膜。从可以得到更高偏振特性的观点出发,本发明的偏振膜优选包含该聚合性液晶以近晶相的状态聚合的聚合性液晶的聚合物。
作为这样的化合物,具体而言,可以列举下述式(A)所表示的化合物(以下,有时称为化合物(A))等。该聚合性液晶可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (A)
[式(A)中,
X1、X2和X3相互独立地表示可以具有取代基的1,4-亚苯基或者可以具有取代基的环己烷-1,4-二基。其中,X1、X2和X3中的至少一者为可以具有取代基的1,4-亚苯基。构成环己烷-1,4-二基的-CH2-可以被-O-、-S-或-NR-置换。R表示碳原子数为1~6的烷基或苯基。
Y1和Y2相互独立地表示-CH2CH2-、-CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-或-CRa=N-。Ra和Rb相互独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
U1表示氢原子或聚合性基团。
U2表示聚合性基团。
W1和W2相互独立地表示单键、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-。
V1和V2相互独立地表示可以具有取代基的碳原子数为1~20的烷烃二基,构成该烷烃二基的-CH2-可以被-O-、-S-或-NH-置换。]
在化合物(A)中,X1、X2和X3中的至少一者优选为可以具有取代基的1,4-亚苯基。在此,本说明书中的“可以具有取代基”与“具有或不具有取代基”意思相同。
可以具有取代基的1,4-亚苯基优选没有取代基。可以具有取代基的环己烷-1,4-二基优选为可以具有取代基的反式-环己烷-1,4-二基,可以具有取代基的反式-环己烷-1,4-二基优选没有取代基。
作为可以具有取代基的1,4-亚苯基或可以具有取代基的环己烷-1,4-二基可选地具有的取代基,可以列举:甲基、乙基和丁基等碳原子数为1~4的烷基、氰基和卤原子等。
Y1优选为-CH2CH2-、-COO-或单键,Y2优选为-CH2CH2-或-CH2O-。
U2为聚合性基团。U1为氢原子或聚合性基团,优选为聚合性基团。U1和U2优选均为聚合性基团,更优选均为光聚合性基团。具有光聚合性基团的聚合性液晶在更低温条件下能够聚合方面是有利的。
U1和U2所表示的聚合性基团也可以相互不同,但优选相同。作为聚合性基团,可以列举:乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙基和氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。
作为V1和V2所表示的烷烃二基,可以列举:亚甲基、亚乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基和二十烷-1,20-二基等。V1和V2优选为碳原子数为2~12的烷烃二基,更优选为碳原子数为6~12的烷烃二基。
作为可以具有取代基的碳原子数为1~20的烷烃二基可选具有的取代基,可以列举氰基和卤原子等,该烷烃二基优选没有取代基,更优选为没有取代基且直链状的烷烃二基。
W1和W2相互独立地优选为单键或-O-。
作为化合物(A)的具体例,可以列举式(1-1)~式(1-23)所表示的化合物等。化合物(A)在具有环己烷-1,4-二基的情况下,其环己烷-1,4-二基优选为反式。
所例示的化合物(A)中,优选为选自由式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-13)、式(1-14)和式(1-15)分别所表示的化合物组成的组中的至少一种。
所例示的化合物(A)可以单独或组合用于偏振膜。另外,在组合两种以上聚合性液晶的情况下,优选至少一种为化合物(A),更优选两种以上为化合物(A)。通过组合两种以上聚合性液晶,有时即使在液晶-结晶相转变温度以下的温度也能够暂时保持液晶性。作为组合两种聚合性液晶时的混合比,通常为1∶99~50∶50,优选为5∶95~50∶50,更优选为10∶90~50∶50。
化合物(A)例如通过Lub et al.Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)、或日本专利第4719156号等所记载的公知方法来制造。
相对于偏振膜形成用组合物的固体成分100质量份,偏振膜形成用组合物中的聚合性液晶的含有比例通常为70~99.5质量份,优选为80~99质量份,更优选为80~94质量份,进一步优选为80~90质量份。聚合性液晶的含有比例为上述范围内时,具有取向性提高的倾向。在此,固体成分是指从偏振膜形成用组合物除去溶剂后的成分的总量。
偏振膜形成用组合物也可以包含溶剂、聚合引发剂、敏化剂、阻聚剂、流平剂和反应性添加剂作为聚合性液晶和二色性色素以外的成分。
[二色性色素]
偏振膜形成用组合物中所含的二色性色素是指具有分子的长轴方向的吸光度与短轴方向的吸光度不同的性质的色素。
作为二色性色素,优选在300~700nm的范围具有吸收极大波长(λMAX)的二色性色素。作为这样的二色性色素,可以列举例如:吖啶色素、噁嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素和蒽醌色素等,其中优选偶氮色素。作为偶氮色素,可以列举:单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素和茋偶氮色素等,优选为双偶氮色素和三偶氮色素。二色性色素既可以单独也可以组合两种以上,优选组合三种以上。特别是更优选组合三种以上的偶氮化合物。
作为偶氮色素,可以列举例如式(B)所表示的化合物(以下,有时称为“化合物(B)”)。
A1(-N=N-A2)p-N=N-A3 (B)
[式(B)中,
A1和A3相互独立地表示可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的萘基或者可以具有取代基的一价的杂环基。A2表示可以具有取代基的1,4-业苯基、可以具有取代基的萘-1,4-二基或者可以具有取代基的二价的杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数的情况下,多个A2相互可以相同也可以不同。]
作为一价的杂环基,可以列举从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑和苯并噁唑等杂环化合物除去1个氢原子后的基团。作为二价的杂环基,可以列举从上述杂环化合物除去两个氢原子后的基团。
作为A1和A3中的苯基、萘基和一价的杂环基、以及A2中的对亚苯基、萘-1,4-二基和二价的杂环基可选具有的取代基,可以列举:碳原子数为1~4的烷基;甲氧基、乙氧基和丁氧基等碳原子数为1~4的烷氧基;三氟甲基等碳原子数为1~4的氟代烷基;氰基;硝基;卤原子;氨基、二乙基氨基和吡咯烷基等具有或不具有取代基的氨基(取代氨基是指具有一个或两个碳原子数为1~6的烷基的氨基、或者两个取代烷基相互键合而形成碳原子数为2~8的烷烃二基的氨基。无取代氨基为-NH2)。需要说明的是,碳原子数为1~6的烷基的具体例可以列举甲基、乙基、丁基和己基等。
化合物(B)中,优选为下述式(2-1)~式(2-6)所分别表示的化合物。
[式(2-1)~(2-6)中,
B1~B20相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基、硝基、取代或无取代的氨基(取代氨基和无取代氨基的定义如上所述)、氯原子或三氟甲基。
n1~n4相互独立地表示0~3的整数。
n1为2以上的情况下,多个B2相互可以相同也可以不同,
n2为2以上的情况下,多个B6相互可以相同也可以不同,
n3为2以上的情况下,多个B9相互可以相同也可以不同,
n4为2以上的情况下,多个B14相互可以相同也可以不同。]
作为上述蒽醌色素,优选为式(2-7)所表示的化合物。
[式(2-7)中,
R1~R8相互独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述噁嗪色素,优选为式(2-8)所表示的化合物。
[式(2-8)中,
R9~R15相互独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为上述吖啶色素,优选为式(2-9)所表示的化合物。
[式(2-9)中,
R16~R23相互独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤原子。
Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。]
作为式(2-7)、式(2-8)和式(2-9)中的、Rx所表示的碳原子数为1~4的烷基,可以列举:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基等,作为碳原子数为6~12的芳基,可以列举:苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基等。
作为上述花青色素,优选为式(2-10)所表示的化合物和式(2-11)所表示的化合物。
[式(2-10)中,
D1和D2相互独立地表示式(2-10a)~式(2-10d)中任一式所表示的基团。
[化9]
n5表示1~3的整数。]
[式(2-11)中,
D3和D4相互独立地表示式(2-11a)~式(2-11h)中任一式所表示的基团。
n6表示1~3的整数。1
相对于聚合性液晶的含量100质量份,偏振膜形成用组合物中的二色性色素的含量优选为0.1~30质量份,更优选为0.1~20质量份,进一步优选为0.1~10质量份。二色性色素的含量为上述范围内时,能够在不使聚合性液晶的取向紊乱的情况下进行聚合。二色性色素的含量过多时,有可能阻碍聚合性液晶的取向。因此,也可以在聚合性液晶能够保持液晶状态的范围内来确定二色性色素的含量。
