CN109313300A - 保护膜、光学膜、层积体、偏振片、图像显示装置以及偏振片的制造方法 - Google Patents

保护膜、光学膜、层积体、偏振片、图像显示装置以及偏振片的制造方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个方式,提供保护膜(20),其为在偏振片中使用的无基材的保护膜(20),其具备包含由固化物构成的树脂的芯层(21)、和设置于芯层(21)的一个面(21A)上的粘接性提高层(22),粘接性提高层(22)的表面(22A)形成保护膜(20)的一个表面(20A),并且保护膜(20)的厚度小于40μm,并且保护膜(20)的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。

Description

保护膜、光学膜、层积体、偏振片、图像显示装置以及偏振片的 制造方法
相关申请的参考
本申请享有作为在先日本专利申请的日本特愿2016-77044(申请日:2016年4月7日)和日本特愿2016-77045(申请日:2016年4月7日)的优先权的利益,其公开内容整体通过引用而作为本说明书的一部分。
技术领域
本发明涉及保护膜、光学膜、层积体、偏振片、图像显示装置以及偏振片的制造方法。
背景技术
近年来,利用了液晶、有机发光二极管的薄型显示器的开发正在推进。特别是,被称为智能手机、平板电脑的移动设备的开发正在推进。在这种移动设备等的图像显示装置中,通常相较于显示元件在更靠近观察者侧设有偏振片。
偏振片由偏振元件和设置于偏振元件的两面的保护膜构成,作为保护膜,通常使用三乙酰纤维素基材(TAC基材)。偏振元件和TAC基材大多藉由聚乙烯醇系粘接剂等水系粘接剂而进行粘接(例如参见日本特开2013-19996号公报)。
发明内容
发明所要解决的课题
伴随着近年来的薄型显示器的开发,要求偏振片薄型化。但是,在偏振片中使用的作为保护膜的TAC基材的厚度厚,而且通常TAC基材包含可发挥出所期望的功能的添加剂,因此若单纯地减薄TAC基材,难以相应地得到所期望的功能。具体而言,例如,移动设备大多在室外使用,因此存在偏振元件暴露于紫外线而容易劣化的问题,因此通常TAC基材中包含紫外线吸收剂,但若单纯地减薄TAC基材,难以相应地得到紫外线吸收效果。
因此,目前正在研究使用芯层来代替TAC基材之类的基材,该芯层与基材相比能够实现薄型化,并且包含通过添加添加剂而能够发挥出所期望的功能的固化物。具体而言,例如,正在研究使用能够得到所期望的紫外线吸收效果的、包含由固化物构成的粘结剂树脂和紫外线吸收剂的芯层。
但是,若使用芯层代替基材,在与偏振元件进行贴合时与所使用的水系粘接剂的粘接性变差,芯层与偏振元件的贴合变得困难。另外,目前对于具备这种芯层的保护膜,为了抑制在与偏振元件进行贴合时产生的裂纹,要求具有优异的韧性。
另外,若使用包含紫外线吸收剂的芯层代替基材,则紫外线吸收剂会析出(渗出)到芯层的表面,会产生与粘接剂的粘接性、光学膜本身的透明性降低的问题。另外,目前对于具备这种包含紫外线吸收剂的芯层的光学膜,为了抑制在与偏振元件进行贴合时产生的裂纹,也要求具有优异的韧性。
本发明是为了解决上述问题而进行的。即,目的在于提供一种与粘接剂的粘接性良好、并且具有优异的韧性的保护膜、具备该保护膜的层积体、偏振片以及图像显示装置。另外,目的在于提供一种保护膜与粘接剂的粘接性良好的偏振片的制造方法。另外,目的在于提供一种能够抑制紫外线吸收剂的析出、并且具有优异的韧性的光学膜、具备该光学膜的层积体、偏振片以及图像显示装置。此外,目的在于提供一种光学膜与粘接剂的粘接性良好的偏振片的制造方法。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个方式,提供一种保护膜,其为在偏振片中使用的无基材的保护膜,其中,所述保护膜具备:包含由固化物构成的树脂的芯层;和设置于上述芯层的一个面上的粘接性提高层,上述粘接性提高层的表面形成上述保护膜的一个表面,并且上述保护膜的厚度小于40μm,上述保护膜的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。
上述保护膜中,皂化处理后的上述粘接性提高层的表面与水的接触角可以为80°以下。
上述保护膜中,上述粘接性提高层可以为包含电离射线聚合性化合物与具有反应性官能团和水解性基团的硅烷偶联剂的固化性组合物的固化物。
上述保护膜中,上述电离射线聚合性化合物可以为多官能电离射线聚合性化合物。
上述保护膜中,上述反应性官能团可以为电离射线聚合性官能团。
上述保护膜中,可以进一步具备在上述芯层的与上述一个面相反一侧的另一个面上设置的透光性功能层。
根据本发明的另一方式,提供一种层积体,其具备:上述保护膜;和在上述保护膜的与上述一个表面相反一侧的另一个表面上设置的防粘膜。
根据本发明的另一方式,提供一种偏振片,其具备:上述保护膜;和藉由粘接剂层贴合于上述保护膜的上述粘接性提高层上的偏振元件。
根据本发明的另一方式,提供一种图像显示装置,其为具备显示面板的图像显示装置,其中,上述显示面板具备:显示元件;和相较于上述显示元件配置于更靠近观察者侧的上述保护膜或上述偏振片。
根据本发明的另一方式,提供一种偏振片的制造方法,其具备下述工序:按照粘接剂与上述层积体的上述粘接性提高层接触的方式,藉由上述粘接剂将上述层积体和偏振元件贴合的工序;和在将上述层积体和上述偏振元件贴合后,将上述防粘膜从上述层积体剥离的工序。
上述偏振片的制造方法中,可以进一步具备下述工序:在将上述层积体和上述偏振元件贴合前,对上述层积体实施皂化处理的工序。
根据本发明的另一方式,也可以为一种光学膜,其为无基材的光学膜,其中,所述光学膜具备:包含由固化物构成的粘结剂树脂、和分散于上述粘结剂树脂中的紫外线吸收剂的芯层;和设置于上述芯层的一个面上、并且抑制上述紫外线吸收剂的析出的析出抑制层,上述光学膜的厚度小于40μm,上述光学膜的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。
上述光学膜中,上述析出抑制层可以包含由多官能电离射线聚合性化合物的固化物构成的树脂。
上述光学膜中,上述析出抑制层可以进一步包含硅烷偶联剂。
上述光学膜中,可以进一步具备在上述芯层的另一个面上设置的透光性功能层。
根据本发明的另一方式,提供一种层积体,其具备:上述光学膜;和在上述光学膜的与析出抑制层侧的表面相反一侧的表面上设置的防粘膜。
根据本发明的另一方式,提供一种偏振片,其具备:上述光学膜;和藉由粘接剂贴合于上述光学膜的上述析出抑制层上的偏振元件。
根据本发明的另一方式,提供一种图像显示装置,其为具备显示面板的图像显示装置,其中,上述显示面板具备:显示元件;和相较于上述显示元件配置于更靠近观察者侧的上述光学膜或上述偏振片。
根据本发明的另一方式,提供一种偏振片的制造方法,其具备下述工序:按照粘接剂与上述层积体的上述析出抑制层接触的方式,藉由上述粘接剂将上述层积体和偏振元件贴合的工序;和在将上述层积体和上述偏振元件贴合后,将上述防粘膜剥离的工序。
上述偏振片的制造方法中,可以进一步具备下述工序:在将上述层积体和上述偏振元件贴合前,对上述层积体实施皂化处理的工序。
发明的效果
根据本发明的一个方式的保护膜,由于具备粘接性提高层,因而可以提供一种与粘接剂的粘接性良好、并且具有优异的韧性的保护膜。另外,根据本发明的另一方式,可以提供具备这样的保护膜的层积体、偏振片和图像显示装置。此外,根据本发明的另一方式,可以提供一种保护膜与粘接剂的粘接性良好、并且具有优异的韧性的偏振片的制造方法。
根据本发明的另一方式的光学膜,可以提供一种能够抑制紫外线吸收剂的析出、并且具有优异的韧性的光学膜。另外,根据本发明的另一方式,可以提供具备这样的光学膜的层积体、偏振片和图像显示装置。此外,根据本发明的另一方式,可以提供一种光学膜与粘接剂的粘接性良好的偏振片的制造方法。
附图说明
图1是第一实施方式的层积体的示意性构成图。
图2(A)~图2(C)是示意性地示出第一实施方式的层积体的制造工序的图。
图3(A)~图3(C)是示意性地示出第一实施方式的层积体的制造工序的图。
图4是第一实施方式的偏振片的示意性构成图。
图5(A)~图5(C)是示意性地示出第一实施方式的偏振片的制造工序的图。
图6是第一实施方式的图像显示装置的示意性构成图。
图7是第二实施方式的层积体的示意性构成图。
图8(A)~图8(C)是示意性地示出第二实施方式的层积体的制造工序的图。
图9(A)~图9(C)是示意性地示出第二实施方式的层积体的制造工序的图。
图10是第二实施方式的偏振片的示意性构成图。
图11(A)~图11(C)是示意性地示出第二实施方式的偏振片的制造工序的图。
图12是第二实施方式的图像显示装置的示意性构成图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下,一边参考附图一边对本发明的第一实施方式的保护膜、层积体、偏振片以及图像显示装置进行说明。在本说明书中,“膜”、“片”等术语仅是基于呼称的不同,相互没有区別。因此,例如,“膜”以也包括被称为片的构件的意思使用。另外,本说明书中的“透光性”是指使光透过的性质,例如,包括总光线透射率为50%以上、优选为70%以上、更优选为80%以上、特别优选为90%以上。透光性并非一定需要为透明,也可以为半透明。图1是本实施方式的保护膜的示意性构成图,图2(A)~图2(C)和图3(A)~图3(C)是示意性地示出本实施方式的保护膜的制造工序的图。
<<<保护膜和层积体>>>
图1所示的层积体10具备保护膜20和层积于保护膜20上的防粘膜30。
<<保护膜>>
保护膜20是不具备基材、即无基材的保护膜。本说明书中的“基材”是指成为用于形成保护膜的支撑体的由热塑性树脂或玻璃构成的膜或片。作为基材,例如可以举出:三乙酰纤维素等酰化纤维素基材;环烯烃聚合物基材、聚碳酸酯基材、丙烯酸类基材、聚对苯二甲酸乙二醇酯基材等聚酯基材;或玻璃基材。需要说明的是,防粘膜30最终从保护膜20剥离,因此并不构成保护膜20的一部分。
保护膜20具备芯层21和设置于芯层21的一个面21A上的粘接性提高层22。保护膜20可以进一步具备设置于芯层21的另一个面21B上的透光性功能层23。
从保护膜20的薄型化的方面出发,保护膜20的厚度小于40μm。关于保护膜20的厚度,使用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄保护膜20的截面,在其截面的图像中测定20处保护膜20的厚度,求出该20处厚度的平均值。从保护膜20的薄型化的方面出发,保护膜20的厚度优选小于21μm,更优选小于15μm,最优选小于10μm。
图1所示的保护膜20形成为透光性功能层23、芯层21、粘接性提高层22的三层结构,但各层间的界面也可以不一定清晰。各层间的界面不清晰的情况下,可以通过对各层的成分进行分析来判断出透光性功能层、芯层以及粘接性提高层。
保护膜20的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。保护膜20的拉伸断裂强度的测定如下所述:依据JIS K7161-1:2014,使用Tensilon万能试验机,在宽度为25mm、夹头间距离为80mm的情况下以300mm/分钟的试验速度拉伸保护膜来进行,将保护膜断裂时施加于保护膜的应力作为拉伸断裂强度。拉伸断裂强度设定为测定3次而得到的值的算术平均值。需要说明的是,保护膜20的拉伸断裂强度设定为在将防粘膜30剥离的状态下测定的值。保护膜20的拉伸断裂强度优选为40N/mm2以上。
保护膜20的透湿度优选为100g/(m2·24h)以上600g/(m2·24h)以下。若保护膜的透湿度小于100g/(m2·24h),则在涂布水系粘接剂时水分难以从保护膜排出,因此容易产生褶皱;并且若超过600g/(m2·24h),则在使用有机发光二极管作为显示元件的情况下,有机发光二极管有可能因水分而劣化。本说明书中的“透湿度”是指:利用依据JIS Z0208:1976中记载的透湿度试验方法(杯式法)的方法,在温度40℃、相对湿度90%的气氛下测定的通过保护膜24小时的水蒸气的量(g/(m2·24h))。透湿度设定为测定3次而得到的值的算术平均值。需要说明的是,保护膜20的透湿度设定为在将防粘膜30剥离的状态下测定的值。保护膜20的透湿度的下限更优选为200g/(m2·24h)以上,上限更优选为500g/(m2·24h)以下。
保护膜20的波长380nm的光的透射率优选为7%以下。通过将保护膜20的该波长区域的光的透射率设定为7%以下,在将保护膜20用于智能手机、平板终端之类的移动设备的情况下,能够抑制偏振元件暴露于紫外线而发生劣化。保护膜的波长380nm的光的透射率的上限更优选为5%。透光率可以使用分光光度计(产品名“UV-2450”、岛津制作所制造)进行测定。上述透射率设定为测定3次而得到的值的算术平均值。
保护膜20的雾度值(总雾度值)优选小于1%。通过将保护膜20的雾度值设定为小于1%,在将保护膜20用于移动设备的情况下,能够抑制画面的白化。保护膜20的雾度值的上限更优选小于0.5%,进一步优选为0.4%以下,进一步优选为0.3%以下,最优选为0.2%以下。此处的雾度值是指后述的耐湿热性试验前的保护膜20的雾度值,但耐湿热性试验后的保护膜20的雾度值也优选小于1%。耐湿热性试验后的保护膜20的雾度值更优选小于0.5%,最优选为0.3%以下。雾度值可以依据JIS K7136:2000,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造)求出。雾度值设定为测定3次而得到的值的算术平均值。保护膜20的透光率以及雾度值例如可以通过调整芯层21等中的紫外线吸收剂的添加量等来实现。
保护膜20可以切割为所期望的尺寸,也可以为卷状。保护膜20被切割为所期望的尺寸的情况下,保护膜的尺寸没有特别限制,例如,可以根据智能手机、平板终端、个人计算机(PC)、可穿戴式终端、数字标牌、电视机等图像显示装置的显示面的尺寸而适当决定。具体而言,保护膜20的尺寸例如可以为1英寸以上500英寸以下。
<<芯层>>
芯层21是包含由固化物构成的树脂的层。使用由固化物构成的树脂作为形成芯层21的树脂的原因在于,使用热塑性树脂之类的溶剂干燥型树脂代替该树脂形成芯层的情况下,芯层变得过于柔软,保护膜的铅笔硬度降低。
