CN109791240B - 偏振片和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种即使保护膜的厚度小,也具有与起偏镜的良好的粘接性的偏振片、以及含有该偏振片并且可以抑制光学不均匀的液晶显示装置。本发明的偏振片包括:含有聚乙烯醇类膜和吸附于所述膜上并发生了取向的二色性色素的起偏镜、设置于所述起偏镜的至少一个面上的保护膜、以及设置于所述起偏镜和所述保护膜之间的粘接剂层,其中,所述保护膜含有环烯烃类树脂和吸附水量为1质量%以上且小于2质量%的胶渗透促进剂X,从所述保护膜的设置有所述粘接剂层的表面起的0.5~3μm的区域中的所述胶渗透促进剂X相对于构成所述保护膜的所有原子的总原子数的存在率为0.1~10atom%,构成所述粘接剂层的粘接剂渗透到所述保护膜的内部,并且所述粘接剂的渗透深度D为0.5~3μm。

Description

偏振片和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及偏振片和液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置广泛用作电视、笔记本电脑、智能手机等的液晶显示器。液晶显示装置通常包括液晶单元以及夹持着液晶单元的一对偏振片;偏振片包括起偏镜和夹持着该起偏镜的一对保护膜。
作为保护膜,通常使用以纤维素酰化物作为主要成分的膜。具体而言,已经提出了下述叠层膜,该叠层膜包括:内层,其含有纤维素酰化物和第二无机粒子;一对最外层,其夹持着上述内层并且含有纤维素酰化物和第一无机微粒(例如专利文献1)。
然而,含有纤维素酰化物作为主要成分的膜存在耐湿性低的问题。因此,存在下述问题:就含有以纤维素酰化物作为主要成分的膜作为保护膜的偏振片而言,不能充分抑制高温高湿度环境下水分引起的起偏镜的劣化。因此,正在研究:使用以环烯烃类树脂作为主要成分的膜,来代替以纤维素酰化物为主要成分的膜。
与以纤维素酰化物作为主要成分的膜相比,以环烯烃类树脂作为主要成分的膜的疏水性更高,因此具有更高的耐湿性。通过水胶(PVA类粘接剂)或紫外线固化型粘接剂,来粘接以所述环烯烃类树脂作为主要成分的膜和起偏镜,由此可以得到起偏镜劣化程度低的偏振片。
然而,以环烯烃类树脂作为主要成分的膜的疏水性高,因此存在难以与水胶(PVA类粘接剂)或紫外线固化型粘接剂融合并且难以得到与起偏镜的粘接性这样的问题。
另一方面,提出了:通过在以环烯烃类树脂作为主要成分的膜上设置易粘接层,将该膜与起偏镜贴合而得到的偏振片(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-149325号公报
专利文献2:日本特开2006-171707号公报
发明内容具体实施方式
然而,在以环烯烃类树脂作为主要成分的膜上设置易粘接层而得到偏振片,具备所述偏振片的液晶显示装置存在于高温高湿环境下容易发生光学不均匀的问题。特别是当以环烯烃类树脂作为主要成分的膜的厚度小时,在高温高湿环境下明显易于发生光学不均匀。
虽然其原因尚不清楚,但推测如下。即,在以环烯烃类树脂作为主要成分的膜上进行涂布成形而得到易粘接层,但在涂层成形时容易发生涂布不均匀。特别是,厚度小的膜没有粘性,因此更容易发生涂布不均匀。结果,以易粘接层与以环烯烃类树脂作为主要成分的膜之间的粘接性容易产生不均匀,在粘接性弱的部分,外部空气中的水分容易进入起偏镜。结果,起偏镜由于水分而引起脱色和劣化,导致光学不均匀。
本发明是鉴于上述情况完成,其目的在于提供一种即使保护膜的厚度小,也具有与起偏镜的良好的粘接性的偏振片、以及含有该偏振片并且可以抑制光学不均匀的液晶显示装置。
解决问题的手段
[1]一种偏振片,其包括:
含有聚乙烯醇类膜和吸附于所述膜上并发生了取向的二色性色素的起偏镜、
设置于所述起偏镜的至少一个面上的保护膜、以及
设置于所述起偏镜和所述保护膜之间的粘接剂层,其中,
所述保护膜含有环烯烃类树脂和吸附水量为1质量%以上且小于2质量%的糊渗透促进剂X,
从所述保护膜的设置有所述粘接剂层的表面起的0.5~3μm的区域中的所述糊渗透促进剂X相对于构成所述保护膜的所有原子的总原子数的存在率为0.1~10atom%,
构成所述粘接剂层的粘接剂渗透到所述保护膜的内部,并且所述粘接剂的渗透深度D为0.5~3μm。
[2]根据[1]所述的偏振片,其中,
所述保护膜的所述区域中还包含聚合物Y,该聚合物Y具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团。
[3]根据[2]所述的偏振片,其中,
所述含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的ClogP值为0.5以上且6.0以下。
[4]根据[2]或[3]所述的偏振片,其中,
所述聚合物Y是由下述通式(I)表示的聚硅氧烷类化合物或由通式(II)或(III)表示的改性聚硅氧烷类化合物,
[化学式1]
Figure BDA0001997953100000031
通式(I)中的n为1以上的整数;
[化学式2]
Figure BDA0001997953100000032
通式(II)中,
R1表示烷基,
R2表示聚醚基团、聚酯基团或芳烷基,
m、x及y分别表示1以上的整数;
[化学式3]
Figure BDA0001997953100000033
通式(III)中,
R3表示聚醚基团、聚酯基团或芳烷基,
m表示1以上的整数。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的偏振片,其中,