[溶剂]
偏振膜形成用组合物可以含有溶剂。作为溶剂,优选为可完全溶解聚合性液晶的溶剂,另外,优选为在聚合性液晶的聚合反应中为非活性的溶剂。
作为溶剂,可以列举:甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇丁基醚和丙二醇单甲基醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯或丙二醇甲基醚乙酸酯和乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮和甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷和庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯和二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂;四氢呋喃和二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿和氯苯等含氯溶剂;等。这些溶剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
相对于上述偏振膜形成用组合物的总量,溶剂的含量优选为50~98质量%。换而言之,偏振膜形成用组合物中的固体成分的含量优选为2~50质量%。该固体成分的含量为50质量%以下时,偏振膜形成用组合物的粘度降低,因此,偏振膜的厚度变得大致均匀,由此,具有该偏振膜不易产生不均的倾向。另外,该固体成分的含量可以考虑要制造的偏振膜的厚度来确定。
[聚合引发剂]
偏振膜形成用组合物可以含有聚合引发剂。聚合引发剂是能够使聚合性液晶等的聚合反应开始的化合物。作为聚合引发剂,优选通过光的作用产生活性自由基的光聚合引发剂。
作为聚合引发剂,可以列举例如:苯偶姻化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯基酮化合物、酰基氧化膦化合物、三嗪化合物、碘鎓盐和锍盐等。
作为苯偶姻化合物,可以列举例如:苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚和苯偶姻异丁基醚等。
作为二苯甲酮化合物,可以列举例如:二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作为烷基苯基酮化合物,可以列举例如:二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲基硫代苯基)丙-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮和2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮的低聚物等。
作为酰基氧化膦化合物,可以列举:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等。
作为三嗪化合物,可以列举例如:2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
作为聚合引发剂,可以使用市售的聚合引发剂。作为市售的聚合引发剂,可以列举:ィルガキユァ(Irgacure)(注册商标)907、184、651、819、250和369(汽巴精化株式会社制);セィクオ一ル(注册商标)BZ、Z和BEE(精工化学株式会社制);カヤキュァ一(kayacure)(注册商标)BP100、和UVI-6992(陶氏化学株式会社制);ァデカオプトマ一SP-152和SP-170(株式会社ADEKA制);TAZ-A、和TAZ-PP(日本Siber Hegner株式会社制);以及TAZ-104(株式会社三和化学制);等。
偏振膜形成用组合物中的聚合引发剂的含量能够根据聚合性液晶的种类和其量适当调节,相对于聚合性液晶的含量100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份,更优选为0.5~8质量份。聚合引发剂的含量为上述范围内时,能够在不使聚合性液晶的取向紊乱的情况下进行聚合。
[敏化剂]
偏振膜形成用组合物可以含有敏化剂。作为敏化剂,优选为光敏剂。作为该敏化剂,可以列举例如:呫吨酮和噻吨酮等呫吨酮化合物(例如,2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽和含烷氧基的蒽(例如,二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪和红荧烯等。
偏振膜形成用组合物含有敏化剂的情况下,能够进一步促进偏振膜形成用组合物中所含的聚合性液晶的聚合反应。相对于聚合性液晶的含量100质量份,该敏化剂的使用量优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。
[阻聚剂]
从使聚合反应稳定地进行的观点出发,偏振膜形成用组合物可以含有阻聚剂。通过阻聚剂,能够控制聚合性液晶的聚合反应的进行程度。
作为上述阻聚剂,可以列举例如:氢醌、含烷氧基的氢醌、含烷氧基的儿茶酚(例如,丁基儿茶酚等)、邻苯三酚、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧自由基等自由基捕捉剂;苯硫酚类;β-萘基胺类和β-萘酚类等。
偏振膜形成用组合物含有阻聚剂的情况下,相对于聚合性液晶的含量100质量份,阻聚剂的含量优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。阻聚剂的含量在上述范围内时,能够在不使聚合性液晶的取向紊乱的情况下进行聚合。
[流平剂]
在偏振膜形成用组合物中可以含有流平剂。流平剂是指具有调节偏振膜形成用组合物的流动性从而使得涂布偏振膜形成用组合物而得到的膜更平坦的功能的物质,可以列举例如表面活性剂。作为优选的流平剂,可以举出:“BYK-361N”(BYK Chemie公司制)等以聚丙烯酸酯化合物作为主要成分的流平剂和サ一フロン(注册商标)“S-381”(AGC SeimiChemical株式会社制)等以含氟原子的化合物作为主要成分的流平剂。
偏振膜形成用组合物含有流平剂的情况下,相对于聚合性液晶的含量100质量份,优选为0.1~5质量份,更优选为0.3~5质量份,进一步优选为0.5~3质量份。流平剂的含量为上述范围内时,具有如下倾向:容易使聚合性液晶水平取向,并且所得到的偏振膜变得更平滑。流平剂相对于聚合性液晶的含量超过上述范围时,具有所得到的偏振膜容易产生不均的倾向。需要说明的是,偏振膜形成用组合物可以含有两种以上流平剂。
[反应性添加剂]
偏振膜形成用组合物可以含有反应性添加剂。作为反应性添加剂,优选在其分子内具有碳-碳不饱和键和活性氢反应性基团的物质。需要说明的是,此处所谓的“活性氢反应性基团”是指对于羧基(-COOH)、羟基(-OH)、氨基(-NH2)等具有活性氢的基团具有反应性的基团,环氧丙基、恶唑啉基、碳二亚胺基、氮丙啶基、酰亚胺基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基、马来酸酐基等为其代表例。反应性添加剂所具有的碳-碳不饱和键和活性氢反应性基团的个数通常分别为1~20个,优选分别为1~10个。
在反应性添加剂中,优选存在至少两个活性氢反应性基团,这种情况下,存在的多个活性氢反应性基团可以相同,也可以不同。
反应性添加剂所具有的碳-碳不饱和键可以是碳-碳双键或碳-碳三键、或它们的组合,优选为碳-碳双键。其中,反应性添加剂优选以乙烯基和/或(甲基)丙烯酰基的形式包含碳-碳不饱和键。此外,优选活性氢反应性基团为选自由环氧基、环氧丙基和异氰酸酯基组成的组中的至少一种的反应性添加剂,更优选具有丙烯酰基和异氰酸酯基的反应性添加剂。
作为反应性添加剂的具体例,可以列举:甲基丙烯酰氧基缩水甘油醚、丙烯酰氧基缩水甘油醚等具有(甲基)丙烯酰基和环氧基的化合物;氧杂环丁烷丙烯酸酯、氧杂环丁烷甲基丙烯酸酯等具有(甲基)丙烯酰基和氧杂环丁基的化合物;内酯丙烯酸酯、内酯甲基丙烯酸酯等具有(甲基)丙烯酰基和内酯基的化合物;乙烯基恶唑啉、异丙烯基恶唑啉等具有乙烯基和恶唑啉基的化合物;丙烯酸异氰酸酯基甲酯、甲基丙烯酸异氰酸酯基甲酯、丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯和甲基丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯等具有(甲基)丙烯酰基和异氰酸酯基的化合物的低聚物等。另外,可以列举:甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐和乙烯基马来酸酐等具有乙烯基、亚乙烯基和酸酐的化合物等。其中,优选甲基丙烯酰氧基缩水甘油醚、丙烯酰氧基缩水甘油醚、丙烯酸异氰酸酯基甲酯、甲基丙烯酸异氰酸酯基甲酯、乙烯基恶唑啉、丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯、甲基丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯和上述的低聚物,特别优选丙烯酸异氰酸酯基甲酯、丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯和上述的低聚物。
具体而言,优选下述式(Y)所表示的化合物。
[式(Y)中,