芯层21可以为仅由上述树脂构成的层,但为了发挥所期望的功能也可以包含添加剂。作为添加剂,没有特别限定,移动设备大多在室外使用,偏振元件暴露于紫外线容易发生劣化,因此,优选吸收紫外线而抑制因紫外线引起的偏振元件的劣化的紫外线吸收剂(UVA)。另外,为了提高尺寸稳定性、断裂强度,芯层21可以包含二氧化硅颗粒等无机颗粒、滑石、或有机系纤维等作为添加剂。作为有机系纤维,可以适当使用纤维素纳米纤维。芯层21包含紫外线吸收剂等添加剂的情况下,树脂作为粘结剂树脂发挥功能。
芯层21的膜厚优选为5μm以上且小于40μm。通过将芯层21的膜厚设定为该范围,能够抑制芯层21的强度的显著降低,并且能够容易地进行用于形成芯层21的固化性组合物(下文中,将该组合物称为“芯层用组合物”)的涂布,此外,不会产生因芯层21的厚度过厚所引起的加工性(特别是耐崩裂性)的劣化。芯层21的膜厚可以利用扫描型电子显微镜(SEM)观察芯层的截面来求出。具体而言,使用扫描型电子显微镜,在一个图像中测量3处芯层21的膜厚,对5个图像进行上述测量,计算出所测量的膜厚的平均值。芯层21的膜厚的上限更优选为30μm以下,进一步优选为20μm以下,最优选为10μm以下。
<树脂>
如上所述,芯层21中所含的树脂为由固化物构成的树脂,在这样的树脂中,优选由电离射线聚合性化合物的固化物(聚合物)构成的树脂。电离射线聚合性化合物是具有一个以上通过电离射线照射可发生聚合反应的电离射线聚合性官能团的化合物。作为电离射线聚合性官能团,例如可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯键式不饱和基团。需要说明的是,“(甲基)丙烯酰基”是指包括“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”两者。另外,作为使电离射线聚合性化合物聚合时进行照射的电离射线,可以举出可见光线、紫外线、X射线、电子射线、α射线、β射线和γ射线。
得到具有优异的韧性以及适度的柔软性的芯层的情况下,作为电离射线聚合性化合物,例如优选使用电离射线聚合性低聚物、电离射线聚合性预聚物。作为电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、聚氟代烷基(甲基)丙烯酸酯、硅氧烷(甲基)丙烯酸酯等的低聚物或预聚物。这些电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物可以使用一种或组合使用两种以上。
电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物的重均分子量优选为1000以上20000以下。本说明书中,“重均分子量”为溶解在四氢呋喃(THF)等溶剂中通过基于现有公知的凝胶渗透色谱(GPC)法的聚苯乙烯换算得到的值。电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物的重均分子量的下限更优选为3000以上,上限更优选为12000以下,进一步优选为10000以下。
为了调整硬度、组合物的粘度等,树脂也可以为除了电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物以外进一步包含单官能电离射线聚合性单体的混合物的固化物。
单官能电离射线聚合性单体是在分子内具有1个以上电离射线聚合性官能团的化合物。作为单官能电离射线聚合性单体,例如可以举出丙烯酸羟基乙酯(HEA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯等。
<紫外线吸收剂>
紫外线吸收剂具有吸收紫外线的功能。作为紫外线吸收剂,没有特别限定,例如可以举出三嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂以及苯并三唑系紫外线吸收剂等。
作为上述三嗪系紫外线吸收剂,例如可以举出2-(2-羟基-4-[1-辛基氧基羰基乙氧基]苯基)-4,6-双(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[(2-羟基-3-十二烷基氧基丙基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双[2-羟基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[(2-羟基-3-十三烷基氧基丙基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪以及2-[4-[(2-羟基-3-(2’-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪等。
另外,作为市售的三嗪系紫外线吸收剂,例如可以举出TINUVIN460(BASF JAPAN公司制造)、LA-46(ADEKA公司制造)等。
作为上述二苯甲酮系紫外线吸收剂,例如可以举出2-羟基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、羟基甲氧基二苯甲酮磺酸及其三水合物、羟基甲氧基二苯甲酮磺酸钠等。另外,作为市售的二苯甲酮系紫外线吸收剂,例如可以举出CHMASSORB81/FL(BASF Japan公司制造)等。
作为上述苯并三唑系紫外线吸收剂,例如可以举出2-乙基己基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链和侧链十二烷基)-4-甲基苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氢邻苯二甲酰亚胺甲基)-5’-甲基苯基)苯并三唑、2,2-亚甲基双(4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-基)苯酚)以及2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑等。
另外,作为市售的苯并三唑系紫外线吸收剂,例如可以举出KEMISORB71D、KEMISORB79(均为Chemipro Kasei Kaisha,Ltd.制造)、JF-80、JAST-500(均为城北化学公司制造)、ULS-1933D(一方公司制造)、RUVA-93(大塚化学公司制造)等。
关于上述紫外线吸收剂,其中,优选使用三嗪系紫外线吸收剂,具体而言,从紫外线吸收性、在构成芯层21的上述电离射线聚合性单体或电离射线聚合性低聚物中的溶解性等方面出发,特别优选使用TINUVIN400(BASF Japan公司制造)。
作为上述紫外线吸收剂的含量,没有特别限定,相对于芯层用组合物的树脂固体成分100质量份,优选为1质量份以上6质量份以下。若将芯层用组合物中的紫外线吸收剂的含量设定为该范围内,则能够使芯层中充分含有紫外线吸收剂,并且能够抑制芯层中产生显著的着色、强度降低。紫外线吸收剂的含量的更优选的下限为2质量份以上,更优选的上限为5质量份以下。
芯层21可以包含流平剂。除此以外,芯层21可以根据需要含有例如润滑剂、增塑剂、填充剂、填料、抗静电剂、抗粘连剂、交联剂、光稳定剂、染料、颜料等着色剂等其他成分。
<流平剂>
流平剂是指防止因芯层的表面张力变得不均匀而产生的、收缩、凹陷、针孔、橘皮状缺陷(ユズハダ)等缺陷而使表面变得平滑的添加剂。流平剂没有特别限定,可以举出具有聚醚基、聚氨酯基、环氧基、羧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、甲醇基或羟基的化合物等。上述流平剂可以在主链的末端(单末端、两末端)具有聚醚基、聚氨酯基、环氧基、羧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、甲醇基或羟基,也可以在侧链具有上述基团,也可以在主链的末端和侧链具有上述基团。作为流平剂,只要是具有聚醚基、聚氨酯基、环氧基、羧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、甲醇基或羟基的化合物就没有特别限定,例如可以举出硅氧烷系、氟系、硅氧烷/氟混合系、丙烯酸类、甲基丙烯酸类、芳香族系的流平剂。
含有硅原子的流平剂由于添加量多时有可能重涂性变差、并且收缩等涂布缺陷增多,因此,作为流平剂,优选氟系流平剂。作为市售的氟系流平剂,例如可以举出F-568、F-556、F-554、F-553(均为DIC公司制造)等。
相对于芯层用组合物中的树脂固体成分100质量份,流平剂的含量优选为0.01质量份以上5质量份以下。通过将流平剂的含量设定为该范围内,可以得到平坦性更优异的芯层21。
<<粘接性提高层>>
粘接性提高层22是用于提高与粘接剂的粘接性的层。在本说明书中,“粘接性提高层”是指通过下述方法测定粘接剂之间的界面的剥离强度时剥离强度为1N以上的层。具体而言,首先,在无基材的保护膜未组装于偏振片的情况下,经由聚乙烯醇系粘接剂(将聚乙烯醇树脂(产品名“PVA-117”、KURARAY公司制造)利用纯水稀释成固体成分5%而得的聚乙烯醇水溶液),在偏振元件的一个面上粘贴皂化处理后的无基材的保护膜,并且在偏振元件的另一面上粘贴三乙酰纤维素基材,将无基材的保护膜组装于偏振片。然后,使用该偏振片,利用寺冈制作所制造的双面胶带“751B”以偏振片从玻璃板突出的方式将偏振片中的无基材的保护膜侧的表面粘贴于玻璃板。然后,利用夹头抓住从玻璃板突出的偏振片,以180度的角度且375mm/分钟的速度进行拉伸试验,对此时的粘接剂与无基材的保护膜的与粘接剂接触的层的界面的剥离强度进行测定。需要说明的是,将使行程量(拉伸长度)100mm~200mm之间平均化后的强度设定为剥离强度。另一方面,无基材的保护膜组装于偏振片的情况下,使用该偏振片,利用寺冈制作所制造的双面胶带“751B”以偏振片从玻璃板突出的方式将偏振片中的无基材的保护膜侧的表面粘贴于玻璃板。然后,通过与上述同样的步骤,测定剥离强度。在无基材的保护膜中,与粘接剂接触的层为芯层的情况下,粘接剂与芯层的界面的剥离强度为100mN以下,因此,在芯层上存在与粘接剂接触的层、并且粘接剂与该层的剥离强度为1N以上的情况下,能够判断出通过该层使得与粘接剂的粘接性提高,可以说该层为粘接性提高层。
粘接性提高层22只要是能够提高与粘接剂的粘接性的层就没有特别限定,例如,在芯层21包含紫外线吸收剂的情况下,有可能在芯层21的表面析出(渗出)紫外线吸收剂,保护膜的雾度值升高,因此,粘接性提高层22除了发挥提高粘接性的功能以外还可以发挥抑制紫外线吸收剂的析出的功能。
在粘接性提高层22的表面22A涂布后述的水系粘接剂等,因此,皂化处理后的粘接性提高层22的表面22A的相对于水的接触角优选为80°以下。皂化处理通过使保护膜或层积体在2当量、温度55℃的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟来进行。粘接性提高层22的表面22A的相对于水的接触角可以依据JIS R3257-1999中记载的静滴法利用显微镜式接触角计(产品名“CA-QI系列”、协和界面科学株式会社制造)进行测定。粘接性提高层22的表面22A的相对于水的接触角更优选为70°以下。
粘接性提高层22除了具有提高与粘接剂的粘接性的功能以外还可以具有抑制紫外线吸收剂的析出的功能。此处,关于是否具有抑制紫外线吸收剂的析出的功能,可以通过在保护膜中、进行将光学膜在80℃、相对湿度90%的环境下放置24小时的耐湿热性试验,由耐湿热性试验后的保护膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的保护膜的雾度值之比是否为10以下来判断。即,在芯层上存在粘接性提高层的情况下,耐湿热性试验后的保护膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的保护膜的雾度值之比为10以下的情况下,可以判断粘接性提高层还具有抑制紫外线吸收剂的析出的功能。雾度值可以依据JIS K7136:2000,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造)求出。雾度值设定为测定3次而得到的值的算术平均值。耐湿热性试验后的保护膜20的雾度值相对于耐湿热性试验前的保护膜20的雾度值之比优选为5以下,更优选为3以下。
粘接性提高层22的膜厚优选为100nm以上且小于800nm。若粘接性提高层的膜厚小于100nm,则有可能与粘接剂的粘接性未提高;另外,若粘接性提高层的膜厚为800nm以上,则有可能固化收缩增大、与芯层的密合性变差。粘接性提高层22的膜厚可以通过与上述芯层21的膜厚的测定方法同样的测定方法进行测定。粘接性提高层22的膜厚的下限更优选为150nm以上。粘接性提高层22的膜厚的上限更优选为600nm以下,最优选为500nm以下。
从提高与粘接剂的粘接性的方面出发,粘接性提高层22优选为包含电离射线聚合性化合物与具有反应性官能团和水解性基团的硅烷偶联剂的固化性组合物(下文中也将该组合物称为“粘接性提高层用组合物”)的固化物。
<电离射线聚合性化合物>
作为粘接性提高层用组合物中的电离射线聚合性化合物,只要是在分子内具有1个以上电离射线聚合性官能团的化合物即可,优选为在分子内具有2个以上电离射线聚合性官能团的多官能电离射线聚合性化合物。通过使用多官能电离射线聚合性化合物,能够提高粘接性提高层22的耐擦伤性,同时能够进一步确保与芯层21的密合性。另外,若在芯层中添加紫外线吸收剂,则具有紫外线吸收剂从芯层转移至粘接性提高层、在粘接性提高层的表面析出的倾向,通过在粘接性提高层用组合物中使用多官能电离射线聚合性化合物,粘接性提高层中的交联密度提高,因此,能够抑制紫外线吸收剂的析出。多官能电离射线聚合性化合物优选在分子内具有2个以上电离射线聚合性官能团,更优选具有3个以上。
作为粘接性提高层用组合物中的电离射线聚合性化合物,没有特别限定,可以举出多元醇与(甲基)丙烯酸的酯化合物、杂环式(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯以及它们的混合物等。
<硅烷偶联剂>