所述糊渗透促进剂X是无机粒子。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的偏振片,其中,
所述糊渗透促进剂X相对于所述环烯烃类树脂的总质量的含量为0.1~2.5质量%。
[7]根据[2]所述的偏振片,其中,
所述糊渗透促进剂X的含量与所述聚合物Y的含量的质量比为所述聚合物Y/所述糊渗透促进剂X=0.1~2。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的偏振片,其中,
所述环烯烃类树脂在40℃·90%RH下的透湿度为10~350g/m2·天。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的偏振片,其中,
所述保护膜的厚度为10~30μm。
[10]一种液晶显示装置,其含有液晶单元和夹持液晶单元的一对偏振片,
所述一对偏振片中的至少一者是[1]~[9]中任一项所述的偏振片。
[11]根据[10]所述的液晶显示装置,其中,
[1]~[9]中任一项所述的偏振片所含有的保护膜与所述液晶单元相接触。
发明效果
根据本发明,可以提供:即使保护膜的厚度小,也具有与起偏镜的良好粘接性的偏振片、以及含有该偏振片并且可以抑制光学不均匀的液晶显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的起偏镜的结构的一个实例的示意图。
图2是表示本发明的液晶显示装置的基本结构的一个实例的示意图。
具体实施方式
本发明的发明人员已经发现,至少在包含以环烯烃类树脂作为主要成分的保护膜的设置有粘接剂层的表面的区域中,通过使其含有吸附水量在特定范围内的胶渗透促进剂X,即使不设置易粘接层,也可以得到与起偏镜的良好且均匀的粘接性。
虽然其原因尚不明确,但可推测为,吸附水量在特定范围内的胶渗透促进剂X,可以在不损害耐湿性的范围内提高保护膜的与水性粘接剂或紫外线固化粘接剂的亲和性,可以使粘接剂容易渗透到保护膜的表面层区域中。
此外,除了胶渗透促进剂X之外,通过进一步组合使用具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的聚合物Y,能够通过胶渗透促进剂X,使渗透到保护膜的表面层区域中的粘接剂成分容易以网络状扩散。结果,在以环烯烃类树脂作为主要成分的保护膜的厚度小的情况下,可以高度抑制容易发生的光学不均匀。基于上述发现,完成了本发明。
如上所述,专利文献1的保护膜是含有纤维素酰化物作为主要成分并且外层含有无机粒子的叠层膜。因此,就与“亲水性的纤维素酰化物”容易亲和并且易于抑制无机粒子凝聚的观点而言,专利文献1组合了“亲水性的无机粒子”。换而言之,树脂是“疏水性的环烯烃类树脂”的情况下,就容易与树脂亲和并且容易抑制无机粒子的凝聚的观点而言,其暗示了添加“疏水性的无机粒子”。
对此,就赋予粘接剂对“疏水性的环烯烃类树脂”的渗透性的观点而言,本发明组合了“亲水性的胶渗透促进剂X”。因此,本发明的构思和技术方案不同于专利文献1的构思和技术方案。
1.偏振片
本发明的偏振片包括起偏镜、设置于起偏镜的至少一面上的保护膜、以及设置于起偏镜和保护膜之间的粘接剂层。
图1是显示本发明的偏振片的一个实例的截面图。如图1所示,本发明的偏振片10包括:起偏镜11、夹持着该起偏镜11的保护膜13A和保护膜13B、设置于起偏镜11和保护膜13A之间的粘接剂层15A、设置于起偏镜11和保护膜13B之间的粘接剂层15B。并且,至少保护膜13A是含有胶渗透促进剂X的特定保护膜,因此,构成粘接剂层15A的粘接剂充分渗透到保护膜13A的表面层区域。
1-1.起偏镜11
起偏镜11是仅允许具有特定方向的偏振面的光通过的元件,其通常是聚乙烯醇类偏振膜。聚乙烯醇类偏振膜含有聚乙烯醇类膜、吸附于所述膜上并发生了取向的二色性色素。
聚乙烯醇类偏振膜可以是在单轴拉伸聚乙烯醇类膜之后,以二色性色素(包括碘)进行染色而得的膜;也可以是以二色性色素对聚乙烯醇类膜进行染色之后,单轴拉伸而得的膜。起偏镜11的吸收轴通常平行于最大拉伸方向。
例如,可以使用日本特开2003-248123号公报、日本特开2003-342322号公报等中所记载的乙烯单元含量为1~4mol%、聚合度为2000~4000、皂化度为99.0~99.99mol%的乙烯改性聚乙烯醇。其中,优选使用热水切割温度为66~73℃的乙烯改性聚乙烯醇膜。
起偏镜11的厚度优选为5~30μm,就减小偏振片的厚度的观点而言,更优选为5~25μm。
1-2.保护膜13A(特定的保护膜)
保护膜13A含有环烯烃类树脂、吸附水量为1质量%以上且小于2质量%的胶渗透促进剂X。
1-2-1.环烯烃类树脂
环烯烃类树脂是具有降冰片烯骨架的环烯烃单体(降冰片烯类单体)的聚合物、或者降冰片烯类单体与其它聚合性单体的共聚物。
降冰片烯类单体优选含有下述通式(A-1)所示的降冰片烯类单体。
[化学式4]
Figure BDA0001997953100000061
通式(A-1)中的R1表示氢原子、碳原子数为1~5的烃基或具有碳原子数为1~5的烷基的烷基甲硅烷基。其中,优选碳原子数为1~5的烃基,更优选碳原子数为1~3的烃基。
通式(A-1)中的R2表示选自羧基、羟基、烷氧基羰基、烯丙氧基羰基、氨基、酰胺基、氰基中的极性基团、或卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)。其中,优选极性基团,优选羧基、羟基、烷氧基羰基以及烯丙氧基羰基,就确保溶液成膜时的溶解性的观点而言,更优选烷氧基羰基以及烯丙氧基羰基。
通式(A-1)中的p表示0~2的整数。p优选为1或2。