n表示1~10的整数,R1’表示碳原子数为2~20的二价的脂肪族或脂环式烃基、或者碳原子数为5~20的二价的芳香族烃基。位于各重复单元中的两个R2’中的一个为-NH-、另一个为>N-C(=O)-R3’所表示的基团。R3’表示羟基或具有碳-碳不饱和键的基团。
式(Y)中的R3’中,至少一个R3’为具有碳-碳不饱和键的基团。]
上述式(Y)所表示的反应性添加剂中,特别优选下述式(YY)所表示的化合物(以下,有时称为化合物(YY))(需要说明的是,n与上述意思相同)。
化合物(YY)可以直接使用市售品或者根据需要将市售品纯化后使用。作为市售品,可以列举例如:Laromer(注册商标)LR-9000(BASF公司制)。
偏振膜形成用组合物含有反应性添加剂的情况下,相对于聚合性液晶100质量份,反应性添加剂的含量通常为0.01~10质量份,优选为0.1~5质量份。
<取向膜>
本发明中的取向膜是由高分子化合物构成的膜,使聚合性液晶沿期望的方向进行液晶取向,具有取向控制力。
取向膜使得聚合性液晶的液晶取向变得容易。水平取向、垂直取向、混合取向、倾斜取向等液晶取向的状态因取向膜和聚合性液晶的性质而变化,其组合可以任意地选择。例如,取向膜为使显示水平取向以作为取向控制力的材料时,聚合性液晶能够形成水平取向或混合取向,取向膜为使显示垂直取向的材料时,聚合性液晶能够形成垂直取向或倾斜取向。水平、垂直等表述表示在以偏振膜平面为基准的情况下的发生取向后的聚合性液晶的长轴的方向。水平取向是指在相对于偏振膜平面平行的方向上具有取向后的聚合性液晶的长轴的取向。此处所谓的“平行”是指相对于偏振膜平面成0°±20°的角度。垂直取向为在相对于偏振膜平面垂直的方向上具有取向后的聚合性液晶的长轴。此处所谓的垂直是指相对于偏振膜平面成90°±20°。
在取向膜由取向性聚合物形成的情况下,取向控制力能够通过表面状态、摩擦条件任意地进行调节,在由取向性聚合物形成的情况下,取向控制力能够通过偏光照射条件等任意地进行调节。另外,通过选择聚合性液晶的、表面张力、液晶性等物性,也能够控制液晶取向。
作为在防扩散层与偏振膜之间形成的取向膜,优选为不溶于在取向膜上形成偏振膜时所使用的溶剂并且在用于除去溶剂、液晶的取向的加热处理中具有耐热性的取向膜。作为取向膜,可以列举:包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜和沟槽(groove)取向膜等,优选为光取向膜。
取向膜的厚度通常为10nm~500nm的范围,优选为10nm~200nm的范围,更优选为30~100nm。
作为取向性聚合物,可以列举:在分子内具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺和作为其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚亚乙基亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸和聚丙烯酸酯类等。其中,优选聚乙烯醇。这些取向性聚合物可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
包含取向性聚合物的取向膜通常通过将在溶剂中溶解有取向性聚合物的组合物(以下,也称为“取向性聚合物组合物”)涂布于防扩散层后除去溶剂、或者将取向性聚合物组合物涂布于防扩散层后除去溶剂并进行摩擦(摩擦法)来得到。
作为上述溶剂,可以列举:水;甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂和丙二醇单甲基醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯和乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮和甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷和庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯和二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂;四氢呋喃和二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿和氯苯等氯代烃溶剂;等等。这些溶剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
取向性聚合物组合物中的取向性聚合物的浓度只要是取向性聚合物能够在溶剂中完全溶解的范围即可,相对于溶液,以固体成分换算计优选为0.1~20质量%,更优选为0.1~10质量%。
作为取向性聚合物组合物,可以直接使用市售的取向膜材料。作为市售的取向膜材料,可以列举:サンエバ一(注册商标)(日产化学工业株式会社制)或オプトマ一(注册商标)(JSR株式会社制)等。
作为将取向性聚合物组合物涂布于防扩散层的方法,可以列举:旋涂法、挤出法、凹版涂布法、模涂法、棒涂法和涂布器法等涂布方法;柔性版法等印刷法等公知的方法。采用卷对卷(Roll to Roll)形式的连续的制造方法制造本发明的偏振板的情况下,该涂布方法中通常采用凹版涂布法、模涂法或柔性版法等印刷法。
除去取向性聚合物组合物中所含的溶剂,由此形成取向性聚合物的干燥被膜。作为溶剂的除去方法,可以列举:自然干燥法、通风干燥法、加热干燥法和减压干燥法等。
作为进行摩擦的方法,可以列举下述方法:使通过将取向性聚合物组合物涂布于防扩散层并进行退火而在防扩散层表面形成的取向性聚合物的膜与缠绕有摩擦布的旋转的摩擦辊接触。
光取向膜通常通过将包含具有光反应性基团的聚合物或单体和溶剂的组合物(以下,也称为“光取向膜形成用组合物”)涂布于防扩散层并照射偏振光(优选为偏振UV光)而得到。光取向膜在通过选择照射的偏振光的偏振方向从而能够任意地控制取向控制力方面更优选。
光反应性基团是指通过照射光而产生液晶取向能力的基团。具体而言,可以列举:会发生通过照射光而产生的分子的取向诱导或异构化反应、二聚化反应、光交联反应或光分解反应等成为液晶取向能力的起源的光反应的基团。该光反应性基团中,在取向性优良方面,优选发生二聚化反应或光交联反应的基团。作为会发生如上所述的反应的光反应性基团,优选具有不饱和键的光反应性基团、特别优选具有双键的光反应性基团,更优选具有选自由碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)和碳-氧双键(C=O键)组成的组中的至少一种的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可以列举例如:乙烯基、多烯基、茋基、芪唑基、芪唑盐基(Stilbazolium)、查耳酮基和肉桂酰基等。作为具有C=N键的光反应性基团,可以列举具有芳香族席夫碱和芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可以列举偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基和甲臜基等以氧化偶氮苯作为基本结构的基团。作为具有C=O键的光反应性基团,可以列举:二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基和马来酰亚胺基等。这些基团可以具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧羰基、羟基、磺酸基和卤代烷基等取代基。
作为光取向膜形成用组合物的溶剂,优选溶解具有光反应性基团的聚合物和单体的溶剂,作为该溶剂,可以列举例如作为上述取向性聚合物组合物的溶剂所列举的溶剂等。
具有光反应性基团的聚合物或单体相对于光取向膜形成用组合物的含量可以根据该具有光反应性基团的聚合物或单体的种类、所要制造的光取向膜的厚度来适当调节,优选设定为0.2质量%以上,特别优选为0.3~10质量%的范围。另外,在不会显著损害光取向膜的特性的范围内,可以包含聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料、光敏剂。
作为将光取向膜形成用组合物涂布于防扩散层的方法,可以列举与将取向性聚合物组合物涂布于防扩散层的方法同样的方法。作为从涂布后的光取向膜形成用组合物中除去溶剂的方法,可以列举例如与从取向性聚合物组合物中除去溶剂的方法同样的方法。
照射偏振光时,可以是从在防扩散层等上涂布的光取向膜形成用组合物中除去溶剂后直接照射偏振光的形式,也可以是从防扩散层侧照射偏振光并使偏振光透过从而进行照射的形式。另外,该偏振光特别优选基本上为平行光。所照射的偏振光的波长只要是具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团可吸收光能的波长区域即可。具体而言,特别优选波长为250~400nm的范围的UV(紫外光)。作为用于该偏振光照射的光源,可以列举:氙灯、高压水银灯、超高压水银灯、金属卤化物灯、KrF、ArF等紫外光激光等,更优选高压水银灯、超高压水银灯和金属卤化物灯。这些灯由于波长313nm的紫外光的发光强度大,因此优选。穿过适当的偏振片照射来自上述光源的光,由此能够照射偏振光。作为该偏振片,能够使用偏振滤波器、格兰-汤姆森、格兰-泰勒等偏振棱镜、线栅型的偏振片。
需要说明的是,进行摩擦或偏振光照射时,如果进行掩蔽(masking),也能够形成液晶取向的方向不同的多个区域(图案)。
沟槽(groove)取向膜是在膜表面具有凹凸图案或多个沟道(槽)的膜。在具有等间隔排列的多个直线状的沟槽的膜上放置液晶分子的情况下,液晶分子在沿着其沟道的方向上取向。