硅烷偶联剂是具有反应性官能团和水解性基团的有机硅化合物。反应性官能团是能够与多官能电离射线聚合性化合物等发生反应的基团,作为反应性官能团,可以举出选自由乙烯基、环氧基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰基、氨基、脲基、巯基、硫醚基以及异氰酸酯基组成的组中的一种以上官能团。其中,从与芯层21的密合性的方面出发,优选(甲基)丙烯酰基。
水解性基团是通过水解能够产生硅烷醇基团(Si-OH)和醇的基团,作为水解性基团,例如可以举出卤原子、烷氧基、酰氧基、烯氧基、氨基甲酰基、氨基、氨基氧基、酮肟基等。在水解性基团具有碳原子的情况下,优选其碳原子数为6以下,更优选为4以下。特别是优选碳原子数为4以下的烷氧基或烯氧基,特别优选为甲氧基或乙氧基。
作为硅烷偶联剂的具体例,例如可以举出3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。
相对于粘接性提高层用组合物中的树脂固体成分100质量份,硅烷偶联剂的含量优选为10质量份以上50质量份以下。通过将硅烷偶联剂的含量设定为该范围内,能够使与粘接剂的粘接性更良好。
<<透光性功能层>>
本说明书中的“透光性功能层”是指具有透光性、并且在保护膜中发挥某种功能的层。具体而言,透光性功能层例如可以举出用于发挥硬涂性或防反射性等功能的层。透光性功能层不仅为单层,也可以为2层以上层积而成的层。透光性功能层为2层以上层积而成的层的情况下,各个层所具有的功能可以相同,也可以不同。在本实施方式中,对透光性功能层23为具有硬涂性的层、即硬涂层的情况进行说明。
透光性功能层23如上所述作为硬涂层发挥功能,因此,透光性功能层23形成为在JIS K5600-5-4:1999中规定的铅笔硬度试验中具有“H”以上的硬度的层。通过将铅笔硬度设定为“H”以上,保护膜20变硬,可以提高耐久性。铅笔硬度试验是在对铅笔施加750g的负荷的同时将划伤速度设定为1mm/秒的状态下进行的。铅笔硬度设定为在铅笔硬度试验中透光性功能层的表面未产生划伤的最高硬度。需要说明的是,在铅笔硬度的测定时,使用硬度不同的多根铅笔来进行,每一根铅笔进行5次铅笔硬度试验,5次中4次以上光学膜的表面没有划伤的情况下,判断为在该硬度的铅笔的情况下透光性功能层的表面没有划伤。上述划伤是指在荧光灯下透过观察进行了铅笔硬度试验后的透光性功能层的表面而目视确认到的划伤。从透光性功能层的韧性和防止卷曲的方面出发,透光性功能层23的铅笔硬度的上限优选设定为4H左右。
透光性功能层23的与芯层21侧的面23A相反一侧的面23B(下文中将该面称为“透光性功能层的表面”)成为保护膜20的另一个表面20B。在透光性功能层23的表面23B的1μm见方(1μm×1μm)和5μm见方(5μm×5μm)的区域内,优选算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下,轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下,最大波峰高度(Rp)分别为2nm以上15nm以下。Ra、Rz以及Rp的定义依据JIS B0601:2001。Ra、Rz、Rp例如是使用原子力显微镜(产品名“WET-9100”、岛津制作所制造)如下所述计算出的。具体而言,首先,在保护膜中随机选出3处至少目测没有异常的部位(没有大的异物或擦痕等的部位),切割成5mm见方,得到3个样品。另一方面,准备多个直径15mm以及厚度1mm的平坦的圆形金属板,在各个金属板上粘贴日新EM株式会社制造的碳双面胶带。将1个样品按照样品的表面(保护膜的表面)为上侧的方式粘贴在上述胶带上。然后,为了使胶带与样品牢固地粘接,将带样品的金属板在干燥器中放置一晩。放置一晩后,将带样品的金属板利用磁铁固定在原子力显微镜(产品名“WET-9400”、岛津制作所制造)的测定台上,以轻敲模式,在测定区域为1μm见方和5μm见方,利用原子力显微镜观察表面形状。然后,根据观察的数据,使用原子力显微镜中内置的面解析软件,计算出Ra、Rz、Rp。需要说明的是,面解析时的纵向刻度设定为20nm。观察在室温下进行,使用NanoWorld公司制造的NCHR-20作为悬臂。另外,观察时,对1个样品随机地选择5处,对3个样品×5处(共15个点)分别观察表面形状。然后,对于所得到的15个点的全部数据,使用原子力显微镜中内置的面解析软件计算出Ra、Rz、Rp,将15个点的算术平均值设定为各个样品的Ra、Rz、Rp。
在1μm见方的区域内测定透光性功能层23的表面23B的Ra等的原因在于,与5μm见方的区域内的测定相比,可进一步提高分辨率;另外,在5μm见方的区域内测定透光性功能层23的表面23B的Ra等的原因在于,与1μm见方的区域内的测定相比,能够在更宽广的区域内观察表面形状。
另外,利用Ra、Rz、Rp来规定透光性功能层23的表面23B是出于下述理由。Ra是为了观察在透光性功能层的表面存在的波峰与波谷的高度的平均值而使用的,Rz是为了观察透光性功能层的表面的波峰高度的最大值与波谷深度的最大值之和而使用的,Rp是为了观察透光性功能层的表面的波峰高度的最大值而使用的。此处,Ra观察了在透光性功能层的表面存在的波峰与波谷的高度的平均值,因此,了解到大致的透光性功能层的表面形状,但是,有可能即使存在大的波峰或波谷也被平均化而忽略了其存在。另外,Rp是对透光性功能层的表面的波峰高度的最大值进行观察,因此,在使用Ra和Rp两个参数的情况下,有可能即使存在大的波谷也会忽略其存在,此外,Rz是对透光性功能层的表面的波峰高度的最大值与波谷深度的最大值之和进行观察,使用Ra和Rz两个参数的情况下,有可能也不能掌握波峰是否高或者波谷是否深。因此,为了更准确地判断是否具有均匀且平坦的面形状,利用Ra一个参数、Ra与Rp两个参数、或者Ra与Rz两个参数并不充分,需要Ra、Rz以及Rp三个参数。因此,在本实施方式中,利用Ra、Rz以及Rp三个参数来规定透光性功能层的表面形状。
若透光性功能层的表面的1μm见方及5μm见方的区域内的Ra小于0.5nm,则有可能由于过度平滑而在将保护膜卷绕成卷状时保护膜彼此发生粘贴;另外,若Ra超过1.5nm,则有可能相对于水的接触角增大、并且因表面的凹凸导致雾度值升高而透明性受损。因此,如上所述,透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内的Ra分别为0.5nm以上1.5nm以下。
在透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内,Ra的下限分别优选为1.0nm以上。
若透光性功能层的表面的1μm见方和5μm见方的区域内的Rz小于4nm,则有可能由于过度平滑而在将保护膜卷绕成卷状时保护膜彼此发生粘贴;另外,若Rz超过20nm,则有可能相对于水的接触角增大、并且因表面的凹凸导致雾度值升高而透明性受损。因此,如上所述,透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内的Rz分别优选为4nm以上20nm以下。
在透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内,Rz的下限分别优选为5nm以上,Rz的上限分别优选为15nm以下。
若透光性功能层的表面的1μm见方和5μm见方的区域内的Rp小于2nm,则有可能由于过度平滑而在将保护膜卷绕成卷状时保护膜彼此发生粘贴;另外,若Rp超过15nm,则有可能相对于水的接触角增大、并且因表面的凹凸导致雾度值升高而透明性受损。因此,如上所述,透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内的Rp分别优选为2.0nm以上15nm以下。
在透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内,Rp的下限分别优选为3nm以上,Rp的上限分别优选为10nm以下。
表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内的算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下、轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下、最大波峰高度(Rp)分别为2nm以上15nm以下的透光性功能层23可以通过将防粘膜30的表面形状转印至透光性功能层23的表面23B而实现。将防粘膜30的表面形状转印至透光性功能层23的表面23B而得到上述特定的表面形状的情况下,不会受到透光性功能层23中包含的添加物的影响,容易制造。需要说明的是,通过在透光性基材上涂布透光性功能层用组合物使其固化的方法之类的现有的制造方法,极其难以形成如本实施方式这样的透光性功能层23的特定的表面形状。
透光性功能层23的膜厚优选为2.0μm以上15μm以下。若透光性功能层23的膜厚为该范围,则可以得到所期望的硬度,并且能够减少残留溶剂,而且能够抑制密合性的降低。透光性功能层23的膜厚可以利用与芯层21的膜厚的测定方法相同的方法来测定。
从抑制透光性功能层的破裂的方面出发,透光性功能层23的膜厚的下限更优选小于12μm。另外,从实现透光性功能层的薄膜化并且抑制卷曲产生的方面出发,透光性功能层23的膜厚进一步优选为3μm以上且小于10μm。
透光性功能层23的折射率可以为1.50以上1.60以下。透光性功能层23的折射率的下限可以为1.52以上,透光性功能层23的折射率的上限可以为1.56以下。
透光性功能层23的折射率可以利用阿贝折射率计(产品名“NAR-4T”、Atago公司制造)、椭偏仪来测定。另外,可以利用切割器等切取透光性功能层23,制作粉状态的样品,通过依据JIS K7142:2008中记载的B法(粉体或粒状的透明材料用)的贝克(Becke)法(使用折射率已知的Cargille试剂,将上述粉状态的样品置于载玻片等上,向该样品上滴加试剂,利用试剂浸渍样品。利用显微镜观察观察其情况,将目测无法观察到因样品与试剂的折射率不同而在样品的轮廓产生的亮线(贝克线)的试剂的折射率作为样品的折射率的方法)求出透光性功能层23的折射率。
透光性功能层23优选包含由电离射线聚合性化合物的固化物(聚合物)构成的树脂。透光性功能层23可以为仅由树脂构成的层,从提高透光性功能层的硬度的方面出发,优选除了树脂以外还包含无机颗粒。透光性功能层23包含无机颗粒的情况下,树脂作为粘结剂树脂发挥功能。另外,透光性功能层23也可以包含流平剂。
<树脂>
如上所述,透光性功能层23中包含的树脂优选由电离射线聚合性化合物的固化物构成,作为电离射线聚合性化合物,可以举出电离射线聚合性单体、电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物,可以适当调整使用这些物质。作为电离射线聚合性化合物,优选电离射线聚合性单体与电离射线聚合性低聚物或电离射线聚合性预聚物的组合。
(电离射线聚合性单体)
作为电离射线聚合性单体,优选为具有两个(即,二官能)以上的电离射线聚合性官能团的多官能单体。作为电离射线聚合性单体,可以举出环氧烷改性、氨基甲酸酯改性、环氧改性或烷氧基改性等导入了改性基的电离射线聚合性单体。其中,从得到自防粘膜的剥离性良好、且具有胶粘性、并且机械强度高的保护膜的方面出发,优选环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯。作为环氧烷,可以举出环氧甲烷、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。
其中,从得到良好的剥离性和耐擦伤性的方面出发,更优选环氧乙烷改性(EO改性)丙烯酸酯、环氧丙烷改性(PO改性)丙烯酸酯。此外,其中,从剥离性与耐擦伤性的平衡良好出发,特别优选PO改性丙烯酸酯。
(电离射线聚合性低聚物)
作为电离射线聚合性低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、聚氟代烷基(甲基)丙烯酸酯、硅氧烷(甲基)丙烯酸酯等低聚物等。
(电离射线聚合性预聚物)
作为电离射线聚合性预聚物,优选为10000以上80000以下,更优选为10000以上40000以下。重均分子量超过80000的情况下,有可能粘度高,因此涂布适应性下降,所得到的保护膜的外观变差。作为电离射线聚合性预聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、聚氟代烷基(甲基)丙烯酸酯、硅氧烷(甲基)丙烯酸酯等预聚物等。其中,从提高与芯层的层间密合性的方面出发,优选氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物。
电离射线聚合性单体与电离射线聚合性预聚物的优选的组合是电离射线聚合性单体为EO改性丙烯酸酯、并且电离射线聚合性预聚物为氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物。
电离射线聚合性单体与电离射线聚合性预聚物优选以90:10~70:30含有。通过在该范围内含有电离射线聚合性单体和电离射线聚合性预聚物,能够在不使硬度降低的情况下提高柔软性和韧性。
<无机颗粒>
无机颗粒是用于提高透光性功能层23的机械强度、铅笔强度的成分,作为无机颗粒,例如可以举出二氧化硅(SiO2)颗粒、氧化铝颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锡颗粒、锑掺杂的氧化锡(简称:ATO)颗粒、氧化锌颗粒等无机氧化物颗粒。其中,从进一步提高硬度的方面出发,优选二氧化硅颗粒,在二氧化硅颗粒中,更优选异形二氧化硅颗粒。使用球形二氧化硅颗粒的情况下,球形二氧化硅颗粒的粒径越小则透光性功能层的硬度越高。与此相对,对于异形二氧化硅颗粒而言,即使不是小至市售的最小粒径的球形二氧化硅颗粒也能够实现与该球形二氧化硅同等的硬度。
异形二氧化硅颗粒的平均一次粒径优选为1nm以上100nm以下。异形二氧化硅颗粒的平均一次粒径为该范围也能够实现与平均一次粒径为1nm以上45nm以下的球形二氧化硅同等的硬度。异形二氧化硅颗粒的平均粒径如下所述:在利用透射型电子显微镜(TEM)以20万倍拍摄透光性功能层的截面而得的画面中,随机提取10个异形二氧化硅颗粒,计算出各个粒径后,将其平均值作为平均粒径。各异形二氧化硅颗粒的粒径在颗粒的截面中设定为最长直径与最短直径的平均值。