通式(A-1)表示的降冰片烯类单体具有不对称结构。即,通式(A-1)表示的降冰片烯类单体的取代基R1和R2仅被分子的对称轴一侧的环构成碳原子取代,因此其分子对称性低。具有所述不对称结构的环烯烃单体中,即使主链在x方向上排列,侧链不仅朝着xy平面内,还朝着其他各方向排列,因此,仅Ro容易表达,Rt难以增大。
相对于构成环烯烃类树脂的所有降冰片烯类单体的总量,通式(A-1)所表示的降冰片烯类单体的含量比例如为50mol%以上,优选60mol%以上,更优选80mol%以上。含有一定量以上的通式(A-1)所表示单体的环烯烃类树脂,容易降低保护膜13A的Rt。
降冰片烯类单体,也可以根据需要进一步含有除了通式(A-1)表示的降冰片烯类单体以外的其他降冰片烯类单体。其他降冰片烯类单体的实例包括由下式(A-2)表示的降冰片烯类单体。
[化学式5]
Figure BDA0001997953100000071
通式(A-2)中的R3~R6独立地表示氢原子、碳原子数为1~30的烃基或极性基团。除非R3~R6全部为氢原子,否则不会出现R3和R4同时为氢原子或R5和R6同时为氢原子的情况。
碳原子数为1~30的烃基优选为碳原子数为1~10的烃基,更优选为碳原子数为1~5的烃基。碳原子数为1~30的烃基可以进一步具有含卤素原子、氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连接基团。作为该连接基团的实例包括羰基、亚氨基、醚键、甲硅烷基醚键、硫醚键等二价极性基团。碳原子数为1~30的烃基的实例包括甲基、乙基、丙基、丁基等。
作为极性基团的实例包括:羧基、羟基、烷氧基、烷氧基羰基、烯丙氧基羰基、氨基、酰胺基和氰基。其中,优选羧基、羟基、烷氧基羰基和烯丙氧基羰基,就确保溶液成膜时的溶解性的观点而言,优选烷氧基羰基和烯丙氧基羰基。
通式(A-2)中的p表示0~2的整数。p优选为1或2。
通式(A-1)表示的降冰片烯类单体的具体实例表示于示例性化合物15~34,通式(A-2)表示的降冰片烯类单体的具体实例表示于示例性化合物1~14。
[化学式6]
Figure BDA0001997953100000081
其他的降冰片烯类单体的具体实例包括:二环戊二烯、二氢二环戊二烯等。
可以与降冰片烯类单体共聚的聚合性单体的实例包括:可以与降冰片烯类单体开环共聚的聚合性单体、可以与降冰片烯类单体加成共聚的聚合性单体。
可开环共聚的聚合性单体的实例包括:环丁烯、环戊烯、环庚烯、环己烯、环辛烯、环戊二烯、环己二烯、环庚二烯以及环辛二烯等除降冰片烯类单体之外的环烯烃。
可加成共聚的聚合性单体的实例包括:含不饱和双键的化合物、乙烯类环烃单体、(甲基)丙烯酸酯。含不饱和双键的化合物是碳原子数为2~12(优选2~8)的烯烃类化合物,其实例包括乙烯、丙烯、丁烯。乙烯类环烃单体的实例包括:4-乙烯基环戊烯、2-甲基-4-异丙烯基环戊烯等乙烯基环戊烯类单体。(甲基)丙烯酸酯的实例包括:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯等碳原子数为1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。
相对于构成环烯烃类树脂的所有单体的总量,环烯烃类树脂中的降冰片烯类单体的含量比例如为50~100mol%,优选60~100mol%。
环状烯烃类树脂,如上所述,是将降冰片烯类单体进行聚合或共聚而得的聚合物,优选为将通式(A-1)或(A-2)所表示的降冰片烯类单体进行聚合或共聚而得的聚合物,其实例包括以下内容。
(1)降冰片烯类单体的开环聚合物
(2)降冰片烯类单体和可与其开环共聚的聚合性单体形成的开环共聚物
(3)上述(1)或(2)的开环(共)聚合物的氢化产物
(4)上述(1)或(2)的开环(共)聚合物通过Friedel-Crafts反应进行环化之后,氢化而成的(共)聚合物
(5)降冰片烯类单体和含不饱和双键的化合物形成的加成共聚物
(6)降冰片烯类单体与乙烯类环烃单体形成的加成共聚物以及其氢化产物(7)降冰片烯类单体和(甲基)丙烯酸酯形成的加成共聚物
其中,优选(1)~(3),更优选(3)。即,就可以提高得到的环烯烃类树脂的玻璃化转变温度并且提高透光率的观点而言,环烯烃类树脂优选含有下述通式(B-1)所示的结构单元和下述通式(B-2)所示的结构单元中任一者。通式(B-1)所示的结构单元是上述通式(A-1)所示的降冰片烯类单体的开环产物衍生而成的结构单元,通式(B-2)所示的结构单元是上述通式(A-2)所表示的降冰片烯类单体的开环产物衍生而成的结构单元。
[化学式7]
Figure BDA0001997953100000101
通式(B-1)中的X为-CH=CH-或-CH2CH2-。
通式(B-1)中的R1~R4和p分别与通式(A-1)中的R1~R4以及p同义。
[化学式8]
Figure BDA0001997953100000102
通式(B-2)中的X为-CH=CH-或-CH2CH2-。
通式(B-2)中的R5~R6和p分别与通式(A-2)的R5~R6和p同义。
环烯烃类树脂都可通过公知方法得到,例如,可以通过日本特开2008-107534号公报、日本特开2005-227606号公报以及日本特开44466272号公报所记载的方法而得。例如,就(3)的聚合物而言,在将单体溶液聚合之后,将所得到的开环聚合物的主链的双键进行氢化。在氢化后得到的聚合物中,除去催化剂(除催化剂),进而减压干燥除去溶剂(除溶剂),得到(3)的聚合物。
环烯烃类树脂的特性粘度[η]inh优选为0.2~5cm3/g,更优选为0.3~3cm3/g,进一步优选为0.4~1.5cm3/g。