作为得到沟槽取向膜的方法,可以列举:隔着具有图案形状的狭缝的曝光用掩模对感光性聚酰亚胺膜表面进行曝光后进行显影和漂洗处理而形成凹凸图案的方法、在表面具有沟道的板状的原盘形成固化前的UV固化性树脂的层并将树脂层转移到防扩散层后固化的方法、以及将具有多个槽的辊状的原盘按压于在防扩散层上形成的固化前的UV固化性树脂的膜而形成凹凸然后进行固化的方法等。具体而言,可以列举:日本特开平6-34976号公报和日本特开2011-242743号公报记载的方法等。
为了得到取向紊乱小的取向,沟槽取向膜的凸部的宽度优选为0.05μm~5μm,凹部的宽度优选为0.1μm~5μm,凹凸的高低差的深度优选为2μm以下,优选为0.01μm~1μm以下。
<防扩散层A和B>
本发明的偏振板分别在上述偏振膜的一侧具有防扩散层(防扩散层A)并在另一侧具有另一防扩散层(防扩散层B)。本发明的偏振板优选防扩散层A或B与上述偏振膜接触,更优选防扩散层A和B两者与上述偏振膜接触。防扩散层A和B是能够抑制二色性色素从偏振膜移动的层,其结果是能够抑制偏振膜的偏振性能随时间降低。另外,防扩散层A和B能够实现偏振板的薄壁化。
另外,通过本发明的偏振板具有防扩散层A和B,由此,在将本发明的偏振板层叠于其它构件(被粘物)的情况下,即使其它构件在形状上具有高低差(凹凸),也能够减小偏振膜的膜厚变动,因此,可以得到膜内均匀的偏振性能。在本说明书中,被粘物是指将偏振板从基材转印时的被转印的构件和在不转印偏振板的情况下层叠时的被层叠的构件。作为这样的构件的例子,可以列举:前面板、相位差膜等应用偏振板的构件。
此外,防扩散层A和B优选有助于防止偏振膜的收缩和膨胀以及防止因温度、湿度和紫外线等引起的偏振膜的劣化。
作为构成防扩散层A和B的材料,优选耐溶剂性、透明性、机械强度、热稳定性、遮蔽性和各向同性等优良的材料。只要至少具有可耐受作为光学膜的使用的透明性和抑制二色性色素的移动的防扩散能力即可。
具有防止二色性色素的移动(扩散)的功能的防扩散层A和B优选由与二色性色素的相容性低的材料构成。作为这样的材料,可以列举光固化性树脂和水溶性聚合物。光固化性树脂高度聚合,因此,能够阻碍二色性色素的扩散,水溶性聚合物与二色性色素的极性相差很大,因此,能够阻碍二色性色素的扩散。
具体而言,优选:选自由防扩散层A和B组成的组中的至少一者包含聚丙烯酰胺系聚合物;聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物等乙烯醇系聚合物;羧基乙烯基系聚合物;聚乙烯吡咯烷酮;淀粉类;海藻酸钠;或聚环氧乙烷系聚合物等水溶性聚合物。另外,优选:选自由防扩散层A和B组成的组中的至少一者包含丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸系氨基甲酸酯系、环氧系或硅酮系等光固化性树脂。
其中,从遮蔽偏振膜中的二色性色素的功能更优良的观点出发,优选:选自由防扩散层A和B组成的组中的至少一者包含水溶性聚合物,更优选:防扩散层A和B分别包含水溶性聚合物。构成防扩散层A的材料与构成防扩散层B的材料可以相同也可以不同。另外,防扩散层A和防扩散层B可以相同也可以不同。在本说明书中,有时简记为“防扩散层”,其是指防扩散层可以为防扩散层A或防扩散层B中的任一者。
防扩散层A和B中的上述聚合物的含量优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上,进一步优选为99质量%以上。另外,防扩散层A和B可以含有单独的上述聚合物,也可以组合含有两种以上。
防扩散层A和B的玻璃化转变温度优选超过25℃(室温),优选为40℃以上。另外,构成防扩散层A或B的聚合物的玻璃化转变温度优选为25℃(室温)以上,优选为40℃以上。即,防扩散层A和B优选在室温固化的层。为这样的层时,能够防止二色性色素向防扩散层A和B扩散,能够进一步减小本发明的偏振板的光学性能随时间的降低。
另外,防扩散层A和B中的分子量为1000以下的低分子的含量优选为1质量%以下,更优选为0.1质量%以下。为这样的层时,能够防止二色性色素向防扩散层A和B扩散,能够进一步减小本发明的偏振板的光学性能随时间的降低。
防扩散层A和B优选为各自显示对被粘物良好的粘接性、能够将本发明的偏振板粘接在期望的区域并且用于本发明的偏振板的层叠的层。利用这样的防扩散层A和B,能够将偏振板直接层叠于被粘物,因此,能够实现所得到的层叠体的薄型化。作为显示对被粘物的粘接性、构成防扩散层的聚合物,可以列举乙烯醇系聚合物与选自由环氧系交联剂、酰胺系交联剂和丙烯酸系交联剂组成的组中的至少一种交联剂的混合组合物。
防扩散层A和B的厚度为20μm以下,优选为15μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下。另外,防扩散层A和B的厚度优选为0.05μm以上。防扩散层A和B的厚度优选为上述范围,进一步优选的范围为0.05μm~5μm,更优选为0.05μm~3μm,进而优选为0.5μm~3μm。特别是在防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧的面具有粘合剂层的情况下,其厚度优选为0.5μm~20μm,更优选为0.5μm~3μm。此时,防扩散层通过具有0.5μm以上的厚度,能够充分地抑制二色性色素向粘合剂层的移动。在防扩散层的与偏振膜的相反侧的面上不形成粘合剂层的情况下,防扩散层通过具有0.05μm~3μm的厚度,能够充分地抑制二色性色素向粘合剂层的移动。
防扩散层A的厚度与防扩散层B的厚度可以相同也可以不同。
需要说明的是,防扩散层A和B各自可以为单层,也可以由多层构成。
防扩散层A和B可以在与其偏振膜的相反侧的面具有表面处理层。作为表面处理层,可以列举例如:硬涂层、防反射层、防粘连层、防眩层和扩散层等光学层等。
以防上偏振板表面的损伤为目的,硬涂层例如可以通过在防扩散层的表面附加由丙烯酸系、硅酮系等紫外线固化型树脂得到的硬度、滑动特性等优良的固化皮膜的方式等来形成。防反射层的目的在于防止偏振板表面处的外部光的反射,通过形成以往标准的防反射膜等能够实现。另外,防粘连层的目的在于防止和与其接触的层的密合。
另外,防眩层的目的在于防止在偏振板的表面反射外部光而阻碍偏振板透射光的辨认等,例如,通过基于喷砂方式、压花加工方式的粗面化方式、配合透明微粒的方式等方式,对防扩散层的表面赋予微细凹凸结构由此能够形成防眩层。作为用于形成上述表面微细凹凸结构而含有的微粒,可以列举例如:由平均粒径为0.5~50μm的二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等构成的可具有导电性的无机系微粒、由交联或未交联的聚合物等构成的有机系微粒等透明微粒。在形成表面微细凹凸结构的情况下,相对于形成表面微细凹凸结构的透明树脂100质量份,微粒的含量通常为2~50质量份,优选为5~25质量份。防眩层可以兼作为用于使偏振板透射光扩散而使视角等扩大的扩散层(视角扩大功能等)。
需要说明的是,上述防反射层、防粘连层、扩散层、防眩层等除了能够设置在防扩散层本身而一体化以外,也能够以与防扩散层分开为单独的结构体的方式作为其它光学层设置。
防扩散层A和B通常通过将构成各防扩散层的材料的溶液(以下,也称为“防扩散层组合物”)涂布于基材、取向膜、偏振膜、前面板等适当的构件并使其固化而得到。在防扩散层组合物为使构成防扩散层的材料溶解在溶剂而得的组合物的情况下,可以通过除去该溶剂使得构成防扩散层的材料固化,也可以在除去该溶剂后进一步经过化学反应使其固化。
防扩散层组合物可以涂布在上述构件上后固化,也可以在涂布于上述构件上后对其进一步层叠其它构件后固化。
作为上述溶剂,只要是将构成防扩散层的材料溶解的溶剂即可,可以列举例如作为上述取向性聚合物组合物的溶剂所列举的溶剂。
防扩散层组合物中的构成防扩散层的材料的浓度以固体成分换算计优选为0.1~20质量%,更优选为0.1~10质量%。
作为将防扩散层组合物涂布于基材的方法和除去(干燥)溶剂的方法,可以列举与上述取向性聚合物组合物中记载的方法同样的方法。
<粘合剂层>
本发明的偏振板可以在上述防扩散层的与偏振膜的相反侧具有粘合剂层。粘合剂层由粘合剂形成。利用粘合剂层,偏振板对被粘物的粘接性变得良好,能够容易地对期望的区域赋予来自偏振膜的偏振功能。
粘合剂通常包含聚合物,可以进一步含有溶剂。作为上述聚合物,可以列举例如:丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯或聚醚等。其中,包含丙烯酸系聚合物的丙烯酸系粘合剂的光学透明性优良、具有适当的润湿性和凝聚力、粘接性优良、此外耐候性和耐热性等高、在加热、加湿的条件下不易产生翘起和剥离。
作为上述丙烯酸系聚合物,优选为:酯部分的烷基为甲基、乙基或丁基等碳原子数为20以下的烷基的(甲基)丙烯酸酯(以下,有时将丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯统称为(甲基)丙烯酸酯,将丙烯酸和甲基丙烯酸统称为(甲基)丙烯酸)与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羟乙酯等具有官能团的(甲基)丙烯酸单体的共聚物。
包含这样的共聚物的粘合剂的粘合性优良,并且,在贴合于显示装置后除去时不会在显示装置上产生残胶等,能够相对较容易地除去。该丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度优选为25℃以下,更优选为0℃以下。这样的丙烯酸系聚合物的重均分子量优选为10万以上。
作为上述溶剂,可以列举例如作为上述取向性聚合物组合物的溶剂所列举的溶剂等。