透光性功能层23中的无机颗粒的含量优选为20质量%以上70质量%以下。若无机颗粒的含量小于20质量%,则难以确保充分的硬度;另外,若无机颗粒的含量超过70质量%,则填充率过度提高,无机颗粒与树脂成分的密合性变差,反而使得透光性功能层的硬度降低。
作为无机颗粒,优选使用在表面具有反应性官能团的无机颗粒(反应性无机颗粒)。这样的在表面具有反应性官能团的无机颗粒可以通过利用硅烷偶联剂等对无机颗粒进行表面处理来制作得到。作为利用硅烷偶联剂对无机颗粒的表面进行处理的方法,可以举出向该无机颗粒喷涂硅烷偶联剂的干式法、使无机颗粒分散在溶剂中后添加硅烷偶联剂进行反应的湿式法等。
<流平剂>
作为透光性功能层23中包含的流平剂,与在芯层21的栏中记载的流平剂相同,因此此处省去说明。相对于用于形成透光性功能层23的固化性组合物(下文中将该组合物称为“功能层用组合物”)中的树脂固体成分100质量份,流平剂的含量优选为0.01质量份以上5质量份以下。通过将流平剂的含量设定为该范围内,可以得到平坦性更优异的透光性功能层23的表面23B。
<<防粘膜>>
防粘膜30从保护膜20剥离,由此用于将保护膜20转印至后述的偏振片。防粘膜30可以为透光性,但在将保护膜20转印至偏振片后,防粘膜30被剥离,因而也可以不为透光性。
防粘膜30的厚度没有特别限定,优选设定为25μm以上100μm以下。若防粘膜的厚度小于25μm,则利用电离射线使后述透光性功能层固化时透光性功能层的固化收缩的影响会显著表现出来,在防粘膜容易产生严重的褶皱;另外,若防粘膜的厚度超过100μm,则制造成本升高。
得到在表面23B的1μm见方(1μm×1μm)和5μm见方(5μm×5μm)的区域内算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下、轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下、最大波峰高度(Rp)分别为2nm以上15nm以下的透光性功能层23的情况下,防粘膜30的一个面30A优选在1μm见方和5μm见方的区域内算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下、轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下、最大波谷深度(Rv)分别为2nm以上15nm以下。Ra、Rz和Rv的定义依据JIS B0601:2001。Ra、Rz、Rv例如利用原子力显微镜(产品名“WET-9100”、岛津制作所制造)在与透光性功能层23的栏中说明的Ra、Rz、Rp同样的步骤和条件等下计算出。
作为防粘膜30,没有特别限定,例如优选使用至少单面为未处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。这种情况下,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的未处理侧的面被用作剥离面。至少单面为未处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜不仅与透光性功能层的防粘性优异,而且由于廉价,因此能够将本实施方式的层积体的制造成本抑制得较低。例如,若使用涂布有含有硅原子的Si系防粘剂等的防粘膜作为上述防粘膜,则该防粘膜的剥离性良好,另一方面,有时透光性功能层的转印时防粘剂的成分转印至透光性功能层侧,透光性功能层的表面的凹凸增大,并且透光性功能层的表面与水的接触角升高。与此相对,若使用至少单面为未处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为防粘膜30,则在保护膜20的转印时没有转印至透光性功能层23的成分,因此,透光性功能层的表面的凹凸小,并且在转印后的透光性功能层23的表面23B处难以产生水的接触角的变化。在本说明书中,“至少单面为未处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜”是指具有未进行表面处理的面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。因此,至少在单面为未处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的未处理侧的面上不存在用于提高剥离性的防粘剂。
<<<保护膜和层积体的制造方法>>>
层积体10和保护膜20例如可以如下制作。首先,在防粘膜30的一个面30A上涂布透光性功能层用组合物并使其干燥,如图2(A)所示那样形成透光性功能层用组合物的涂膜24。
透光性功能层用组合物包含电离射线聚合性化合物,除此以外也可以根据需要添加上述无机颗粒、上述流平剂、溶剂、聚合引发剂。此外,根据提高透光性功能层的硬度、抑制固化收缩、或者抑制折射率等目的,在透光性功能层用组合物中可以添加现有公知的分散剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、增稠剂、抗着色剂、着色剂(颜料、染料)、消泡剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、粘接促进剂、阻聚剂、抗氧化剂、表面改性剂、抗阻塞剂等。
<溶剂>
作为溶剂,例如可以举出醇类(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、苄醇、PGME、乙二醇等)、酮类(丙酮、甲基乙基酮(MEK)、环己酮、甲基异丁基酮、二丙酮醇、环庚酮、二乙基酮等)、醚类(1,4-二噁烷、二氧戊环、二异丙醚二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(己烷等)、脂环式烃类(环己烷等)、芳香族烃类(甲苯、二甲苯等)、卤代烃(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等)、乙酸溶纤剂类、亚砜类(二甲基亚砜等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)、或者它们的混合物。
<聚合引发剂>
聚合引发剂是通过光或热发生分解而产生自由基从而使固化性树脂前体的聚合(交联)开始或进行的成分。透光性功能层用组合物中所使用的聚合引发剂可以举出光聚合引发剂(例如光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂、光阴离子聚合引发剂)。
作为上述光自由基聚合引发剂,例如可以举出二苯甲酮系化合物、苯乙酮系化合物、酰基氧化膦系化合物、二茂钛系化合物、肟酯系化合物、苯偶姻醚系化合物、噻吨酮等。
作为上述光自由基聚合引发剂中市售的产品,例如可以举出IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE651、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、Lucirin TPO(均为BASF Japan公司制造)、NCI-930(ADEKA公司制造)、SPEEDCURE EMK(日本Siebel Hegner公司制造)、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚(均为东京化成工业公司制造)等。
作为上述光阳离子聚合引发剂,例如可以举出芳香族重氮鎓盐、芳香族碘鎓盐、芳香族锍鎓盐等。作为上述光阳离子聚合引发剂中市售的产品,例如可以举出ADEKA OPTMERSP-150、ADEKA OPTMER SP-170(均为ADEKA公司制造)等。
相对于电离射线聚合性化合物100质量份,透光性功能层用组合物中的聚合引发剂的含量优选为0.5质量份以上10.0质量份以下。通过将聚合引发剂的含量设定为该范围内,能够充分地确保硬涂性能,并且能够抑制固化阻碍。
作为涂布透光性功能层用组合物的方法,可以举出旋涂、浸涂法、喷涂法、坡流涂布法、棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、模涂法等公知的涂布方法。
接着,如图2(B)所示对涂膜24照射紫外线等电离射线从而使电离射线聚合性化合物聚合(交联),由此使涂膜24半固化(半固)。本说明书中的“半固化”是指若照射电离射线则固化实质上进行。需要说明的是,在使涂膜半固化的情况下,若进行氮气吹扫,则透光性功能层过度固化,因此,优选在不进行氮气吹扫的情况下使涂膜固化。
作为使透光性功能层用组合物的涂膜24半固化时的电离射线,使用紫外线的情况下,可以利用由超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧灯、氙弧灯、金属卤化物灯等发出的紫外线等。另外,作为紫外线的波长,可以使用190~380nm的波长区域。作为电子射线源的具体例,可以举出科克罗夫特-华尔顿(Cockcroft Walt)型、范得格喇夫(Bandgraph)型、谐振变压器型、绝缘芯变压器型、或者直线型、地那米型、高频型等各种电子射线加速器。
在使涂膜24半固化后,如图2(C)所示,在涂膜24的与防粘膜30侧的面相反一侧的面上涂布芯层用组合物并使其干燥,形成芯层用组合物的涂膜25。芯层用组合物如上所述包含电离射线聚合性化合物,但除此以外也可以根据需要添加上述紫外线吸收剂、上述流平剂、溶剂、聚合引发剂。芯层用组合物中包含的溶剂、聚合引发剂与在透光性功能层用组合物的栏中记载的溶剂或聚合引发剂相同,因此,此处省去说明。
接着,如图3(A)所示,对涂膜25照射紫外线等电离射线,使涂膜25半固化(半固)。在使涂膜25半固化后,如图3(B)所示,在涂膜25的与涂膜24侧的面相反一侧的面上涂布粘接性提高层用组合物并使其干燥,形成粘接性提高层用组合物的涂膜26。粘接性提高层用组合物如上所述包含多官能电离射线聚合性化合物和硅烷偶联剂,但除此以外也可以根据需要添加溶剂、聚合引发剂。粘接性提高层用组合物中包含的溶剂、聚合引发剂与在透光性功能层用组合物的栏中记载的溶剂、聚合引发剂相同,因此,此处省去说明。
接着,如图3(C)所示,对涂膜24~26照射紫外线等电离射线,使涂膜24~26完全固化(全固)。由此,形成透光性功能层23、芯层21、粘接性提高层22,得到图1所示的保护膜20和层积体10。本说明书中的“完全固化”是指即使照射更多的光而固化实质上也不进行。需要说明的是,本实施方式中,使涂膜24~26半固化,最后使涂膜24~26完全固化,但也可以不进行半固化而在各层进行完全固化。
<<<偏振片>>>
保护膜20例如可以组装于偏振片而使用。图4是组装有本实施方式的保护膜的偏振片的示意性构成图。如图4所示,偏振片40具备:偏振元件41;藉由粘接剂42贴合于偏振元件41的一个面上的无基材的保护膜20;和藉由粘接剂43贴合于偏振元件41的另一个面上的保护膜44。需要说明的是,偏振片40可以是一个保护膜成为无基材的保护膜20,也可以是两个保护膜为无基材的保护膜20。
<<偏振元件>>
偏振元件41可以举出利用碘或二色性色素进行染色并进行了单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜。作为聚乙烯醇系树脂,可以使用将聚乙酸乙烯酯系树脂进行皂化后的物质。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可以举出乙酸乙烯酯和可与其共聚的其他单体的共聚物等。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如可以举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。
聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如,也可以使用利用醛类改性后的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。
<<粘接剂>>
作为用于使偏振元件41与保护膜20以及偏振元件41与保护膜44贴合的粘接剂,可以举出水系粘接剂、电离射线固化性粘接剂。本说明书中的“水系粘接剂”是指以水溶液或水分散乳液等方式液态化而涂布并使水干燥从而进行固化粘接的形态的粘接剂。作为水系粘接剂,可以举出聚乙烯醇系粘接剂、环氧系粘接剂、丙烯酸系粘接剂等。其中,通常在偏振元件的贴合中使用聚乙烯醇系粘接剂。另外,“电离射线固化性粘接剂”是指对包含电离射线聚合性化合物的粘接组合物照射电离射线而进行粘接的形态的粘接剂。作为水系粘接剂、电离射线固化性粘接剂,可以使用以往以来已知的水系粘接剂、电离射线固化性粘接剂。
<<保护膜>>
保护膜44是用于保护偏振元件41的膜。保护膜44并非成为用于形成保护膜20的支撑体,因此,不属于本说明书中的“基材”。
作为保护膜44,没有特别限定,可以由例如选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、二乙酰纤维素或三乙酰纤维素等纤维素系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚乙烯、聚丙烯、环系或具有降冰片烯结构的聚烯烃系树脂、氯乙烯系树脂、尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物、酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系树脂、聚醚醚酮系树脂、聚苯硫醚系树脂、乙烯醇系树脂、偏二氯乙烯系树脂、乙烯醇缩丁醛系树脂、芳酯系树脂、聚甲醛系树脂以及环氧系树脂组成的组中一种以上聚合物形成。
<<<偏振片的制造方法>>>
偏振片40例如可以如下制作。图5(A)~图5(C)是示意性地示出本实施方式的偏振片的制造工序的图。首先,如图5(A)所示,按照粘接剂42与层积体10的粘接性提高层22相接的方式,藉由粘接剂42将层积体10与偏振元件41的一个面层积。另一方面,藉由粘接剂43将偏振元件41的另一个面与保护膜44层积。此处,藉由粘接剂42将层积体10与偏振元件41的一个面层积之前,优选预先对层积体10实施皂化处理。若在芯层21、透光性功能层23中添加流平剂,则有可能流平剂发生移动而存在于粘接性提高层22的表面22A附近导致使得与粘接剂42的粘接性降低,但是,若对层积体10实施皂化处理,则能够除去存在于粘接性提高层22的表面22A附近的流平剂,因此能够进一步提高粘接性。