环烯烃类树脂的数均分子量Mn优选为8000~100000,更优选10000~80000,进一步优选12000~50000。环烯烃类树脂的重均分子量Mw优选为20000~300000,更优选为30000~250000,还更优选为40000~200000。环烯烃类树脂的数均分子量Mn和重均分子量Mw可通过与上述相同的方法进行测定。
环烯烃类树脂在40℃·90%RH下的透湿度(环烯烃类树脂构成的厚度为20μm的膜在40℃·90%RH下的透湿度)例如为10~500g/m2·天。环烯烃类树脂在40℃·90%RH下的透湿度为10g/m2·天以上时,保护膜13A中包含的水分容易适当下降,因此容易抑制起偏镜的劣化,当其为500g/m2·天以下时,容易抑制渗透水分所引起的起偏镜的劣化。环烯烃类树脂在40℃·90%RH下的透湿度更优选为10~350g/m2·天。
环烯烃类树脂在40℃·90%RH下的透湿度可以通过下述方式求得:通过溶液浇铸制备环烯烃类树脂构成的厚度为20μm的膜,根据JIS Z0208的方法(杯法),测定所得膜的在40℃·90%RH下的透湿度。
相对于保护膜13A的总质量,保护膜13A中的环烯烃类树脂的含量可以为50质量%以上,优选为70质量%以上。
1-2-2.胶渗透促进剂X
出于使构成粘接剂层15A的粘接剂容易渗透到保护膜13中这一目的,可以添加胶渗透促进剂X。
胶渗透促进剂X优选为吸附水量为1.0质量%以上且小于2.0质量%的微粒。当吸附水量为1.0质量%以上时,可以赋予保护膜13A的表面层区域以适度的亲水性,从而容易使水性粘接剂等渗透到保护膜13内部。当吸附水量小于2.0质量%时,保护膜13A的表面层区域的亲水性不会变得太高,不易损害耐湿性,因此容易抑制高温高湿环境下由保护膜13A的吸湿而引起的起偏镜的劣化。
胶渗透促进剂X的吸附水量可通过以下工序进行测定。
(1)将偏振片10浸入常温的水中,剥离保护膜13A之后,将所得的保护膜13A溶解在良溶剂(二氯甲烷等)中,通过离心分离器来分离胶渗透促进剂X。
(2)使用高精度蒸汽吸附量测定装置BELSORP-aqua3(日本Bell株式会社制造)来测定分离得到的胶渗透促进剂X的吸附水量。就高精度蒸汽吸附量测定装置BELSORP-aqua3而言,在仅存在目标气体(本发明中是水)的条件下,使其达到固气平衡,并且测定此时固体质量和蒸气压。具体的测定条件和流程与后述的实施例相同。
可以通过微粒的材质、平均粒径以及比表面积等来调整吸附水量。为增加吸附水量,例如,将微粒的材质设为与水具有高亲和力的材质(例如二氧化硅)、减小平均粒径、或者增大比表面积。
吸附水量在上述范围内的胶渗透促进剂X可以是有机微粒,也可以是无机微粒。
有机微粒的实例包括丙烯酸类微粒。市售的有机微粒的实例包括Epostar MX系列(日本催化剂株式会社制造)。
无机微粒的实例包括:二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化钴(CoO)、氧化铁(Fe2O3)以及氧化钇(Y2O3)等微粒。市售的无机微粒的粒子包括:NanoTek SiO2、NanoTek Al2O3。其中,就亲水性高的粘接剂、与二氧化硅微粒表面的羟基(OH基团)或硅氧烷键中含有的氧原子(Si-O-Si、O=Si=O)等高极性部分相互作用的观点而言,优选为二氧化硅(SiO2)的微粒。
有机微粒或无机微粒的平均一次粒径优选为5~50nm。平均一次粒径为5nm以上时,容易适度提高吸附水量,平均一次粒径为50nm以下时,容易抑制雾度的增加。有机微粒或无机微粒的平均一次粒径更优选为5~30nm。
保护膜13A中的有机微粒或无机微粒的平均一次粒径可通过以下方法测定。
即,用切片机(Leica公司制造的EM UC6)来切割偏振片,通过扫描电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope),以适当的倍率来拍摄保护膜13A的膜截面。然后,测定包含在断层切割照片中的100个粒子的一次粒径,并将其平均值作为平均一次粒径。一次粒径是指,粒子的截面为圆形时的直径,或者在除圆形之外的情况下,计算出面积并且将其换算成圆形时得到的直径。作为扫描电子显微镜(SEM),可以使用JSM-6060LA(JEOL:日本电子株式会社)。
有机微粒或无机微粒的比表面积优选为10~400m2/g。比表面积为10m2/g以上时,容易适度增加吸附水量,当其为400m2/g以下时,吸附水量不会过多,因此保护膜13A的耐湿性不易受损。有机微粒或无机微粒的比表面积更优选为20~200m2/g,进一步优选为30~150m2/g。有机微粒或无机微粒的比表面积可通过BET法测定。
胶渗透促进剂X包含于下述区域中即可:至少包含保护膜13A的厚度方向上的设置有粘接剂层15A的表面的区域,优选为从设置有粘接剂层15A的表面起算的0.5~3.0μm的区域R。换而言之,只要胶渗透促进剂X包含于区域R,胶渗透促进剂X就可以在保护膜13A的厚度方向上均匀分散,也可以仅分散于包含设置有粘接剂层的表面的表面层区域。
相对于构成保护膜13A的所有原子的原子数,区域R中的胶渗透促进剂X的存在率优选为0.1~10atom%。区域R中的渗透增强剂X的存在率在0.1atom%以上时,可以适当提高保护膜13A的表面层区域的亲水性,使得粘接剂容易渗透,区域R中的渗透增强剂X的存在率在10atom%以下,保护膜13A的表面层区域的亲水性不会过度提高,不易损害耐湿性。相对于构成保护膜13A的所有原子的原子数,区域R中的胶渗透促进剂X的存在率更优选为0.1~5.0atom%。
胶渗透促进剂X的存在率可以通过下述方式来确定:通过X射线光电子能谱(XPS)对保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面进行元素分析,并且测定胶渗透促进剂X特有的特定原子(例如Si原子)的浓度。