另外,粘合剂可以含有光扩散剂。光扩散剂是对粘合剂赋予光扩散性的物质,只要是具有与粘合剂所含有的上述聚合物不同的折射率的微粒即可,作为光扩散剂,可以列举由无机化合物构成的微粒和由有机化合物(聚合物)构成的微粒。包括上述丙烯酸系聚合物在内,粘合剂作为有效成分所含有的聚合物的大部分具有1.4左右的折射率,因此,作为光扩散剂,从其折射率为1~2左右的光扩散剂中适当选择即可。粘合剂作为有效成分所含的聚合物与光扩散剂的折射率差通常为0.01以上,另外,从显示装置的亮度和显示性的观点出发,优选设定为0.01以上且0.5以下。用作光扩散剂的微粒优选为球形的微粒、接近单分散的微粒,例如,优选使用平均粒径处于2~6μm左右的范围的微粒。
折射率通过一般的最小偏角法或阿贝折射计进行测定。
作为由无机化合物构成的微粒,可以列举:氧化铝(折射率1.76)和硅氧化物(折射率1.45)等。
作为由有机化合物(聚合物)构成的微粒,可以列举例如:三聚氰胺微珠(折射率1.57)、聚甲基丙烯酸甲酯微珠(折射率1.49)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物树脂微珠(折射率1.50~1.59)、聚碳酸酯微珠(折射率1.55)、聚乙烯微珠(折射率1.53)、聚苯乙烯微珠(折射率1.6)、聚氯乙烯微珠(折射率1.46)和硅酮树脂微珠(折射率1.46)等。
光扩散剂的配合量在考虑由粘合剂形成的粘合剂层所需的雾度值、应用了本发明的偏振板的显示装置的亮度等后适当决定,通常相对于上述聚合物的含量100质量份为3~30质量份。
从在确保应用了本发明的偏振板的显示装置的亮度并且在显示图像中不易产生渗出和模糊的观点出发,由分散有光扩散剂的粘合剂形成的粘合剂层的雾度值优选设定为20~80%的范围。雾度值是以(扩散透射率/总透光率)×100(%)表示的值,依据JIS K7105来测定。
由粘合剂形成的粘合剂层的厚度根据其密合力等来确定,没有特别限制,通常为1~40μm。从加工性、耐久性等观点出发,该厚度优选为5~25μm,更优选为5~15μm。通过将由粘合剂形成的粘合剂层的厚度设定为5~15μm左右,能够将被粘物与偏振膜充分粘接,并且,能够实现显示器整体的薄型化。
<前面板>
本发明的偏振板可以包含在防扩散层的与偏振膜的相反侧配置的前面板,另外,在本发明的偏振板包含粘合剂层的情况下,本发明的偏振板可以包含在粘合剂层的与防扩散层的相反侧配置的前面板。
前面板担负抑制液晶单元等图像显示元件的翘曲或者保护图像显示元件的作用,例如为透光性的(优选为光学透明的)板状体。前面板可以为单层结构,也可以为多层结构。
前面板在包含本发明的偏振板的最终产品中配置在最外面,因此,要求即使在室外或半室外使用的情况下也显示出充分的耐久性。从这样的观点出发,前面板优选由玻璃或强化玻璃等无机材料、杨氏模量为2GPa以上的高分子膜构成。玻璃和强化玻璃等无机材料是适合的,特别是作为柔性的显示器用途时高分子膜是适合的,其中特别优选由聚碳酸酯树脂(杨氏模量2~3GPa)、丙烯酸系树脂(杨氏模量3~4GPa)、聚酰亚胺树脂(杨氏模量3~5GPa)、聚醚砜树脂(杨氏模量2~3GPa)构成。
上述前面板可以具有印刷有显示器中的滤色层或TFT层、触控面板的透明电极层、或者装饰层的玻璃或高分子膜。即,在本发明的一个实施方式中,上述前面板可以在其至少一侧具有选自由下述(A)~(D)组成的组中的一种以上图案化层。
(A)滤色层
(B)TFT层
(C)透明电极层
(D)装饰层
对于触控面板的方式没有特别限定,可以例示出静电电容方式、表面弹性波方式、电阻膜方式、电磁感应方式、光传感器方式、红外线方式等。上述前面板可以具有防反射、防污、屏蔽电磁波、屏蔽近红外线、调色、或防玻璃飞散等功能。具有上述功能的前面板例如可以将具有这些功能的至少一种以上的膜层层叠于上述前面板的至少一个面上。
前面板与偏振板的一体化可以通过将它们根据需要经由粘合剂层贴合来实现。在本发明的偏振板包含粘合剂层的情况下,为了消除前面板与偏振板的界面处的反射、光的散射,提高可视性,优选粘合剂的折射率与前面板的折射率接近或者与其相同,另外,优选光学透明。如果不使用粘合剂而通过防扩散层将前面板和偏振板直接粘接,则能够防止双重映入,此外,从作为显示器整体的薄型化的观点出发也优选。
本发明的带前面板的偏振板能够抑制液晶单元等的图像显示元件的翘曲,并且能够防止图像显示元件的损伤。此外,在前面板为柔性形态(高分子膜)的情况下,本发明的带前面板的偏振板能够通过卷对卷连续制造,在这方面考虑更优选。
<相位差膜>
本发明的偏振板可以在防扩散层的与偏振膜的相反侧具备相位差膜。另外,在本发明的偏振板具备粘合剂层的情况下,本发明的偏振板可以在粘合剂层的与防扩散层的相反侧具备相位差膜。此外,本发明的偏振板可以具备前面板和相位差膜两者,在上述带前面板的偏振板中,可以在防扩散层的与偏振膜的相反侧具备相位差膜。
相位差膜优选为相对于波长λnm的光的双折射率Δn(λ)显示出下述式(1-1)、(2-1)和下述式(3)所表示的相位差性的相位差膜。
Δn(450)/Δn(550)≤1.00 (1-1)
1.00≤Δn(650)/Δn(550) (2-1)
120≤Re(550)≤180 (3)
Δn(450)、Δn(550)、Δn(650)分别表示波长450nm、550nm、650nm时的双折射。
双折射率Δn(λ)通过测定面内延迟并除以相位差膜的厚度而得到。具体的测定方法示于实施例中,此时,通过测定在像玻璃基板这样的基材本身没有延迟的基材上制膜而得的结构体,能够测定基本的相位差膜的特性。即,相位差膜优选为显示出下述式(1)、(2)和上述式(3)所表示的相位差性的相位差膜。
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
Re(450)、Re(550)、Re(650)分别表示波长450nm、550nm、650nm时的面内延迟。
相位差膜的厚度没有特别限制,一般为100μm以下,从显示器的薄型化的观点出发,优选为0.5μm~20μm,更优选为1μm~3μm。作为这样的厚度为1μm~3μm的非常薄型的相位差膜,可以列举在使聚合性液晶取向后的状态下固化而成的聚合物的膜等。
<偏振板的制造方法>
在基材表面形成防扩散层,在所形成的防扩散层表面进一步涂布偏振膜形成用组合物,然后,在聚合性液晶不聚合的条件下除去偏振膜形成用组合物中所含的溶剂,由此,在基材表面形成偏振膜形成用组合物的干燥被膜。作为溶剂的除去方法,可以列举例如:自然干燥法、通风干燥法、加热干燥和减压干燥法等。
对上述干燥被膜进行加热等,使上述干燥被膜中所含的聚合性液晶进行液晶取向、特别是以近晶相的状态进行取向后,在保持该液晶取向的状态下,对上述干燥被膜照射能量,由此使聚合性液晶聚合。在偏振膜形成用组合物含有聚合引发剂的情况下,优选照射聚合引发剂被活化的条件的能量。在聚合引发剂为光聚合引发剂的情况下,能量优选为光。所照射的光根据上述干燥被膜中所含的聚合引发剂的种类、或者聚合性液晶的种类(特别是该聚合性液晶所具有的聚合性基团的种类)及其量适当选择。作为该光,可以列举选自由可见光、紫外光和激光组成的组中的光、活性电子射线等,其中,从容易控制聚合反应的方面、能够使用作为聚合涉及的装置在本领域广泛使用的装置方面考虑,优选紫外光。因此,优选预先选择偏振膜形成用组合物中所含的聚合性液晶和聚合引发剂的种类使得能够利用紫外光进行聚合。另外,优选在进行聚合时在紫外光照射的同时通过适当的冷却单元对上述干燥被膜进行冷却由此来控制聚合温度。如果通过这样的冷却,使聚合性液晶在更低温下聚合,则即使在防扩散层中使用耐热性低的物质也能够适当地制造偏振膜。然后,通过在偏振膜上形成防扩散层,能够制造本发明的偏振板。需要说明的是,在防扩散层表面上涂布偏振膜形成用组合物前,可以在防扩散层表面根据需要形成取向膜,也可以在该取向膜上形成偏振膜。
使用本发明的偏振板,也能够制造带前面板的偏振板。优选通过包括下述工序的方法来制造带前面板的偏振板,所述工序为:在本发明的偏振板的防扩散层表面涂布粘合剂,经由该粘合剂使本发明的偏振板贴合在前面板上。通过该方法,能够在不对贴合的区域的状态(例如高低差、凹凸结构等状态)带来较大影响的情况下赋予均匀的偏振板。需要说明的是,在防扩散层为显示出对被粘物的粘接性的材料的情况下,无需对防扩散层表面涂布粘合剂,因此,工业上是有利的,并且带前面板的偏振板的薄型化变得容易。
使用本发明的偏振板,也能够制造椭圆偏振板。优选通过包括下述工序的方法来制造椭圆偏振板,所述工序为:在本发明的偏振板的防扩散层表面涂布粘合剂,经由该粘合剂使本发明的偏振板贴合于相位差膜上。通过该方法,能够在不会对贴合的区域的状态(例如高低差、凹凸结构等的状态)带来较大影响的情况下制造均匀的椭圆偏振板。需要说明的是,在防扩散层为显示出对被粘物的粘接性的材料的情况下,无需对防扩散层表面涂布粘合剂,因此,工业上是有利的,并且椭圆偏振板的薄型化变得容易。
作为用于形成偏振膜的基材,可以列举玻璃基材和塑料基材,优选为塑料基材。在能够进行卷对卷加工、生产率高的观点考虑,与玻璃基材相比,优选塑料基材。作为构成塑料基材的塑料,可以列举例如:聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃;环状烯烃系树脂;聚乙烯醇;聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素和乙酸丙酸纤维素等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚和聚苯醚;等塑料。
作为市售的纤维素酯基材,可以列举“フジタックフィルム”(富士胶片株式会社制);“KC8UX2M”、“KC8UY”和“KC4UY”(以上为Konica Minolta Opto株式会社制)等。