接着,如图5(B)所示,使粘接剂42、43干燥。使用水系粘接剂作为粘接剂的情况下,通过该干燥使得层积体10与偏振元件41以及保护膜44与偏振元件41贴合。另外,使用电离射线固化性粘接剂作为粘接剂的情况下,该干燥后,对层积体照射电离射线,由此使层积体与偏振元件以及保护膜与偏振元件贴合。
藉由粘接剂42、43将层积体10与偏振元件41以及保护膜44与偏振元件41贴合后,如图5(C)所示,将防粘膜30从保护膜20剥离。由此,得到图4所示的偏振片40。
根据本实施方式,在芯层21上设置有粘接性提高层22,因此,能够提高与粘接剂42的粘接性。特别是在粘接性提高层22包含具有水解性基团的硅烷偶联剂的情况下,能够进一步提高与粘接剂42的粘接性。即,粘接性提高层22中的硅烷偶联剂在皂化处理时或与粘接剂接触时水解性基团发生水解而产生硅烷醇基。该硅烷醇基与粘接剂的羟基形成氢键,通过干燥工序使得脱水缩合反应进行,形成共价键。由此,能够进一步提高与粘接剂42的粘接性。
根据本实施方式,保护膜20的拉伸断裂强度为30N/mm2以上,因此可以得到具有优异的韧性的保护膜20。此处,若使用包含多官能电离射线化合物和硅烷偶联剂的固化性组合物形成芯层,则芯层变得过硬,不能得到拉伸断裂强度为30N/mm2以上的保护膜,但通过如芯层21和粘接性提高层22这样进行分层,能够得到拉伸断裂强度为30N/mm2以上的保护膜。
在直接接合方式的图像显示装置中,在透光性功能层的表面涂布亲水性的粘接组合物,因此,期望相对于水的接触角低。此处,为了得到相对于水的接触角低的透光性功能层,优选透光性功能层的表面均匀且平坦,但为了得到均匀且平坦的表面而在透光性功能层中添加了流平剂的情况下,流平剂也难以在表面析出,另外即使流平剂在表面析出也变为海岛状,因此不能得到表面均匀且平面的透光性功能层。与此相对,在透光性功能层23的表面23B的1μm见方和5μm见方的区域内的算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下、轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下、最大波峰高度(Rp)分别为2nm以上15nm以下的情况下,能够得到表面23B均匀且平坦的保护膜20。由此,能够降低透光性功能层23的表面23B的相对于水的接触角。
<<<图像显示装置>>>
保护膜20、偏振片40例如可以组装于图像显示装置而使用。图6是本实施方式的图像显示装置的示意性构成图。如图6所示,图像显示装置50主要具备:用于显示图像的显示面板60;相较于显示面板60配置于更靠近观察者侧的触控面板70;和介于显示面板60与触控面板70之间的粘接剂80。本实施方式中,显示面板60为使用了有机发光二极管的显示面板,因此图像显示装置50不具备背光源装置,但根据显示面板(显示元件)的种类也可以具备背光源装置。
<<显示面板>>
如图6所示,显示面板60具备:显示元件61;相较于显示元件61配置于更靠近观察者侧的偏振片40;和介于显示元件61与偏振片40之间的粘接剂62。
显示元件61具备有机发光二极管(OLED)。其中,显示元件61不限于使用有机发光二极管的显示元件,例如也可以为液晶、无机发光二极管、和/或量子点发光二极管(QLED)。
保护膜20相较于显示元件61配置于更靠近观察者侧,并且按照相较于偏振元件41位于更靠近观察者侧的方式配置。保护膜20的观察者侧的表面20B(透光性功能层23的表面23B)与粘接剂80相接。
<<触控面板>>
触控面板70具备:传感器部90;相较于传感器部90配置于更靠近观察者侧的保护玻璃100;和用于将传感器部90与保护玻璃100固定的透明粘合层101。触控面板70具备传感器部90即可,也可以不具备保护玻璃100、透明粘合层101。需要说明的是,本实施方式的触控面板配置于显示元件61上(on-cell结构),但也可以在显示元件61中存在触控面板(in-cell结构)。
<传感器部>
传感器部90是作为触控面板70的传感器发挥功能的部分。作为传感器部90,没有特别限定,例如可以举出投影型静电电容方式中所使用的传感器。图6所示的传感器部90形成为藉由透明粘合层94将设置有图案化的导电层92的基材膜91与设置有图案化的导电层93的基材膜91层积而成的结构。
<基材膜>
图6所示的基材膜91具备:透光性基材95、设置于透光性基材95的一个面上的硬涂层96;设置于硬涂层96上的高折射率层97;设置于高折射率层97上的低折射率层98;和层积于透光性基材95的另一面上的硬涂层99。
可以使用如下所述的基材膜代替基材膜91,该基材膜具备:透光性基材;设置于透光性基材的一个面上的硬涂层;设置于硬涂层上的高折射率层;设置于高折射率层上的低折射率层;设置于透光性基材的另一个面上的硬涂层;设置于硬涂层上的高折射率层;和层积于该高折射率层上的低折射率层。这种情况下,在存在于基材膜的双面的低折射率层上分别设置图案化的导电层。
作为透光性基材95、硬涂层96、99、高折射率层97以及低折射率层98,可以使用通常的触控面板传感器中所使用的透光性基材、硬涂层、高折射率层以及低折射率层,因此,此处省去说明。
<导电层>
导电层92、93的形状没有特别限定,例如可以举出正方形、条纹状。导电层92、93藉由取出图案(未图示)与端子部(未图示)连接。导电层92、93示例了由透明导电材料构成的例子,但导电层也可以由网格状的导线构成。作为透明导电材料,可以举出锡掺杂的氧化铟(ITO)、锑掺杂的氧化锡(ATO)、氧化锌、氧化铟(In2O3)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、镓掺杂的氧化锌(GZO)、氧化锡、氧化锌-氧化锡系、氧化铟-氧化锡系、氧化锌-氧化铟-氧化镁系等金属氧化物等。作为导线的材料,可以举出银、铜、铝、或它们的合金等具有遮光性的金属材料。
导电层92、93的膜厚根据电阻的规格等适当设定,例如优选为10nm以上50nm以下。
导电层92、93的形成方法没有特别限定,可以使用溅射法、真空蒸镀法、离子电镀法、CVD法、涂布法、印刷法等。作为将导电层图案化的方法,例如可以举出光刻法。
导电层由网格状的导线构成的情况下,导线的宽度优选为1μm以上20μm以下,更优选为2μm以上15μm以下。由此,能够将导线对观察者所看到的图像所带来的影响降低至可忽略的程度。
导电层由网格状的导线构成的情况下,导电层具有由导线形成的例如矩形的开口部。导电层的开口率根据由显示装置放出的影像光的特性等适当设定,例如处于80%以上90%以下的范围内。另外,开口部的配置间距根据所要求的开口率、导线的宽度的值而在100μm以上1000μm以下的范围内适当设定。
<<粘接剂>>
粘接剂80介于显示面板60与触控面板70之间,并且与显示面板60和触控面板70两者粘接。由此,将显示面板60与触控面板70固定。粘接剂62、80由包含电离射线聚合性化合物的固化性粘接组合物(例如,OCR:optically clear resin,光学透明树脂)的固化物构成。
[第二实施方式]
下面,参照附图对本发明的第二实施方式的光学膜、层积体、偏振片以及图像显示装置进行说明。图7是本实施方式的光学膜的示意性构成图,图8(A)~图8(C)和图9(A)~图9(C)是示意性地示出本实施方式的光学膜的制造工序的图。
<<<光学膜和层积体>>>
图7所示的层积体110具备光学膜120和层积于光学膜120的防粘膜130。
<<光学膜>>
光学膜120是不具备基材、即无基材的光学膜。需要说明的是,防粘膜130最终从光学膜120剥离,因此并不构成光学膜120的一部分。
光学膜120具备芯层121和设置于芯层121的一个面121A上的析出抑制层122。光学膜120可以进一步具备设置于芯层121的另一个面121B上的透光性功能层123。
从光学膜120的薄型化的方面出发,光学膜120的厚度小于40μm。光学膜120的厚度可以利用与保护膜20相同的方法进行测定。从光学膜120的薄型化的方面出发,光学膜120的厚度优选小于21μm,更优选小于15μm,最优选小于10μm。
图7所示的光学膜120形成为透光性功能层123、芯层121、析出抑制层122的三层结构,但各层间的界面也可以不一定清晰。各层间的界面不清晰的情况下,可以通过对各层的成分进行分析来判断出透光性功能层、芯层以及析出抑制层。
光学膜120的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。光学膜120的拉伸断裂强度的测定如下所述:依据JIS K7161-1:2014,使用Tensilon万能试验机,在宽度为25mm、夹头间距离为80mm的情况下以300mm/分钟的试验速度拉伸光学膜来进行,将光学膜断裂时施加于光学膜的应力作为拉伸断裂强度。拉伸断裂强度设定为测定3次而得到的值的算术平均值。需要说明的是,光学膜120的拉伸断裂强度设定为在将防粘膜130剥离的状态下测定的值。光学膜120的拉伸断裂强度优选为40N/mm2以上。
光学膜120的透湿度优选为100g/(m2·24h)以上600g/(m2·24h)以下。若光学膜的透湿度小于100g/(m2·24h),则在涂布水系粘接剂时水分难以从光学膜排出,因此容易产生褶皱;并且若超过600g/(m2·24h),则在使用有机发光二极管作为显示元件的情况下,有机发光二极管有可能因水分而劣化。透湿度设定为测定3次而得到的值的算术平均值。需要说明的是,光学膜120的透湿度设定为在将防粘膜30剥离的状态下测定的值。光学膜120的透湿度的下限更优选为200g/(m2·24h)以上,上限更优选为500g/(m2·24h)以下。
光学膜120的波长380nm的光的透射率优选为7%以下。通过将光学膜120的该波长区域的光的透射率设定为7%以下,在将光学膜120用于智能手机、平板终端之类的移动设备的情况下,能够抑制偏振元件暴露于紫外线而发生劣化。光学膜的波长380nm的光的透射率的上限更优选为5%。透光率可以使用分光光度计(产品名“UV-2450”、岛津制作所制造)进行测定。上述透射率设定为测定3次而得到的值的算术平均值。
光学膜120的雾度值(总雾度值)优选小于1%。通过将光学膜120的雾度值设定为小于1%,在将光学膜120用于移动设备的情况下,能够抑制画面的白化。光学膜120的雾度值的上限更优选小于0.5%,进一步优选为0.4%以下,进一步优选为0.3%以下,最优选为0.2%以下。此处的雾度值是指后述的耐湿热性试验前的光学膜的雾度值,但耐湿热性试验后的光学膜的雾度值也优选小于1%。耐湿热性试验后的光学膜120的雾度值更优选小于0.5%,最优选为0.3%以下。雾度值可以依据JIS K7136:2000,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造)求出。雾度值设定为测定3次而得到的值的算术平均值。光学膜120的透光率以及雾度值例如可以通过调整芯层121等中的紫外线吸收剂的添加量等来实现。
光学膜120可以切割为所期望的尺寸,也可以为卷状。光学膜120被切割为所期望的尺寸的情况下,光学膜的尺寸没有特别限制,例如,可以根据智能手机、平板终端、个人计算机(PC)、可穿戴式终端、数字标牌、电视机等图像显示装置的显示面的尺寸而适当决定。具体而言,光学膜120的尺寸例如可以为1英寸以上500英寸以下。
<<芯层>>
芯层121包含由固化物构成的粘结剂树脂、和分散于粘结剂树脂中的紫外线吸收剂(UVA)。芯层121的添加剂、膜厚与芯层21相同,因此,此处省去说明。
<粘结剂树脂>
如上所述,粘结剂树脂为由固化物构成的树脂。树脂与构成在第一实施方式的栏中说明的芯层21的树脂相同,因此,此处省去说明。
<紫外线吸收剂>
紫外线吸收剂与在第一实施方式的栏中说明的紫外线吸收剂相同,因此,此处省去说明。
芯层121可以包含流平剂。除此以外,芯层121可以根据需要含有例如润滑剂、增塑剂、填充剂、填料、抗静电剂、抗粘连剂、交联剂、光稳定剂、染料、颜料等着色剂等其他成分。
<流平剂>
流平剂与在第一实施方式的栏中说明的流平剂相同,因此,此处省去说明。
<<析出抑制层>>
析出抑制层122是用于抑制紫外线吸收剂的析出的层。析出抑制层122只要是能够抑制紫外线吸收剂的析出的层就没有特别限定。此处,关于是否属于析出抑制层,可以通过在光学膜中进行将光学膜在80℃、相对湿度90%的环境下放置24小时的耐湿热性试验,由耐湿热性试验后的光学膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的光学膜的雾度值之比是否为10以下来判断。即,在芯层上存在某种层的情况下,耐湿热性试验后的光学膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的光学膜的雾度值之比为10以下的情况下,芯层上的某种层属于析出抑制层。雾度值可以依据JIS K7136:2000,使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造)求出。雾度值设定为测定3次而得到的值的算术平均值。耐湿热性试验后的光学膜120的雾度值相对于耐湿热性试验前的光学膜120的雾度值之比优选为5以下,更优选为3以下。
在析出抑制层122的表面122A涂布后述的水系粘接剂等,因此,皂化处理后的析出抑制层122的表面122A的相对于水的接触角优选为80°以下。皂化处理通过使光学膜或层积体在2当量、温度55℃的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟来进行。析出抑制层122的表面122A的相对于水的接触角可以依据JIS R3257-1999中记载的静滴法利用显微镜式接触角计(产品名“CA-QI系列”、协和界面科学株式会社制造)进行测定。析出抑制层122的表面122A的相对于水的接触角更优选为70°以下。
析出抑制层122的膜厚优选为100nm以上且小于800nm。若析出抑制层122的膜厚小于100nm,则有可能无法抑制紫外线吸收剂的析出;另外,若析出抑制层122的膜厚为800nm以上,则有可能固化收缩增大、与芯层的密合性变差。析出抑制层122的膜厚可以通过与芯层21的膜厚的测定方法同样的测定方法进行测定。析出抑制层122的膜厚的下限更优选为150nm以上。析出抑制层122的膜厚的上限更优选为600nm以下,最优选为500nm以下。