胶渗透促进剂X特有的特定原子的浓度以下述方式来表示:将通过XPS测定构成保护膜13A的所有原子的原子数的定量值的总和设为100atom%时,特定原子的原子数的比例。XPS的测定条件与下述实施例相同。
需要说明的是,保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面,例如以与上述相同的方式,从偏振片剥离保护膜13A而得到。
用于XPS测定的装置没有特别限制,例如,可以使用由ULVAC-PHI公司制造的型号“QUANTERASXM”。
就保护膜13A中的胶渗透促进剂X的含量而言,可以进行设定并且使得区域R中的胶渗透促进剂X的存在率在上述范围内,例如,使胶渗透促进剂X相对于环烯烃的总质量的含量为0.1~5重量%。胶渗透促进剂X的含量为0.1质量%以上时,容易促进粘接剂渗透到保护膜13A的表面层区域中,其为5质量%以下时,容易抑制保护膜13A的雾度增加。保护膜13A中的胶渗透促进剂X相对于环烯烃类树脂的总质量的含量更优选为0.1~2.5质量%。
1-2-3.其他成分
保护膜13A还可以根据需要含有除上述成分之外的其他成分。其他成分的实例包括:具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的聚合物Y、紫外线吸收剂以及抗氧化剂等。
1-2-3-1.聚合物Y.
聚合物Y是具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的聚合物。
聚合物Y中含有的含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的ClogP值优选为0.5以上且6.0以下。这些基团的ClogP值为0.5以上时,由于亲水性不太高,因此保护膜13A的耐湿性不易受损,当其为6以下时,由于表现出适度的亲水性,因此易于促进渗透。
ClogP值是通过计算1-辛醇和水的分配系数P的常用对数logP而求出的值。在本发明中,就用于计算ClogP值的方法或软件而言,使用富士通株式会社制造的计算化学集成平台SCIGRESS。
ClogP值的规定对象“含聚硅氧烷的基团”是指,下述通式(I)~(III)所表示的聚硅氧烷类化合物中的由-[-SiR2-O]-重复单元构成的部分,或者是指,含有下述通式(1)表示的单体衍生而成的结构单元的聚合物中的由L表示的含聚硅氧烷的基团。ClogP值的规定对象“含氟代亚烷基的基团”是指,含有下述通式(1)所表示的单体衍生而成的结构单元的聚合物中的由L表示的含氟化代亚烷基的基团。
含聚硅氧烷的基团和含氟代亚烷基的基团可以存在于聚合物Y的分子主链中,也可以存在于分子侧链中。
在分子主链中具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的聚合物Y的实例包括:聚硅氧烷类化合物、改性聚硅氧烷类化合物的改性产物(改性聚硅氧烷类化合物)、在分子末端具有含聚硅氧烷的基团的丙烯酸聚合物等。
聚硅氧烷化合物是具有硅氧烷键的线性聚合物,其实例包括:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等具有水解性甲硅烷基的硅烷化合物的部分水解产物。
其中,聚硅氧烷类化合物优选为下述通式(I)表示的化合物。
[化学式9]
Figure BDA0001997953100000141
在通式(I)中,n是重复数,并且是1以上的整数。
改性聚硅氧烷类化合物可以是上述聚硅氧烷类化合物的侧链或末端被非反应性有机基团或反应性有机基团取代而得的化合物。非反应性有机基团的实例包括:聚醚基团、芳烷基、长链烷基、苯基和聚酯基团。反应性有机基团的实例包括:氨基、环氧基、脂环式环氧基、巯基、羧基、(甲基)丙烯酰基。通过将上述基团取代于(改性)聚硅氧烷类化合物的侧链或末端,由此可以调节含聚硅氧烷的基团的ClogP值。
其中,改性聚硅氧烷化合物优选为通式(I)中的n或改性部位的类型发生了变化而成的化合物。这些实例包括由下述通式(II)表示的化合物;或者由下述通式(III)表示的化合物。
[化学式10]
Figure BDA0001997953100000151
通式(II)中的R1为烷基(例如甲基、乙基等)。
通式(II)中的m为1以上的整数。R2为聚醚基、聚酯基或芳烷基。
通式(II)中的x是含有R1的结构单元的重复数,并且是1以上的整数。y是含有R2的结构单元的重复数,并且是1以上的整数。
具有通式(II)表示的结构的化合物,是包含含有R1的结构单元和含有R2的结构单元的共聚物,这些结构单元可以以任意顺序键合,例如,其可以是嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物中的任一种,更优选为嵌段共聚物或接枝共聚物。例如,具有通式(II)表示的结构的化合物的实例包括:含有R2的结构单元、含有R1的结构单元、含有R2的结构单元依次键合而成的聚合物。
[化学式11]
Figure BDA0001997953100000152
通式(III)中的R3和m分别与通式(II)中的R2和m同义。
具有通式(II)或通式(III)表示的结构的化合物的实例包括:烷基改性的聚二甲基硅氧烷、羧基改性的聚二甲基硅氧烷、氨基改性的聚二甲基硅氧烷、环氧改性的聚二甲基硅氧烷、氟改性的聚二甲基硅氧烷、(甲基)丙烯酸酯改性的聚二甲基硅氧烷等。