作为市售的环状烯烃系树脂,可以列举:“Topas”(注册商标)(Ticona公司(独)制)、“ァ一トン”(注册商标)(JSR株式会社制)、“ゼオノァ(ZEONOR)”(注册商标)、“ゼオネックス(ZEONEX)”(注册商标)(以上为日本Zeon株式会社制)和“ァぺル”(注册商标)(三井化学株式会社制)。将这样的环状烯烃系树脂通过溶剂流延法、熔融挤出法等公知的手段来制膜,能够制成基材。也能够使用市售的环状烯烃系树脂基材。作为市售的环状烯烃系树脂基材,可以列举:“エスシ一ナ”(注册商标)、“SCA40”(注册商标)(以上为积水化学工业株式会社制)、“ゼオノァフィルム”(注册商标)(Optes株式会社制)和“ァ一トンフィルム”(注册商标)(JSR株式会社制)。
在实用上能够操作程度的质量的方面考虑,基材的厚度优选较薄,但过薄时,具有如下倾向:强度降低,加工性变差。基材的厚度通常为5μm~300μm,优选为20μm~200μm。
在基材上形成本发明的偏振板,根据需要经由粘合剂层将该偏振膜贴合于前面板或相位差膜等被粘物,除去该基材,由此,能够将本发明的偏振板转印至被粘物。
作为本发明的偏振板的制造方法,可以列举例如下述的(A)~(C)的方法。需要说明的是,防扩散层A和防扩散层B在任一种方法中均能够切换。
<方法(A)>
包括下述1~3的工序的方法。
1.在基材上形成防扩散层A的工序;
2.在上述防扩散层A上形成偏振膜的工序;和
3.在上述偏振膜上形成防扩散层B的工序。
方法(A)可以进一步包括下述工序。
4.将上述防扩散层B与被粘物贴合的工序;和
5.除去上述基材的工序。
需要说明的是,在方法(A)中,可以在上述防扩散层A与上述偏振膜之间形成取向膜,也可以对防扩散层A赋予上述取向处理而制成取向膜。即,可以在防扩散层A之上形成取向膜,在该取向膜上形成偏振膜。
另外,上述防扩散层B与被粘物的贴合可以直接贴合,也可以在上述防扩散层B之上涂布粘合剂经由该粘合剂将防扩散层B与被粘物贴合。直接贴合的情况下,可以在偏振膜上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物,在其上层叠被粘物,使上述防扩散层组合物固化。利用该方法,能够高效地制造本发明的偏振板。
<方法(B)>
包括下述1~5的工序的方法。
1.在基材上形成防扩散层A的工序;
2.在上述防扩散层A上形成偏振膜的工序;
3.在上述偏振膜上或被粘物上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物的工序;
4.经由上述防扩散层组合物将上述偏振膜与被粘物贴合的工序;和
5.通过使上述防扩散层组合物固化而形成防扩散层B的工序,
方法(B)可以进一步包括下述工序。
6.除去上述基材的工序。
需要说明的是,在方法(B)中,可以在上述防扩散层A与上述偏振膜之间形成取向膜。即,可以在防扩散层A之上形成取向膜,在该取向膜上形成偏振膜。利用该方法,能够在被粘物上直接形成本发明的偏振板,因此,显示器的薄型化变得容易,并且能够在不会对贴合偏振板的区域的状态(例如高低差、凹凸结构等的状态)带来较大影响的情况下对上述各种显示装置赋予均匀的偏振板。
<方法(C)>
包括下述1~8的工序的方法。
1.在基材上形成偏振膜的工序;
2.在上述偏振膜或被粘物(1)上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物(1)的工序;
3.经由上述防扩散层组合物(1)将上述偏振膜与上述被粘物(1)贴合的工序;
4.通过使上述防扩散层组合物(1)固化而形成防扩散层B的工序;
5.除去上述基材的工序;
6.在上述偏振膜的除去上述基材后的面或被粘物(2)上涂布用于形成防扩散层A的防扩散层组合物(2)的工序;
7.经由上述防扩散层组合物(2)将上述偏振膜的除去上述基材后的面与被粘物(2)贴合的工序;和
8.通过使上述防扩散层组合物固化而形成防扩散层A的工序。
需要说明的是,在方法(C)中,可以在上述基材与上述偏振膜之间形成取向膜。即,可以在基材之上形成取向膜,在该取向膜上形成偏振膜。利用该方法,能够在两个被粘物间直接形成本发明的偏振板,能够将这些被粘物粘接,因此,显示器的薄型化变得容易,并且能够在不会对贴合偏振板的区域的状态(例如高低差、凹凸结构等的状态)带来较大影响的情况下对上述各种显示装置赋予均匀的偏振板。
本发明的偏振板、带前面板的偏振板和椭圆偏振板能够用于各种各样的显示装置。显示装置是指具有显示元件的装置,包括发光元件或发光装置作为发光源。作为显示装置,可以列举:液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置、无机电致发光(EL)显示装置、触控面板显示装置、电子发射显示装置(例如电场发射显示装置(FED)、表面电场发射显示装置(SED))、电子纸(使用了电子墨水或电泳元件的显示装置、等离子体显示装置、投射型显示装置(例如具有光栅光阀(GLV)显示装置、数字微镜器件(DMD)的显示装置)和压电陶瓷显示器等。液晶显示装置还包括透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置、直视型液晶显示装置和投射型液晶显示装置等中的任一种。这些显示装置可以是显示二维图像的显示装置,也可以是显示三维图像的立体显示装置。特别是,本发明的偏振板、带前面板的偏振板和椭圆偏振板能够有效地用于液晶显示装置和有机电致发光(EL)显示装置。
如果将本发明的偏振板转印至上述各种显示装置使用,则能够在不会对转印的区域的状态(例如高低差、凹凸结构等的状态)带来较大影响的情况下对上述各种显示装置赋予均匀的偏振板。
实施例
下面列举实施例和比较例对本发明更详细地进行说明。
[偏振膜形成用组合物的制备]
将下述成分混合,在80℃搅拌1小时,由此得到偏振膜形成用组合物。二色性色素使用日本特开2013-101328号公报的实施例所记载的偶氮色素。
·聚合性液晶:
(1-6)75份
(1-7)25份
·二色性色素1:
偶氮色素;
2.5份
2.5份
2.5份
·聚合引发剂:
2-二甲氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮(ィルガキュァ369;汽巴精化株式会社制) 6份
·流平剂:
聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)1.2份
·溶剂:
邻二甲苯 250份
[光取向膜形成用组合物的制备]
将日本特开2013-033249号公报记载的下述成分混合,将所得到的混合物在80℃搅拌1小时,由此得到光取向膜形成用组合物。
·光取向性聚合物:
2份
·溶剂:
邻二甲苯 98份
[水溶性聚合物(1)的制备]
使水溶性聚合物(1)为由按照下述合成方案合成的下述结构单元构成的物质。
[化20]
在二甲基亚砜400g中溶解分子量为1000的聚乙烯醇(和光纯药工业株式会社制)20g和作为成核剂的N,N-二甲基-4-氨基吡啶0.55mg、三乙胺4.6g,在搅拌的同时升温至60℃。然后,用时1小时滴加使甲基丙烯酸酐10.5g溶解在二甲基亚砜50g中而成的溶液,在60℃加热搅拌14小时由此进行反应。将所得到的反应溶液冷却至室温后,向反应溶液中添加甲醇481g并进行搅拌使其完全混合,由此调节成反应溶液与甲醇的比率为1:1。向该溶液中缓慢添加1500mL的丙酮,由此,通过晶析法使水溶性聚合物(1)结晶化。将所得到的含有白色结晶的溶液过滤,利用丙酮充分洗涤后进行真空干燥,由此得到20.2g水溶性聚合物(1)。
[着色感光性树脂组合物的制备]
将下述成分[a]~[e]混合,搅拌1小时,由此,得到着色感光性树脂组合物。
[a]甲基丙烯酸苄酯与甲基丙烯酸的共聚物[甲基丙烯酸苄酯单元的含量以摩尔分数计为65%,甲基丙烯酸单元的含量以摩尔分数计为35%,重均分子量为9,700]21质量份
[b]具有烯属不饱和键的可加成聚合的化合物[二季戊四醇六丙烯酸酯]22质量份、
[c]光聚合引发剂[2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪]5.0质量份、
[d]溶剂[丙二醇单甲基醚乙酸酯]374质量份、
[e]颜料[黑色颜料(C.I.颜料黑7)40质量份与分散剂12质量份的混合物]52质量份
[带装饰层的前面板(玻璃)的制备]
使用尺寸为120mm×70mm且厚度为0.55mm的强化玻璃[康宁公司制造的产品名“Gorilla”]作为透明的前面板,在将其浸渍在异丙醇溶液中的状态下实施2分钟超声波洗涤处理。接着,利用离子交换水洗涤后,进一步实施2分钟的超声波洗涤处理,在100℃干燥3分钟。然后,在0.5质量%硅烷偶联剂(信越Silicone公司制造的产品名:KBM-403)水溶液中浸渍3分钟,在100℃干燥3分钟而形成底涂层。在该底涂层上,通过旋涂法涂布上述着色感光性树脂组合物,在100℃干燥3分钟从而在基材上形成着色感光性树脂组合物层。该干燥后的着色感光性树脂组合物层的厚度为1.2μm。隔着具有图3所示形状的光掩模使用高压汞灯以400mJ/cm2的强度对形成了着色感光性树脂组合物层的基材照射紫外光,将曝光后的着色感光性树脂组合物层浸渍在显影液[以质量分数计含有0.01质量%的氢氧化钾并含有非离子系表面活性剂的水溶液]中进行显影。显影后,进行水洗,在230℃加热20分钟,在前面板上形成1.2μm厚度的黑色图案(装饰层)。
在形成了装饰层的部分与没有形成装饰层的部分产生1.2μm的高低差。
[带装饰层的前面板(膜)的制备]
使用尺寸为120mm×70mm的PMMA膜(住友化学株式会社制造的产品名:テクノロィ(注册商标)膜、100μm)作为透明的前面板(膜),实施电晕处理后,利用槽模涂布机(slotdie coater)涂布0.5质量%硅烷偶联剂(信越Silicone公司制造的产品名:KBM-403)水溶液,在100℃干燥2分钟而形成底涂层。在该底涂层上利用槽模涂布机涂布上述着色感光性树脂组合物,在100℃干燥3分钟从而在基材上形成着色感光性树脂组合物层。该干燥后的着色感光性树脂组合物层的厚度为1.2μm。