析出抑制层122优选包含由多官能电离射线聚合性化合物的固化物(聚合物)构成的树脂。析出抑制层可以为仅由树脂构成的层,从提高与粘接剂的粘接性的方面出发,析出抑制层优选除了树脂以外还包含硅烷偶联剂。析出抑制层122包含硅烷偶联剂的情况下,树脂作为粘结剂树脂发挥功能。
<树脂>
如上所述,树脂优选由多官能电离射线聚合性化合物的固化物构成,“多官能电离射线聚合性化合物”是指分子内具有2个以上电离射线聚合性官能团的化合物。作为多官能电离射线聚合性化合物,可以举出多官能电离射线聚合性单体、多官能电离射线聚合性低聚物、多官能电离射线聚合性预聚物、或它们的混合物。多官能电离射线聚合性化合物更优选在分子内具有3个以上电离射线聚合性官能团。多官能电离射线聚合性单体的重均分子量优选小于1000,多官能电离射线聚合性低聚物或多官能电离射线聚合性预聚物的重均分子量优选为1000以上20000以下。
作为多官能电离射线聚合性化合物,可以举出多元醇与(甲基)丙烯酸的酯化合物、多官能杂环式(甲基)丙烯酸酯、多官能氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、多官能聚酯(甲基)丙烯酸酯、多官能环氧(甲基)丙烯酸酯以及它们的混合物等。
<硅烷偶联剂>
硅烷偶联剂与在第一实施方式的栏中说明的硅烷偶联剂相同,因此,此处省去说明。
<<透光性功能层>>
透光性功能层123的与芯层121侧的面123A相反一侧的面123B(下文中将该面称为“透光性功能层的表面”)成为了光学膜120的另一个表面120B。在透光性功能层123的表面123B的1μm见方(1μm×1μm)和5μm见方(5μm×5μm)的区域内,优选算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下,轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下,最大波峰高度(Rp)分别为2nm以上15nm以下。需要说明的是,除了上述以外,透光性功能层123与在第一实施方式的栏中说明的透光性功能层23相同,因此,此处省去说明。
<<防粘膜>>
防粘膜130从光学膜120剥离,由此用于将光学膜120转印至后述的偏振片。防粘膜130与防粘膜30相同,因此,此处省去说明。
<<<光学膜和层积体的制造方法>>>
层积体110和光学膜120例如可以如下制作。首先,在防粘膜130的一个面130A涂布透光性功能层用组合物并使其干燥,如图8(A)所示形成透光性功能层用组合物的涂膜124。透光性功能层用组合物与在第一实施方式的栏中说明的透光性功能层用组合物相同,因此,此处省去说明。
接着,如图8(B)所示,对涂膜124照射紫外线等电离射线,使电离射线聚合性化合物聚合(交联),由此使涂膜124半固化(半固)。
在使涂膜124半固化后,如图8(C)所示,在涂膜124的与防粘膜130侧的面相反一侧的面涂布芯层用组合物并使其干燥,形成芯层用组合物的涂膜125。芯层用组合物如上所述包含电离射线聚合性化合物和紫外线吸收剂,但除此以外也可以根据需要包含上述流平剂、溶剂、聚合引发剂。芯层用组合物中包含的溶剂、聚合引发剂与在第一实施方式的透光性功能层用组合物的栏中记载的溶剂、聚合引发剂相同,因此,此处省去说明。
接着,如图9(A)所示,对涂膜125照射紫外线等电离射线,使涂膜125半固化(半固)。使涂膜125半固化后,如图9(B)所示,在涂膜125的与涂膜124侧的面相反一侧的面涂布析出抑制层用组合物并使其干燥,形成析出抑制层用组合物的涂膜126。析出抑制层用组合物如上所述包含多官能电离射线聚合性化合物和硅烷偶联剂,但除此以外也可以根据需要包含溶剂、聚合引发剂。析出抑制层用组合物中包含的溶剂、聚合引发剂与在透光性功能层用组合物的栏中记载的溶剂、聚合引发剂相同,因此,此处省去说明。
接着,如图9(C)所示,对涂膜124~126照射紫外线等电离射线,使涂膜124~126完全固化(全固)。由此,形成透光性功能层123、芯层121、析出抑制层122,得到图7所示的光学膜120和层积体110。需要说明的是,本实施方式中,使涂膜124~126半固化,最后使涂膜124~126完全固化,但也可以不进行半固化而在各层进行完全固化。
<<<偏振片>>>
光学膜120例如可以组装于偏振片而使用。图10是组装有本实施方式的光学膜的偏振片的示意性构成图。如图10所示,偏振片140具备:偏振元件141;藉由粘接剂142贴合于偏振元件141的一个面上的光学膜120;和藉由粘接剂143贴合于偏振元件141的另一个面上的保护膜144。
<<偏振元件>>
偏振元件141与在第一实施方式的栏中说明的偏振元件41相同,因此,此处省去说明。
<<粘接剂>>
作为用于使偏振元件141与光学膜120以及偏振元件141与保护膜144贴合的粘接剂142、143,可以举出水系粘接剂、电离射线固化性粘接剂。
<<保护膜>>
保护膜144与在第一实施方式的栏中说明的保护膜44相同,因此,此处省去说明。
<<<偏振片的制造方法>>>
偏振片140例如可以如下制作。图11(A)~图11(C)是示意性地示出本实施方式的偏振片的制造工序的图。首先,如图11(A)所示,按照粘接剂142与层积体110的析出抑制层122相接的方式,藉由粘接剂142将层积体110与偏振元件141的一个面层积する。另一方面,藉由粘接剂143将偏振元件141的另一个面与保护膜144层积。此处,藉由粘接剂142将层积体110与偏振元件141的一个面层积之前,优选预先对层积体110实施皂化处理。若在芯层121、透光性功能层123中添加流平剂,则有可能流平剂发生移动而存在于析出抑制层122的表面122A附近导致使得与粘接剂142的粘接性降低,但是,若对层积体110实施皂化处理,则能够除去存在于析出抑制层122的表面122A附近的流平剂,因此能够进一步提高粘接性。
接着,如图11(B)所示,使粘接剂142、143干燥。使用水系粘接剂作为粘接剂的情况下,通过该干燥使得层积体110与偏振元件141以及保护膜144与偏振元件141贴合。另外,使用电离射线固化性粘接剂作为粘接剂的情况下,该干燥后,对层积体照射电离射线,由此使层积体与偏振元件以及保护膜与偏振元件贴合。
藉由粘接剂142、143将层积体110与偏振元件141以及保护膜144与偏振元件141贴合后,如图11(C)所示,将防粘膜130从光学膜120剥离。由此,得到图10所示的偏振片140。
根据本实施方式,在芯层121上设置有析出抑制层122,因此,能够抑制紫外线吸收剂析出到析出抑制层122的表面122A。特别是在析出抑制层122包含由多官能电离射线聚合性化合物的固化物构成的树脂的情况下,与包含由单官能电离射线聚合性化合物的固化物构成的树脂的情况相比,可形成交联密度高的层,因此,即便紫外线吸收剂到达芯层121的一个面121A,也会被析出抑制层122封闭。由此,能够进一步抑制紫外线吸收剂的析出。
根据本实施方式,光学膜120的拉伸断裂强度为30N/mm2以上,因此可以得到具有优异的韧性的光学膜120。此处,若使用包含多官能电离射线化合物和硅烷偶联剂的固化性组合物形成芯层,则芯层变得过硬,不能得到拉伸断裂强度为30N/mm2以上的光学膜。与此相对,根据本实施方式,由于分成了芯层121和析出抑制层122,因此能够得到拉伸断裂强度为30N/mm2以上的光学膜120。
根据本实施方式,能够利用析出抑制层122抑制紫外线吸收剂的析出,因此与粘接剂的粘接性不会被紫外线吸收剂阻碍,由此,能够得到光学膜120与粘接剂的粘接性良好的偏振片140。
根据本实施方式,析出抑制层122包含硅烷偶联剂的情况下,能够进一步提高与粘接剂142的粘接性。即,析出抑制层122中的硅烷偶联剂在皂化处理时或与粘接剂接触时水解性基团发生水解而产生硅烷醇基。该硅烷醇基与粘接剂的羟基形成氢键,通过干燥工序使得脱水缩合反应进行,形成共价键。由此,能够进一步提高与粘接剂42的粘接性。
在直接接合方式的图像显示装置中,在透光性功能层的表面涂布亲水性的粘接组合物,因此,期望相对于水的接触角低。此处,为了得到相对于水的接触角低的透光性功能层,优选透光性功能层的表面均匀且平坦,但为了得到均匀且平坦的表面而在透光性功能层中添加了流平剂的情况下,流平剂也难以在表面析出,另外即使流平剂在表面析出也变为海岛状,因此不能得到表面均匀且平面的透光性功能层。与此相对,在光性功能层123的表面123B的1μm见方和5μm见方的区域内的算术平均粗糙度(Ra)分别为0.5nm以上1.5nm以下、轮廓最大高度(Rz)分别为4nm以上20nm以下、最大波峰高度(Rp)分别为2nm以上15nm以下的情况下,能够得到表面123B均匀且平坦的光学膜120。由此,能够降低透光性功能层123的表面123B的相对于水的接触角。
<<<图像显示装置>>>
光学膜120、偏振片140例如可以组装于图像显示装置而使用。图12是本实施方式的图像显示装置的示意性构成图。如图12所示,图像显示装置150主要具备:用于显示图像的显示面板160;相较于显示面板160配置于更靠近观察者侧的触控面板70;和介于显示面板160与触控面板70之间的粘接剂80。本实施方式中,显示面板160为使用了有机发光二极管的显示面板,因此图像显示装置50不具备背光源装置,但根据显示面板(显示元件)的种类也可以具备背光源装置。需要说明的是,在图12中,标记与图6相同符号的构件与图6所示的构件相同,因此省去说明。
<<显示面板>>
如图12所示,显示面板160具备:显示元件61;相较于显示元件61配置于更靠近观察者侧的偏振片140;和介于显示元件61与偏振片140之间的粘接剂62。
光学膜120相较于显示元件61配置于更靠近观察者侧,并且按照相较于偏振元件141位于更靠近观察者侧的方式配置。光学膜120的观察者侧的表面120B(透光性功能层123的表面123B)与粘接剂80相接。
实施例
为了对本发明详细地进行说明,以下举出实施例进行说明,但本发明并不限于这些记载。需要说明的是,下述的“固体成分100%换算值”是将溶剂稀释品中的固体成分设为100%时的值。
<粘接性提高层用组合物>
按照为如下所示的组成的方式混配各成分,得到粘接性提高层用组合物。
(粘接性提高层用组合物1)
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
(粘接性提高层用组合物2)
·异氰脲酸EO改性二丙烯酸酯和三丙烯酸酯(产品名“M313”、东亚合成公司制造、二官能和三官能混合物):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
(粘接性提高层用组合物3)
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“G0210”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
<析出抑制层用组合物>
按照为如下所示的组成的方式混配各成分,得到析出抑制层用组合物。
(析出抑制层用组合物1)
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
(析出抑制层用组合物2)
·异氰脲酸EO改性二丙烯酸酯和三丙烯酸酯(产品名“M313”、东亚合成公司制造、二官能和三官能混合物):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
(析出抑制层用组合物3)
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“G0210”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
<涂层用组合物>
按照为如下所示的组成的方式混配各成分,得到涂层用组合物。
(涂层用组合物1)
·2-乙基己基EO改性丙烯酸酯(产品名“M-120”、东亚合成公司制造、单官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
(涂层用组合物2)
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
(涂层用组合物3)
·甲氧基聚乙二醇#1000甲基丙烯酸酯(产品名“M-230G”、新中村化学工业公司制造、单官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):0.2质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):70质量份
·环己酮:25质量份
<芯层用组合物>
按照为如下所示的组成的方式混配各成分,得到芯层用组合物1。
(芯层用组合物1)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯(电离射线聚合性低聚物、产品名“UV-3310B”、日本合成化学公司制造、重均分子量5000、二官能):40质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·紫外线吸收剂(产品名“TINUVIN400”、BASF Japan公司制造):3质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):60质量份
(芯层用组合物2)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯(电离射线聚合性低聚物、产品名“UA-4400”、新中村化学工业公司制造、重均分子量3000、二官能):40质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·紫外线吸收剂(产品名“TINUVIN400”、BASF Japan公司制造):3质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):60质量份