除了上述以外的聚硅氧烷类化合物或改性聚硅氧烷类化合物的实例包括:共荣社化学株式会社制造的GL系列(GL-01、GL-02R、GL-03、GL-04R)、KL系列(KL401、KL402、KL403、KL404、见下述通式(X));日信化学工业株式会社制造的SILFACE SAG002、SILFACE SAG005、SILFACE SAG008、SILFACE SAG503A;信越化学工业株式会社制造的FA-600、KC-89S、KR-500、KR-516、X-40-9296、KR-513、X-22-161A、X-22-162C、X-22-163、X-22-163A、X-22-164、X-22-164A、X-22-173BX、X-22-174ASX、X-22-176DX、X-22-343、X-22-2046、X-22-2445、X-22-3939A、X-22-4039、X-22-4015、X-22-4272、X-22-4741、X-22-4952、X-22-6266、KF-50-100cs、KF-96L-1cs、KF-101、KF-102、KF-105、KF-351、KF-352、KF-353、KF-354L、KF-355A、KF-393、KF-615A、F-618、KF-857、KF-859、KF-860、KF-862、KF-877、KF-889、KF-945、KF-1001、KF-1002、KF-1005、KF-2012、KF-2201、X-22-2404、X-22-2426、X-22-3710、KF-6004、KF-6011、KF-6015、KF-6123、KF-8001、KF-8010、KF-8012、X-22-9002;Toray Dow Corning株式会社制造的DOW CORNING 100F ADDITIVE、DOW CORNING 3037INTERMEDIATE、DOWCORNING 56ADDITIVE、DOW CORNING TORAY Z-6094、DOW CORNING TORAY FZ-2104、DOWCORNING TORAY AY42-119、DOW CORNING TORAY FZ-2222。
[化学式12]
Figure BDA0001997953100000161
在分子末端具有含聚硅氧烷的基团的丙烯酸聚合物的实例包括:日本特开2015-168719号公报所记载的聚合性树脂。
在分子侧链上具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的聚合物Y的实例包括:具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的(甲基)丙烯酸酯单体的均聚物、或者上述单体与可与其发生共聚的单体形成的共聚物。该均聚物或共聚物包含下述通式(1)表示的单体衍生而成的结构单元。
[化学式13]
Figure BDA0001997953100000162
通式(1)中的R表示氢原子或甲基。
通式(1)中的L为含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团。
由L表示的含聚硅氧烷的基团是由下述通式(2)表示的基团。
[化学式14]
Figure BDA0001997953100000171
通式(2)中的M为碳原子或硅原子。
通式(2)中的R1~R6分别为氢原子、碳原子数为1~3的烷基或氟原子。A是氢原子,可以被取代的碳原子数为1~3的烷基、氟原子或聚合性基团。聚合性基团的实例包括(甲基)丙烯酰基。
通式(2)中的m为1以上的整数,优选为4~15。
通式(1)中的L为含聚硅氧烷的基团的单体的实例包括:SILAPLANE FM-0711、SILAPLANE FM-0721、SILAPLANE FM-0725(以上为Chisso株式会社的产品名称;SILAPLANE是Chisso株式会社的注册商标)、X-22-174DX、X-22-2426、X-22-2475(以上为信越化学工业株式会社的产品名称)等含聚硅氧烷的(甲基)丙烯酸酯类、以及下述式(1)’表示的化合物。
[化学式15]
Figure BDA0001997953100000172
由L表示的含氟代亚烷基的基团由-OR7或-NR8R9表示。
-OR7中的R7是可具有取代基的含氟代亚烷基的烷基。
可具有取代基的含氟代亚烷基的烷基是可具有取代基的碳原子数为1~20的含氟代亚烷基的烷基。氟化亚烷基部分是,亚烷基部分的至少一部分氢原子被氟原子取代而成的部分。含氟代亚烷基的烷基,可以是氟化烷基;也可以是通过键合位点如-NHCO-、-O-、-NRSO2-等而键合有氟化烷基的烷基。
可具有取代基的含氟代亚烷基的基团中的“取代基”的实例包括羟基。
-NR8R9中的R8和R9分别为可具有取代基的含氟代亚烷基的烷基或可具有取代基(除氟原子以外的基团)的烷基。但是R8和R9中的至少一者是可具有取代基的含氟代亚烷基的基团。
可具有取代基的含氟代亚烷基的烷基与上述可具有取代基的含氟代亚烷基的烷基同义。可具有取代基(除氟原子以外的基团)的烷基是可具有取代基的碳原子数为1~10的烷基。
通式(1)中的L为含氟代烷基的基团的单体的实例包括以下单体。
[化学式16]
Figure BDA0001997953100000181
[化学式17]
Figure BDA0001997953100000191