隔着具有图3所示形状的光掩模使用高压汞灯以400mJ/cm2的强度对形成了着色感光性树脂组合物层的基材照射紫外光,将曝光后的着色感光性树脂组合物层浸渍在显影液[以质量分数计含有0.01质量%的氢氧化钾并含有非离子系表面活性剂的水溶液]中进行显影。显影后,进行水洗,在200℃加热20分钟,从而在前面板上形成1.2μm厚度的黑色图案(装饰层)。在形成了装饰层的部分与没有形成装饰层的部分产生1.2μm的高低差。
[相位差膜形成用组合物的制备]
将下述成分混合,在80℃搅拌1小时,由此得到相位差膜形成用组合物。
·聚合性液晶:化合物(A11-1) 100份
·聚合性液晶;化合物(x-1) 33份
·聚合引发剂;2-二甲氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮(ィルガキュァ(注册商标)369;BASF日本公司制) 8份
·流平剂;聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制)0.1份
·其它添加剂;LALOMER LR9000(BASF日本公司制) 6.7份
·溶剂;环戊酮 546份
·溶剂;N-甲基吡咯烷酮 364份
实施例1
利用槽模涂布机连续地在作为基材的膜宽为800mm的辊状脱模聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜(ユニチカ株式会社制造的“FF-50”、单面脱模处理PET膜、基材的厚度:50μm)的脱模处理面上涂布3质量%的上述水溶性聚合物(1)水溶液,在100℃干燥2分钟从而形成1μm的由水溶性聚合物(1)的膜构成的透明树脂层A(防扩散层A)。
对该水溶性聚合物(1)的膜表面实施等离子体处理后,使用槽模涂布机涂布上述光取向膜形成用组合物,在膜中央部的宽度600mm范围形成了第一涂布膜。进一步,用时2分钟在设定为100℃的通风干燥炉中运送由此除去溶剂,形成第1干燥被膜。然后,以达到20mJ/cm2(313nm基准)的强度的方式对该第1干燥被膜照射相对于膜的纵向方向成45°方向的偏振UV光,由此赋予取向控制力,形成光取向膜。
在所得到的光取向膜上进一步使用槽模涂布机涂布上述偏振膜形成用组合物,在膜中央部的宽度600mm范围形成第二涂布膜。进一步,用时2分钟在设定为110℃的通风干燥炉中运送由此除去溶剂,形成第2干燥被膜。然后,使用高压汞灯以1000mJ/cm2(365nm基准)照射紫外光从而使第2干燥被膜中所含的聚合性液晶固化,由此形成了偏振膜。
然后,连续地以卷状卷起,得到了在45°方向具有吸收轴的长条的偏振膜100m。进一步,对偏振膜上实施等离子体处理后,使用槽模涂布机,利用槽模涂布机连续地涂布3质量%的水溶性聚合物(1)水溶液,在100℃干燥2分钟从而形成1μm由水溶性聚合物(1)的膜构成的透明树脂层B(防扩散层B),得到了长条的偏振板卷(1)。
从所得到的长条的偏振板卷(1)以5cm见方的尺寸切割出小片,缓慢地将基材剥离由此得到作为厚度为4μm的薄膜的偏振板(1)。利用扫描型透射电子显微镜(STEM、场发射型扫描电子显微镜(FE-STEM)、型号:“S-5500”、日立制作所制)对该偏振板(1)进行截面观察,结果确认到形成了具有防扩散层A(1μm)/偏振膜(2μm)/防扩散层B(1μm)的结构的非常薄的偏振板。需要说明的是,光取向膜的厚度约为50nm。
[偏振度Py、单体透射率Ty的测定]
如下所述,测定偏振板(1)的偏振度Py和单体透射率Ty。使用对分光光度计(岛津制作所株式会社制造的UV-3150)安装有带偏振片的过滤器的装置通过双光束方法以2nm步长在380~680nm的波长范围内测定透射轴方向的单体透射率(T1)和吸收轴方向的单体透射率(T2)。使用下述式(p)和(q),算出各波长的单体透射率、偏振度,进一步通过JIS Z8701的2度视野(C光源)进行视觉灵敏度校正,算出视觉灵敏度校正单体透射率(Ty)和视觉灵敏度校正偏振度(Py)。单体透射率为42%、偏振度为97%,确认到是作为偏振板有用的值。进一步,在100℃加热120小时后再次测定时,性能也没有降低,同样地单体透射率保持为42%、偏振度保持为97%。
单体透射率Ty(%)=(T1+T2)/2 (p)
偏振度Py(%)={(T1-T2)/(T1+T2)}×100 (q)
实施例2
对膜宽800mm的卷状脱模聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜(Unitika株式会社制造的“FF-50”、单面脱模处理PET膜、支撑基材的厚度:50μm)的脱模处理侧的相反的表面实施电晕处理后,利用槽模涂布机涂布上述光取向膜形成用组合物。使所得到的涂布膜在120℃干燥2分钟后,冷却至室温,形成第1干燥被膜。然后,以取向控制力的方向相对于上述长条膜的运送方向(长度方向)成0°的角度的方式照射100mJ(313nm基准)偏振紫外光,形成长条的光取向膜。
利用槽模涂布机在该光取向膜上涂布上述相位差膜形成用组合物而形成涂布膜。将该涂布膜在120℃加热干燥2分钟后,冷却至室温,使用紫外光照射装置,对第2干燥被膜照射曝光量为1000mJ/cm2(365nm基准)的紫外光,由此,形成相位差膜。由此,得到长条的相位差膜(1)。
从所得到的相位差膜(1)切割出任意部位的膜片(4cm×4cm),使用激光显微镜(LEXT3000、奥林巴斯公司制),测定光取向膜和相位差膜的厚度。其结果确认到,光取向膜的厚度为50nm,相位差膜的厚度为2.1μm,得到了非常薄型的相位差膜。
[相位差值的测定]
从所得到的相位差膜(1)切割出任意部位的膜片(4cm×4cm),经由粘合剂(Lintec公司制造的感压式粘合剂5μm厚)与玻璃贴合,缓慢地剥离PET膜而得到测定样品。使用双折射测定装置(KOBRA-WPR、王子计测机器公司制)测定该测定样品在波长450.9nm、549.4nm、587.7nm、627.8nm和751.3nm时的正面相位差值,结果分别为127nm、146nm、148nm、149nm和150nm。通过塞耳迈耶尔(Sellmeier)拟合,算出波长450nm、550nm、650nm时的正面相位差值,为133nm、143nm、149nm。由此,确认到满足式(1)~(3)。
Re(450)/Re(550)=0.87≤1 (1)
Re(650)/Re(550)=1.04≥1 (2)
使从实施例1中得到的偏振膜裁取成140mm×65mm的大小的偏振板片的防扩散层B侧与带装饰层的前面板(玻璃)的装饰层侧经由5μm的粘合剂(Lintec公司制造的压敏式粘合剂5μm厚)贴合,缓慢剥离偏振膜的PET,由此将厚度4μm的偏振膜转印至带装饰层的前面板(玻璃)。进一步,将从相位差膜(1)裁取成140mm×65mm大小的膜片经由5μm的粘合剂(Lintec公司制造的压敏式粘合剂5μm厚)贴合于防扩散层A侧,缓慢剥离相位差膜的PET,由此将厚度2μm的相位差膜转印至带装饰层的前面板(玻璃)的偏振膜上,制造出带前面板的圆偏振板(2)。对于该带前面板的圆偏振板(2),与实施例1同样地,对从前面板侧入射偏振光所测定的偏振性能(偏振度Py、单体透射率Ty)进行测定。进一步,在100℃加热120小时后再次测定偏振性能。将其结果示于表1中。
[反射率的测定]
在所得到的带前面板的圆偏振板(2)的相位差膜侧经由5μm的粘合剂(Lintec公司制造的压敏式粘合剂5μm厚)贴合铝箔,使用分光测色计(Konica Minolta株式会社制造的CM3700A)从前面板侧测定反射率。从8°方向入射D65光源的光并测定反射Y值,结果反射率为5.5%。即使考虑前面板表面与气相界面的反射为3.9%,也可以说具有优良的防反射特性。
实施例3
除了没有形成防扩散层B以外与实施例1同样地,制作出长条的偏振板卷(2),切割出120mm×70mm大小的小片。另一方面,对带装饰层的前面板(膜)的装饰层侧表面实施电晕处理后,利用线棒涂布机(#30)涂布在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇[株式会社KURARAY制造的“KURARAY POVAL KL318”]7份和作为热交联剂的水溶性聚酰胺环氧树脂[从住化Chemtex株式会社获得的“スミレ一ズレジン650”(固体含量浓度30质量%的水溶液)]3.5份而成的水溶液(粘度:92cP)。使上述小片的偏振膜侧与该涂布面重合,进行层压处理后,在80℃干燥5分钟,由此,使上述水溶液干燥而形成防扩散层B’,将两膜粘接。从该层叠体缓慢地剥离PET膜,由此制造出带前面板的偏振板(3)。
利用扫描型透射电子显微镜(STEM、场发射型扫描电子显微镜(FE-STEM)、型号:“S-5500”、日立制作所制)对该带前面板的偏振板(3)进行截面观察,结果确认到形成了自前面板膜侧起为防扩散层B’(3μm)/偏振膜(2μm)/防扩散层A(1μm)的非常薄膜的偏振板。这种情况下,防扩散层B’还兼具作为与前面板的粘接层的功能,因此,能够进一步实现薄型化。该带前面板的偏振板(3)即使存在装饰层的高低差也能够形成均匀的膜。
接着,与实施例2同样地经由5μm的粘合剂(Lintec公司制造的压敏式粘合剂5μm厚)将相位差膜转印至防扩散层A侧,制作出带前面板的圆偏振板(4)。对于该带前面板的圆偏振板(4),与实施例1和2同样地对从前面板侧入射偏振光而测定的偏振性能(偏振度Py、单体透射率Ty)和反射率进行测定。进一步,在100℃加热120小时后再次测定偏振性能。将其结果示于表1中。
实施例4