(芯层用组合物3)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯(产品名“UV-3310B”、日本合成化学公司制造、重均分子量5000、二官能):32质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):8质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·紫外线吸收剂(产品名“TINUVIN400”、BASF Japan公司制造):3质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):60质量份
(芯层用组合物4)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯(产品名“UV-3310B”、日本合成化学公司制造、重均分子量5000、二官能):32质量份
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):4质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·紫外线吸收剂(产品名“TINUVIN400”、BASF Japan公司制造):3质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):60质量份
(芯层用组合物5)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯(产品名“UV-3310B”、日本合成化学公司制造、重均分子量5000、二官能):40质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·紫外线吸收剂(产品名“TINUVIN479”、BASF Japan公司制造):3质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):60质量份
(芯层用组合物6)
·氨基甲酸酯丙烯酸酯(产品名“UV-3310B”、日本合成化学公司制造、重均分子量5000、二官能):40质量份
·聚酯丙烯酸酯(产品名“M7100”、东亚合成公司制造、多官能):4质量份
·硅烷偶联剂(产品名“A1597”、东京化成工业公司制造、反应性官能团:丙烯酰基、水解性基团:甲氧基):1质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·紫外线吸收剂(产品名“TINUVIN400”、BASF Japan公司制造):3质量份
·甲基异丁基酮(MIBK):60质量份
<硬涂层用组合物>
按照为如下所示的组成的方式混配各成分,得到硬涂层用组合物。
(硬涂层用组合物1)
·反应性异形二氧化硅(无机颗粒、产品名“ELCOM V8803”、日挥触媒化成公司制造):30质量份
·环氧乙烷改性双酚A二丙烯酸酯(产品名“BPE-20”、第一工业制药公司制造、二官能):56质量份
·氨基甲酸酯丙烯酸酯预聚物(产品名“UN-350”、根上工业公司制造、重均分子量12500、二官能):14质量份
·聚合引发剂(产品名“Irgacure 184”、BASF Japan公司制造):4质量份
·流平剂(产品名“F568”、DIC公司制造):0.1质量份(固体成分100%换算值)
·甲基异丁基酮(MIBK):150质量份
<实施例A1>
首先,准备作为防粘膜的厚度为100μm的进行了单面易粘接处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(产品名“Cosmoshine A4100”、东洋纺公司制造),在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的未处理侧面上涂布硬涂层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线从而使涂膜半固化。
在使硬涂层用组合物1的涂膜半固化后,在硬涂层用组合物1的涂膜上涂布上述芯层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为300mJ/cm2的方式照射紫外线从而使涂膜半固化。
在使芯层用组合物1的涂膜半固化后,在芯层用组合物1的涂膜上涂布上述粘接性提高层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为500mJ/cm2的方式照射紫外线,使全部涂膜完全固化,形成依次具备膜厚10μm的硬涂层、膜厚25μm的芯层和膜厚500nm的粘接性提高层的厚度为35.5μm的保护膜、以及由防粘膜和保护膜构成的层积体。保护膜的厚度如下所述:使用扫描型电子显微镜(SEM),拍摄保护膜的截面,在其截面的图像中测定20处保护膜的厚度,设定为该20处厚度的平均值。
接着,使层积体在2当量、温度55℃的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟,由此对层积体进行皂化处理。另一方面,使聚乙烯醇系膜吸附碘,然后,进行单轴拉伸使其取向,由此制作偏振元件,另外,在偏振元件的双面涂布聚乙烯醇系粘接剂(利用纯水将聚乙烯醇树脂(产品名“PVA-117”、KURARAY公司制造)稀释成固体成分5%后的聚乙烯醇水溶液)。
按照使偏振元件的一个面与保护膜的粘接性提高层相接、并且使偏振元件的另一个面与已进行皂化处理的厚度80μm的三乙酰纤维素基材(TAC基材)相接的方式,配置保护膜、偏振元件、TAC基材。在该状态下,在100℃干燥10分钟,得到保护膜与偏振元件以及TAC基材与偏振元件用聚乙烯醇系粘接剂贴合而成的偏振片。
最后,将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜从硬涂层的表面剥离,得到硬涂层的表面露出的偏振片。
<实施例A2>
在实施例A2中,代替粘接性提高层用组合物1而使用粘接性提高层用组合物2,除此以外与实施例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<实施例A3>
在实施例A3中,代替粘接性提高层用组合物1而使用粘接性提高层用组合物3,除此以外与实施例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<实施例A4>
在实施例A4中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物2,除此以外与实施例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<实施例A5>
在实施例A5中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物3,除此以外与实施例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<比较例A1>
在比较例A1中,不形成粘接性提高层,除此以外与实施例A1同样地得到保护膜和偏振片。需要说明的是,比较例A1的保护膜由硬涂层和芯层构成,在偏振片中,芯层和偏振元件通过聚乙烯醇系粘接剂贴合。
<比较例A2>
在比较例A2中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物2,除此以外与比较例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<比较例A3>
在比较例A3中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物3,除此以外与比较例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<比较例A4>
在比较例A4中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物4,除此以外与比较例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<比较例A5>
在比较例A5中,代替粘接性提高层用组合物1而使用涂层用组合物1,并且在芯层上代替粘接性提高层而形成了膜厚为500nm的涂层,除此以外与实施例1同样地得到保护膜和偏振片。
<比较例A6>
在比较例A6中,代替粘接性提高层用组合物1而使用涂层用组合物2,并且在芯层上代替粘接性提高层而形成了膜厚为500nm的涂层,除此以外与实施例A1同样地得到保护膜和偏振片。
<比较例A7>
在比较例A7中,准备厚度80μm的TAC基材(产品名“TD80UL M”、富士胶片公司制造),在TAC基材的一个面涂布硬涂层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线而使涂膜固化。由此,得到依次具备TAC基材和膜厚10μm的硬涂层的具有基材的保护膜。
接着,使保护膜在2当量、温度55℃的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟,由此对保护膜进行皂化处理。另一方面,使聚乙烯醇系膜吸附碘,然后,进行单轴拉伸使其取向,由此制作偏振元件,并且在偏振元件的双面上涂布聚乙烯醇系粘接剂(利用纯水将聚乙烯醇树脂(产品名“PVA-117”、KURARAY公司制)稀释成固体成分5%后的聚乙烯醇水溶液)。
按照使偏振元件的一个面与保护膜的TAC基材相接、并且使偏振元件的另一个面与已进行皂化处理的厚度80μm的其他TAC基材相接的方式,配置保护膜、偏振元件、TAC基材。在该状态下,于100℃干燥10分钟,得到保护膜与偏振元件以及TAC基材与偏振元件用聚乙烯醇系粘接剂贴合而成的偏振片。
<实施例B1>
首先,准备作为防粘膜的未处理的厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(产品名“Cosmoshine A4100”、东洋纺公司制造),在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的单面涂布硬涂层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为200mJ/cm2的方式照射紫外线从而使涂膜半固化。
在使硬涂层用组合物1的涂膜半固化后,在硬涂层用组合物1的涂膜上涂布上述芯层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为300mJ/cm2的方式照射紫外线从而使涂膜半固化。
在使芯层用组合物1的涂膜半固化后,在芯层用组合物1的涂膜上涂布上述析出抑制层用组合物1,形成涂膜。接着,对于所形成的涂膜,以0.5m/s的流速流通15秒50℃的干燥空气后,进一步以10m/s的流速流通30秒70℃的干燥空气使其干燥,由此使涂膜中的溶剂蒸发,按照累积光量为500mJ/cm2的方式照射紫外线,使全部涂膜完全固化,形成依次具备膜厚为10μm的硬涂层、膜厚为25μm的芯层和膜厚为500nm的析出抑制层的厚度为35.5μm的光学膜、以及由防粘膜和光学膜构成的层积体。
接着,使层积体在2当量、温度55℃的氢氧化钠水溶液中浸渍2分钟,由此对层积体进行皂化处理。另一方面,使聚乙烯醇系膜吸附碘,然后,进行单轴拉伸使其取向,由此,制作偏振元件,并且在偏振元件的双面涂布聚乙烯醇系粘接剂(利用纯水将聚乙烯醇树脂(产品名“PVA-117”、KURARAY公司制)稀释成固体成分5%后的聚乙烯醇水溶液)。
按照使偏振元件的一个面与光学膜的析出抑制层相接、并且使偏振元件的另一个面与厚度80μm的三乙酰纤维素基材(TAC基材)相接的方式,配置光学膜、偏振元件、TAC基材。在该状态下,于100℃干燥10分钟,得到光学膜与偏振元件以及TAC基材与偏振元件用聚乙烯醇系粘接剂贴合而成的偏振片。
最后,将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜从硬涂层的表面剥离,得到硬涂层的表面露出的偏振片。
<实施例B2>
在实施例B2中,代替析出抑制层用组合物1而使用析出抑制层用组合物2,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<实施例B3>
在实施例B3中,代替析出抑制层用组合物1而使用析出抑制层用组合物3,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<实施例B4>
在实施例B4中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物5,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B1>
在比较例B1中,不形成析出抑制层,除此以外与实施例1同样地得到光学膜和偏振片。需要说明的是,比较例B1的光学膜由硬涂层和芯层构成,在偏振片中,芯层和偏振元件通过聚乙烯醇系粘接剂贴合。
<比较例B2>
在比较例B2中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物5,除此以外与比较例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B3>
在比较例B3中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物6,除此以外与比较例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B4>
在比较例B4中,代替析出抑制层用组合物1而使用涂层用组合物1,在芯层上形成了膜厚为500nm的涂层,除此以外与实施例1同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B5>
在比较例B5中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物5,除此以外与比较例B4同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B6>
在比较例B6中,代替析出抑制层用组合物1而使用涂层用组合物3,在芯层上形成了膜厚为500nm的涂层,除此以外与实施例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B7>