可与通式(1)表示的单体共聚的其它单体的实例包括:(甲基)丙烯酸C1~20烷基酯类(例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异癸酯等);含羟基的(甲基)丙烯酸烷基酯类(例如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、将ε-己内酯加成到具有羟基的(甲基)丙烯酸酯上而得的单体(例如Placcel FM系列)等);封端的含异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯类(例如,将乙醇、异丙醇、己内酰胺、MEK-肟、二甲基吡唑、丙二酸二乙酯等作为封端剂,与2-异氰酸根合乙基(甲基)丙烯酸酯反应而得的物质);(甲基)丙烯酸脂环式烷基酯类((甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、三环[5.2.1.0 2,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、三环[5.2.1.0 2,6]癸烷-8-基羟乙基(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯等);(甲基)丙烯酰胺类(例如二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、双丙酮丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺叔丁基磺酸、(甲基)丙烯酰胺叔丁基磺酸有机盐、(甲基)丙烯酰胺叔丁基磺酸无机盐等);含羟基的(甲基)丙烯酰胺类(例如N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等);含乙烯基的化合物(例如N-乙烯基吡咯烷酮、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚等)。
含有由通式(1)表示的单体衍生而成的结构单元的聚合物中,由通式(1)表示的单体衍生而成的结构单元相对于构成该聚合物的全部结构单元的总量的含量比例优选为30质量%以上。当所述含量比例为30质量%以上时,聚合物中含聚硅氧烷的基团与含氟代亚烷基的基团的含量比例增加,因此,渗透到保护膜13A的表面层区域中的粘接剂更容易扩散。
包含通式(1)表示的单体衍生的结构单元的聚合物可以通过下述方式得到:例如将通式(1)表示的单体或通式(1)表示的单体和其他单体,在溶剂中、自由基聚合引发剂以及根据需要的链转移剂的存在下,进行自由基共聚。
聚合物Y的重均分子量优选为1500~50000。聚合物Y的重均分子量为1500以上时,由于分子链具有合适的长度,因此容易形成该聚合物的分子连接在胶渗透促进剂间而成的网络,并且渗透到保护膜13A表面区域的粘接剂容易扩散。聚合物Y的重均分子量为50000以下时,不易损害与环烯烃类树脂的相容性,雾度不易增加。聚合物Y的重均分子量优选为2500~20000。
区域R中的聚合物Y相对于构成保护膜13A的所有原子的总原子数的存在率例如为0.5~20.0atom%,优选为1.0~15.0atom%。
就区域R中聚合物Y的存在率的测定而言,可以通过与上述区域R的胶渗透促进剂X的存在率相同的方式进行确认。需要说明的是,使用SiO2粒子作为添加剂1并且使用含聚硅氧烷骨架的聚合物作为添加剂2时,任一者的Si原子都是特定原子。在这种情况下,通过2p电子的结合能可以判断检测的Si原子来自胶渗透促进剂X和聚合物Y中的哪一者。
胶渗透促进剂X和聚合物Y的含量质量比(聚合物Y/胶渗透促进剂X)优选为0.1~2。所述含量质量比为0.1以上时,聚合物Y的含量质量比在一定值以上,因此渗透的粘接剂容易扩散,所述含量质量比为2以下时,胶渗透促进剂X的含量质量比在一定值以上,因此,容易渗透粘接剂。
保护膜13A中的聚合物Y相对于环烯烃类树脂的总质量的含量优选为例如0.1~2质量%。聚合物Y的含量为2质量%以下时,容易抑制雾度的增加。保护膜13A中的聚合物Y相对于环烯烃类树脂的总质量的含量更优选为0.1~1质量%。
1-2-3-2.紫外线吸收剂
出于改善保护膜13A的耐候性的目的,可以添加紫外线吸收剂。这种紫外线吸收剂的实例包括:苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂、三嗪类紫外线吸收剂。
苯并三唑类紫外线吸收剂的实例包括:5-氯-2-(3,5-二仲丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、(2-2H-苯并三唑-2-基)-6-(直链和侧链十二烷基)-4-甲基苯酚。苯并三唑类紫外线吸收剂的市售产品的实例包括:TINUVIN 109、TINUVIN 171、TINUVIN 234、TINUVIN326、TINUVIN 327、TINUVIN 328、TINUVIN 928等TINUVIN系列,这些都是BASF公司制造的市售品。
二苯甲酮类紫外线吸收剂的实例包括:2-羟基-4-苄氧基二苯甲酮、2,4-苄氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基甲烷)等。
水杨酸酯类紫外线吸收剂的实例包括:水杨酸苯酯、水杨酸对叔丁酯等。
氰基丙烯酸酯类紫外线吸收剂的实例包括:2’-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、乙基-2-氰基-3-(3’,4’-亚甲二氧基苯基)丙烯酸酯等。
三嗪类紫外线吸收剂的实例包括:2-(2’-羟基-4’-己氧基苯基)-4,6-二苯基三嗪等。三嗪类紫外线吸收剂市售品的实例包括TINUVIN 477。
其中,就不易因拉伸而显示相位差并且具有良好的紫外线吸收性能的观点而言,优选苯并三唑类紫外线吸收剂和二苯甲酮类紫外线吸收剂,更优选苯并三唑类紫外线吸收剂。
紫外线吸收剂相对于环烯烃类树脂的总质量的含量优选为0.1~10质量%。紫外线吸收剂的含量为0.1质量%以上时,保护膜13A的耐候性容易充分提高,紫外线吸收剂的含量为10质量%以下时,不易损害所得的保护膜13A的透明性。紫外线吸收剂相对于环烯烃类树脂的总质量的含量更优选为0.5~10质量%。
1-2-3-3.抗氧化剂