除了在没有形成防扩散层A和防扩散层B的情况下制作以外与实施例1同样地,制作出长条的偏振板卷(3),切割出120mm×70mm大小的小片。进一步与实施例3同样地,对带装饰层的前面板(膜)的装饰层侧表面实施电晕处理,然后利用线棒涂布机(#30)涂布在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇[从株式会社KURARAY获得的“KURARAY POVAL KL318”]7份和作为热交联剂的水溶性聚酰胺环氧树脂[从住化Chemtex株式会社获得的“スミレ一ズレジン650”(固体含量浓度30质量%的水溶液)]3.5份而得的水溶液(粘度:92cP)。使上述小片的偏振膜侧与该涂布面叠合,进行层压处理后,在80℃干燥5分钟,由此,使上述水溶液干燥而形成防扩散层A’,将两膜粘接,从该层叠体缓慢地剥离PET膜。进一步利用线棒涂布机(#20)在剥离PET膜后的面上涂布在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇[从株式会社KURARAY获得的“KURARAY POVAL KL318”]3份和作为热交联剂的水溶性聚酰胺环氧树脂[从住化Chemtex株式会社获得的“スミレ一ズレジン650”(固体含量浓度30质量%的水溶液)]1.5份而成的水溶液(粘度:11cP)。使从相位差膜(1)裁断成140mm×65mm大小的膜片与该涂布面叠合并进行层压处理后,在80℃干燥5分钟,由此,使上述水溶液干燥而形成防扩散层B’,将两膜粘接。然后,从该层叠体缓慢地剥离PET膜,得到带前面板的圆偏振板(5)。
使用扫描型透射电子显微镜(STEM、场发射型扫描电子显微镜(FE-STEM)、型号:“S-5500”、日立制作所制)对该带前面板的圆偏振板(5)进行截面观察,结果确认到形成了自前面板膜侧起为防扩散层A’(3μm)/偏振膜(2μm)/防扩散层B’(1μm)/相位差膜(2μm)的非常薄膜的圆偏振板。这种情况下,防扩散层A’还兼具作为与前面板的粘接层的功能,并且防扩散层B’还兼具作为与相位差膜的粘接层的功能,因此,能够进一步实现薄型化。如果将带装饰层的前面板(膜)与偏振膜、相位差膜同样地以卷状实施,则还能够通过卷对卷方式连续地制作相同构成的复合偏振板。
对于该带前面板得圆偏振板(5),与实施例1和2同样地,对从前面板侧入射偏振光而测定的偏振性能(偏振度Py、单体透射率Ty)和反射率进行测定。进一步,在100℃加热120小时后再次测定偏振性能。将其结果示于表1中。
比较例1
使用上述带装饰层的前面板作为基材,利用线棒涂布机在基材上涂布上述光取向膜形成用组合物,然后在100℃干燥2分钟,进一步以20mJ/cm2(313nm基准)的强度照射45°方向的偏振UV光由此赋予取向控制力,形成光取向膜。
使用线棒涂布机进一步在所得到的光取向膜上涂布上述偏振膜形成用组合物,在设定为110℃的烘箱中干燥2分钟,然后使用高压水银灯以1000mJ/cm2(365nm基准)照射紫外光而使聚合性液晶固化由此形成偏振膜,得到偏振板(6)。因装饰层的高低差而不能形成均匀的膜厚,不能得到均匀的取向状态。对于偏振板(6),因取向缺陷引起的雾度值大,因此,不能测定偏振性能和反射率。
比较例2
除了没有形成防扩散层A以外,与实施例1同样地,制作长条的偏振板卷(4),切割成120mm×70mm大小的小片。经由5μm的粘合剂(Lintec公司制、压敏式粘合剂5μm厚)将该小片的偏振膜面与上述带装饰层的前面板(膜)的装饰层侧贴合,进一步与实施例2同样地,经由5μm的粘合剂转印相位差膜,制作出带前面板的圆偏振板(7)。
对于所得到的带前面板的圆偏振板(7),与实施例1和2同样地,对从前面板侧入射偏振光所测定的偏振性能(偏振度Py、单体透射率Ty)和反射率进行测定。进一步,在100℃加热120小时后对偏振性能再次测定。将其结果示于表1中。这种情况下,二色性色素从偏振膜扩散至粘合剂中,二色性降低,因此,透射率降低约27%、偏振度降低约13%。
比较例3
使用三乙酰纤维素(TAC)膜(Konica Minolta株式会社制造的KC4UY、厚度40μm)代替膜宽800mm的卷状脱模聚对苯二甲酸乙二酯作为基材,并且在不形成防扩散层A的条件下制作,除此以外与实施例1同样地,制作出长条偏振膜卷(5),从所得到的长条偏振膜卷(5)以5cm见方的大小切割出小片,测定偏振度和单体透射率。进一步,在100℃加热120小时后再次测定偏振性能。将其结果示于表1中。这种情况下,二色性色素略微从偏振膜扩散至TAC膜中,二色性降低,因此,透射率降低约3%。
比较例4
使用三乙酰纤维素(TAC)膜(Konica Minolta株式会社制造的KC4UY、厚度40μm)代替膜宽800mm的卷状脱模聚对苯二甲酸乙二酯作为基材,并且在不形成防扩散层B的条件下制作,除此以外与实施例1同样地,制作出长条偏振膜卷(6),从所得到的长条偏振膜卷(6)以5cm见方的大小切割出小片,对偏振度和单体透射率进行测定。进一步,在100℃加热120小时后再次测定偏振性能。将其结果示于表1中。这种情况下,二色性色素从偏振膜扩散至大气中,来源于二色性色素的吸收降低,因此,偏振光度降低了约4%。
[表1]
*除前面板和装饰层的厚度以外
符号说明
1:偏振膜
2:防扩散层A
3:防扩散层B
4:前面板
10:偏振板
11:带前面板的偏振板

Claims (23)

1.一种偏振板,其依次具有:
厚度为20μm以下的防扩散层A、
包含聚合性液晶的聚合物和二色性色素的偏振膜、以及
厚度为20μm以下的防扩散层B。
2.如权利要求1所述的偏振板,其中,防扩散层A和B的厚度分别为0.05μm~3μm。
3.如权利要求1所述的偏振板,其中,选自由所述防扩散层A和B组成的组中的至少一者包含水溶性聚合物。
4.如权利要求1所述的偏振板,其中,所述聚合性液晶为显示近晶相的热致性液晶化合物。
5.如权利要求4所述的偏振板,其中,所述偏振膜包含以近晶相的状态聚合的聚合性液晶的聚合物。
6.一种带粘合剂层的偏振板,其是具有权利要求1所述的偏振板和粘合剂层的带粘合剂层的偏振板,其中,在偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧具有粘合剂层。
7.如权利要求1所述的偏振板,其中,所述防扩散层A和B中至少一者的厚度为0.5μm~3μm。
8.一种带前面板的偏振板,其包含权利要求1所述的偏振板和前面板,所述前面板配置在该偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧。
9.一种带前面板的偏振板,其包含权利要求6所述的带粘合剂层的偏振板和前面板,所述前面板配置在该带粘合剂层的偏振板的粘合剂层的与防扩散层A或B的相反侧。
10.如权利要求8所述的带前面板的偏振板,所述前面板在其至少一侧具有选自由下述(A)~(D)组成的组中的一种以上的图案化层,
(A)滤色层
(B)TFT层
(C)透明电极层
(D)装饰层。
11.如权利要求9所述的带前面板的偏振板,所述前面板在其至少一侧具有选自由下述(A)~(D)组成的组中一种以上的图案化层,
(A)滤色层
(B)TFT层
(C)透明电极层
(D)装饰层。
12.一种椭圆偏振板,其具备权利要求1所述的偏振板,并且在该偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧具备相位差膜。
13.一种椭圆偏振板,其具备权利要求6所述的带粘合剂层的偏振板,并且在该带粘合剂层的偏振板的粘合剂层的与防扩散层A或B的相反侧具备相位差膜。
14.一种带前面板的椭圆偏振板,其具备权利要求8所述的带前面板的偏振板,并且在该带前面板的偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧具备相位差膜。
15.一种带前面板的椭圆偏振板,其具备权利要求9所述的带前面板的偏振板,并且在该偏振板的防扩散层A或B的与偏振膜的相反侧具备相位差膜。
16.如权利要求12所述的椭圆偏振板,其中,
所述相位差膜满足下述式(1)、(2)和(3):
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
120≤Re(550)≤180 (3)。
17.如权利要求13所述的椭圆偏振板,其中,
所述相位差膜满足下述式(1)、(2)和(3):
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
120≤Re(550)≤180 (3)。
18.一种有机EL显示装置,其具备权利要求1所述的偏振板。
19.一种液晶显示装置,其具备权利要求1所述的偏振板。
20.一种制造带前面板的偏振板的方法,其包括将权利要求1所述的偏振板转印至前面板上的工序。
21.如权利要求1所述的偏振板的制造方法,其包括下述1.~3.的工序:
1.在基材上形成防扩散层A的工序;
2.在所述防扩散层A上形成偏振膜的工序;和
3.在所述偏振膜上形成防扩散层B的工序。
22.如权利要求1所述的偏振板的制造方法,其包括下述1.~5.的工序:
1.在基材上形成防扩散层A的工序;
2.在所述防扩散层A上形成偏振膜的工序;
3.在所述偏振膜上或被粘物上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物的工序;
4.经由所述防扩散层组合物将所述偏振膜与被粘物贴合的工序;和
5.通过使所述防扩散层组合物固化而形成防扩散层B的工序。
23.如权利要求1所述的偏振板的制造方法,其包括下述1.~8.的工序:
1.在基材上形成偏振膜的工序;
2.在所述偏振膜或被粘物(1)上涂布用于形成防扩散层B的防扩散层组合物(1)的工序;
3.经由所述防扩散层组合物(1)将所述偏振膜与所述被粘物(1)贴合的工序;
4.通过使所述防扩散层组合物(1)固化而形成防扩散层B的工序;
5.除去所述基材的工序;
6.在所述偏振膜的除去所述基材后的面或被粘物(2)上涂布用于形成防扩散层A的防扩散层组合物(2)的工序;
7.经由所述防扩散层组合物(2)将所述偏振膜的除去所述基材后的面与被粘物(2)贴合的工序;和
8.通过使所述防扩散层组合物固化而形成防扩散层A的工序。
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