在比较例B7中,代替芯层用组合物1而使用芯层用组合物5,除此以外与比较例B6同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B8>
在比较例B8中,代替未处理聚对苯二甲酸乙二醇酯膜而使用厚度80μm的三乙酸纤维素膜(产品名“TD80UL M”、富士胶片公司制造),并且不剥离三乙酸纤维素膜,除此以外与比较例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<比较例B9>
在比较例B9中,代替三乙酸纤维素膜而使用利用非硅氧烷系防粘剂进行了表面处理的厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(产品名“TN100”、东洋纺公司制造),除此以外与比较例B1同样地得到光学膜和偏振片。
<剥离试验>
对于实施例A1~A5、B1~B4和比较例A1~A6、B1~B9的偏振片,为了评价粘接性,进行180度剥离试验。具体而言,首先,利用寺冈制作所制造的双面胶带“751B”将偏振片的保护膜或光学膜侧的面粘贴于玻璃板,并使得偏振片从玻璃板突出。利用夹头抓住从玻璃板突出的偏振片,以180度的角度且300mm/分钟的速度进行拉伸试验,测定此时的粘接剂与粘接性提高层或光学膜的界面的剥离强度。将使行程量(拉伸长度)100mm~200mm之间进行平均化而得的强度设为剥离强度。需要说明的是,在比较例A7的偏振片中,未使用无基材的保护膜,因此不包括在剥离试验的对象中。
<拉伸断裂强度测定>
对于实施例A1~A5和比较例A1~A6的保护膜以及实施例B1~B4和比较例B1~B7、B9的光学膜,为了评价韧性,测定拉伸断裂强度。具体而言,依据JIS K7161-1:2014,使用Tensilon万能试验机,在宽度25mm、夹头间距离80mm下以300mm/分钟的试验速度将保护膜或光学膜拉伸,测定保护膜或光学膜断裂时施加于保护膜或光学膜的应力,将该应力作为拉伸断裂强度。需要说明的是,保护膜和光学膜的拉伸断裂强度是在将防粘膜剥离而为保护膜单独和光学膜单独的状态下测定的。另外,在比较例A7的保护膜中,未使用无基材的保护膜,因此不包括在拉伸断裂强度测定的对象中。拉伸断裂强度设定为测定3次而得到的值的算术平均值。
<雾度测定>
对于实施例A1~A5和比较例A1~A6的保护膜以及实施例B1~B4和比较例B1~B9的光学膜,在80℃、相对湿度90%的环境下放置24小时,进行耐湿热性试验,分别测定保护膜和光学膜的耐湿热性试验前后的雾度值(总雾度值)。雾度值依据JIS K7136:2000使用雾度计(产品名“HM-150”、村上色彩技术研究所制造)求出。另外,对于实施例B1~B4和比较例B1~B9的光学膜,求出耐湿热性试验后的光学膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的光学膜的雾度值之比。需要说明的是,耐热性试验在保护膜和光学膜上带有防粘膜的层积体的状态下进行,雾度测定时,将防粘膜从层积体剥离,在保护膜单独和光学膜单独的状态下测定雾度。另外,在比较例A7的保护膜中,未使用无基材的保护膜,因此不包括在雾度测定的对象中。雾度值设定为测定3次而得到的值的算术平均值。
<Ra、Rz、Rp测定>
在实施例A1~A5、B1~B4和比较例A1~A7、B9中得到的偏振片中的硬涂层的表面以及比较例B8的偏振片中的三乙酸纤维素膜的表面,利用原子力显微镜(产品名“WET-9400”、岛津制作所制造)在测定区域为1μm见方和5μm见方下分别观察表面形状,由所观察的表面形状的数据测定Ra、Rz、Rp。Ra、Rz和Rp的定义依据JIS B0601:2001。具体而言,首先,在各偏振片中,随机地选出3处至少目测没有异常的部位(没有大的异物或擦痕等的部位),切割成5mm见方,分别得到3个样品。另一方面,准备多个直径15mm和厚度1mm的平坦的圆形金属板,在各个金属板上粘贴日新EM株式会社制造的碳双面胶带。将1个样品按照样品的表面(光学膜或偏振膜的表面)为上侧的方式分别粘贴在上述胶带上。然后,为了使胶带与样品牢固地粘接,将带样品的金属板在干燥器中放置一晩。放置一晩后,将带样品的金属板利用磁铁固定在原子力显微镜(产品名“WET-9400”、岛津制作所制造)的测定台上,以轻敲模式,在测定区域为1μm见方和5μm见方,利用原子力显微镜观察表面形状。然后,根据观察的数据,使用原子力显微镜中内置的面解析软件,计算出Ra、Rz、Rp。需要说明的是,面解析时的纵向刻度设定为20nm。观察在室温下进行,使用NanoWorld公司制造的NCHR-20作为悬臂。另外,观察时,对1个样品随机地选择5处,对3个样品×5处(共15个点)分别观察表面形状。对于所得到的15个点的全部数据,使用原子力显微镜中内置的面解析软件计算出Ra、Rz、Rp,将15个点的算术平均值设定为各个样品的Ra、Rz、Rp。
<相对于水的接触角测定(1)>
在实施例A1~A5中得到的皂化处理后的保护膜中的粘接性提高层的表面、比较例A1~A4中得到的皂化处理后的保护膜中的芯层的表面、比较例A5、A6中得到的皂化处理后的保护膜中的涂层的表面、实施例B1~B4的光学膜中的皂化处理后的析出抑制层的表面、比较例B1~B3、B8、B9的光学膜中的皂化处理后的芯层的表面,依据JIS R3257:1999中记载的静滴法,利用显微镜式接触角计(产品名“CA-QI系列”、协和界面科学株式会社制造)测定25℃下的相对于水的接触角。相对于水的接触角设定为测定3次而得到的值的算术平均值。需要说明的是,在比较例A7的偏振片中,未使用无基材的保护膜,因此不包括在接触角测定的对象中。
<相对于水的接触角测定(2)>
对于实施例A1~A5、B1~B4和比较例A1~A7、B1~B7、B9中得到的偏振片中的硬涂层的表面以及比较例B8的偏振片的三乙酸纤维素膜,依据JIS R3257:1999中记载的静滴法,利用显微镜式接触角计(产品名“CA-QI系列”、协和界面科学株式会社制造)测定25℃下的相对于水的接触角。相对于水的接触角设定为测定3次而得到的值的算术平均值。
<外观评价>
利用原子力显微镜(产品名“WET-9400”、岛津制作所制造)观察实施例A1~A5和比较例A1~A7中得到的偏振片中的硬涂层的表面,进行评价。评价基准如下所述。
○:表面均匀且平坦。
×:在表面处确认到些许凹凸,或在表面处凹凸明显。
<铅笔硬度测定>
测定实施例A1~A5和比较例A1~A7中得到的偏振片中的硬涂层的表面的铅笔硬度。具体而言,将偏振片在温度25℃、相对湿度60%的条件下调湿2小时后,利用JIS S6006中规定的试验用铅笔,在偏振片中的硬涂层的表面进行JIS K5600-5-4:1999中规定的铅笔硬度试验。在铅笔硬度的测定时,一边对铅笔施加750g的负荷,一边以1mm/秒的速度使铅笔移动。铅笔硬度设定为在铅笔硬度试验中硬涂层的表面未产生划伤的最高硬度。需要说明的是,在铅笔硬度的测定时,使用硬度不同的多根铅笔来进行,每一根铅笔进行5次铅笔硬度试验,5次中4次以上在荧光灯下透过观察偏振片的表面时偏振片的表面未确认到划伤的情况下,判断为在该硬度的铅笔的情况下偏振片的表面没有划伤。
以下,将结果示于表1~表4。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
如表1所示,对于比较例A1~A3、A5的偏振片而言,保护膜与粘接剂的粘接性差,因此保护膜和偏振元件容易剥离。另外,对于比较例A4的偏振片而言,在涂层与芯层的界面处容易发生剥离,因此无法进行剥离强度的测定。与此相对,对于实施例A1~A5的偏振片而言,保护膜与粘接剂的粘接性良好,因此保护膜和偏振元件未发生剥离。由此确认到:若在芯层上形成粘接性提高层,则与粘接剂的粘接性提高。
另外,比较例A4的保护膜由于芯层过硬,因此拉伸断裂强度小。与此相对,实施例A1~A5的保护膜由于分成了芯层和粘接性提高层,因此芯层不会过硬,拉伸断裂强度大。由此确认到:通过在芯层上形成粘接性提高层,可得到具有优异的韧性的保护膜。
另外,对于实施例A1~A5的保护膜而言,与比较例A1~A3、A5的保护膜相比,耐湿热性试验后的雾度值低。认为这是因为:对于比较例A1~A3、A5的保护膜而言,因耐湿热性试验而分散于芯层的紫外线吸收剂在芯层的表面或涂层的表面析出,与此相对,对于实施例A1~A5的保护膜而言,在芯层上形成有粘接性提高层,因此,利用粘接性提高层抑制了紫外线吸收剂的析出。需要说明的是,采取了在比较例A1~A3、A5的保护膜的表面析出的物质,利用红外分光法进行分析,结果确认到该析出的物质为紫外线吸收剂。
如表3所示,对于比较例B1、B2、B4~B9的光学膜而言,耐湿热性试验后的光学膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的光学膜的雾度值之比超过10。认为这是因为,因耐湿热性试验而分散于芯层的紫外线吸收剂在芯层的表面或涂层的表面析出。需要说明的是,采取了在比较例B1、B2、B4~B9的光学膜的芯层的表面或涂层的表面析出的物质,利用红外分光法进行分析,结果确认到该物质为紫外线吸收剂。与此相对,对于实施例B1~B4的光学膜而言,在芯层上形成有析出抑制层,因此,耐湿热性试验后的光学膜的雾度值相对于耐湿热性试验前的光学膜的雾度值之比为10以下。因此确认到,在芯层上形成有析出抑制层的情况下,能够抑制紫外线吸收剂的析出。
另外,对于比较例B3的光学膜而言,由于芯层过硬,因此拉伸断裂强度小于30N/mm2。与此相对,对于实施例B1~B4的光学膜而言,分成了芯层和析出抑制层,因此芯层不会过硬,拉伸断裂强度为30N/mm2以上。由此确认到,通过在芯层上形成析出抑制层,可得到具有优异的韧性的光学膜。
另外,对于比较例B1、B2、B4~B9的偏振片而言,紫外线吸收剂在光学膜中的芯层的表面或涂层的表面析出,因此剥离强度低、与粘接剂的粘接性差。与此相对,对于实施例B1~B4的偏振片而言,通过析出抑制层抑制了紫外线吸收剂的析出,因此剥离强度高、与粘接剂的粘接性良好。
在上述实施例中,使用了聚乙烯醇系粘接剂作为粘接剂,但即便是在使用紫外线固化性粘接剂作为粘接剂的情况下,也得到了与上述实施例同样的结果。
符号说明
10、110…层积体
20…保护膜
20A、20B、120A、120B…表面
21、121…芯层
22…粘接性提高层
23、123…透光性功能层
30、130…防粘膜
40、140…偏振片
41、141…偏振元件
44、144…保护膜
50、150…图像显示装置
60…显示面板
61…显示元件
70…触控面板
120…光学膜
122…析出抑制层

Claims (20)

1.一种保护膜,其为在偏振片中使用的无基材的保护膜,其中,
所述保护膜具备:
包含由固化物构成的树脂的芯层;和
设置于所述芯层的一个面上的粘接性提高层,
所述粘接性提高层的表面形成所述保护膜的一个表面,并且所述保护膜的厚度小于40μm,
所述保护膜的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。
2.如权利要求1所述的保护膜,其中,皂化处理后的所述粘接性提高层的表面与水的接触角为80°以下。
3.如权利要求1所述的保护膜,其中,所述粘接性提高层为包含电离射线聚合性化合物与具有反应性官能团和水解性基团的硅烷偶联剂的固化性组合物的固化物。
4.如权利要求3所述的保护膜,其中,所述电离射线聚合性化合物为多官能电离射线聚合性化合物。
5.如权利要求3所述的保护膜,其中,所述反应性官能团为电离射线聚合性官能团。
6.如权利要求1所述的保护膜,其进一步具备在所述芯层的与所述一个面相反一侧的另一个面上设置的透光性功能层。
7.一种层积体,其具备:
权利要求1所述的保护膜;和
在所述保护膜的与所述一个表面相反一侧的另一个表面上设置的防粘膜。
8.一种偏振片,其具备:
权利要求1所述的保护膜;和
藉由粘接剂贴合于所述保护膜的所述粘接性提高层上的偏振元件。
9.一种图像显示装置,其为具备显示面板的图像显示装置,其中,
所述显示面板具备:显示元件;和相较于所述显示元件配置于更靠近观察者侧的权利要求1所述的保护膜或权利要求8所述的偏振片。
10.一种偏振片的制造方法,其具备下述工序:
按照粘接剂与权利要求7所述的层积体的所述粘接性提高层接触的方式,藉由所述粘接剂将所述层积体和偏振元件贴合的工序;和
在将所述层积体和所述偏振元件贴合后,将所述防粘膜从所述层积体剥离的工序。
11.如权利要求10所述的偏振片的制造方法,其进一步具备下述工序:在将所述层积体和所述偏振元件贴合前,对所述层积体实施皂化处理的工序。
12.一种光学膜,其为无基材的光学膜,其中,
所述光学膜具备:
包含由固化物构成的粘结剂树脂和分散于所述粘结剂树脂中的紫外线吸收剂的芯层;和
设置于所述芯层的一个面上、并且抑制所述紫外线吸收剂的析出的析出抑制层,
所述光学膜的厚度小于40μm,
所述光学膜的拉伸断裂强度为30N/mm2以上。
13.如权利要求12所述的光学膜,其中,所述析出抑制层包含由多官能电离射线聚合性化合物的固化物构成的树脂。
14.如权利要求13所述的光学膜,其中,所述析出抑制层进一步包含硅烷偶联剂。
15.如权利要求12所述的光学膜,其进一步具备在所述芯层的与所述一个面相反一侧的另一个面上设置的透光性功能层。
16.一种层积体,其具备:
权利要求12所述的光学膜;和
在所述光学膜的与析出抑制层侧的表面相反一侧的表面上设置的防粘膜。
17.一种偏振片,其具备:
权利要求12所述的光学膜;和
藉由粘接剂贴合于所述光学膜的所述析出抑制层上的偏振元件。
18.一种图像显示装置,其为具备显示面板的图像显示装置,其中,
所述显示面板具备:显示元件;和相较于所述显示元件配置于更靠近观察者侧的权利要求12所述的光学膜或权利要求17所述的偏振片。
19.一种偏振片的制造方法,其具备下述工序:
按照粘接剂与权利要求16所述的层积体的所述析出抑制层接触的方式,藉由所述粘接剂将所述层积体和偏振元件贴合的工序;和
在将所述层积体和所述偏振元件贴合后,将所述防粘膜剥离的工序。
20.如权利要求19所述的偏振片的制造方法,其进一步具备下述工序:在将所述层积体和所述偏振元件贴合前,对所述层积体实施皂化处理的工序。
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