出于抑制高温高湿环境下放置的液晶显示装置中所含的保护膜13A的劣化的目的,添加抗氧化剂。具体而言,出于抑制或者延缓保护膜13A中残存溶剂量的卤素或磷酸类增塑剂的磷酸等引起的树脂分解的目的,添加抗氧化剂。
作为抗氧化剂,优选使用受阻酚类化合物,其实例包括:2,6-二叔丁基对甲酚、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双-(正辛基硫代)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2,2-硫代二乙烯基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯丙酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯等。其中,优选2,6-二叔丁基对甲酚、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]。
抗氧化剂相对于环烯烃类树脂的总质量的含量优选为1质量ppm~1.0质量%。
1-2-4.膜物性
(相位差Ro和Rt)
就在550nm的测定波长、23℃55%RH的环境下测定的保护膜13A的面内方向上的相位差Ro和厚度方向上的相位差Rth而言,从用作IPS方式、VA方式的液晶显示装置中的相位差膜或有机EL显示装置的λ/4膜等的观点出发,优选为0nm≤Ro≤300nm且-200nm≤Rth≤200nm,更优选为0nm≤Ro≤200nm且-10nm≤Rth≤200nm。
保护膜13A的Ro和Rt由下式定义。
式(1a):Ro=(nx-ny)×d
式(1b):Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
在式中,
nx是在膜的面内方向上折射率最大的x方向(面内慢轴方向)上的折射率,
ny是在膜的面内方向上与所述x方向(面内慢轴方向)正交的y方向上的折射率,
nz是膜厚度方向上的折射率,
d是膜的膜厚(nm)。
保护膜13A的Ro和Rt可以通过以下方法测定。
(1)将保护膜13A在23℃55%RH的环境下进行湿度调节24小时。
(2)使用Axometorics公司制造的自动双折射仪Axoscan,在23℃55%RH的环境下,分别测定在550nm的测定波长下经过了湿度调节的保护膜13A的延迟Ro和Rt。
保护膜13A的相位差Ro和Rt主要可以通过拉伸倍率来进行调节。为了降低保护膜13A的相位差Ro和Rt,优选降低拉伸倍率。
(雾度)
保护膜13A的雾度优选为0.01~2.0。保护膜13A的雾度为2.0以下时,可以提高液晶显示装置的显示图像的对比度。保护膜13A的雾度更优选为0.01~1.0。保护膜13A的雾度可以用雾度计(型号NDH 2000、日本电色株式会社制造)测定。
保护膜13A的雾度主要可以通过胶渗透促进剂X或聚合物Y的含量来调节。为降低保护膜13A的雾度,例如优选将胶渗透促进剂X或聚合物Y的含量设定在一定水平以下。
(厚度)
保护膜13A的厚度可以是例如5~100μm,优选5~60μm,更优选10~30μm。
就偏振片的薄化和生产效率等观点而言,保护膜13A优选为单层膜。
1-2-5.保护膜13A的制备方法
保护膜13A可以通过任意方法制备,例如,可以通过溶液浇铸制膜法进行制备。即,保护膜13A通过以下方式得到:(1)得到至少含有所述环烯烃类树脂、胶渗透促进剂X以及溶剂的涂料的工序;(2)将得到的涂料浇铸到金属支撑体上,干燥并剥离,以得到膜状物的工序;以及(3)将所得到的膜状物进行拉伸的工序。
关于工序(1)
用于涂料的溶剂优选含有能够溶解所述环烯烃类树脂和其他成分的有机溶剂(良溶剂)。这种良溶剂的实例包括:二氯甲烷(Methylene chloride)等氯类有机溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃等非氯类有机溶剂。其中,优选二氯甲烷(Methylenechloride)。
用于涂料的溶剂可进一步含有不良溶剂。不良溶剂的实例包括:碳原子数为1~4的直链或支链脂肪醇。涂料中醇的比例高时,膜状物易于凝胶化并且容易从金属支撑体上剥离。
作为碳原子数1~4的直链或支链脂肪醇,可提及:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇。其中,出于涂料的稳定性、相对低的沸点、良好的干燥性等观点出发,优选乙醇。
关于工序(2)
将得到的涂料浇铸在金属支撑体上。可以通过从浇铸模中排出来进行涂料的浇铸。
然后,将浇铸在金属支撑体上的涂料中的溶剂蒸发并使其干燥。将干燥的涂料从金属支撑体上剥离,以得到膜状物。就容易降低所得到的保护膜13A的相位差Ro和Rt的观点而言,从金属支撑体剥离时的涂料的残留溶剂量(剥离时的残留溶剂量S0)优选为50~120质量%。剥离时的残留溶剂量S0为50质量%以上时,在干燥或拉伸过程中热塑性树脂容易流动并且容易降低取向,因此可以容易地减少所得保护膜13A的Ro或Rt。剥离时的残留溶剂量S0为120质量%以下时,剥离涂料所需的力不会过度增加,从而容易抑制涂料的破裂。
涂料的残留溶剂量由下式定义。这也适用于以下内容。
涂料的残留溶剂量(质量%)=(涂料加热处理前的质量—涂料加热处理后的质量)/涂料加热处理后的质量×100
需要说明的是,在测定残留溶剂量时的加热处理是指在120℃下加热处理60分钟。
关于工序(3)
将得到的膜状物在干燥的同时进行拉伸。拉伸可以至少在一个方向上进行。拉伸方向可以是膜状物的纵向(MD方向)、垂直于膜状物纵向的横向(TD方向)、以及相对于膜的纵向倾斜的方向。
拉伸倍率根据所需的光学性能进行设定,就使保护膜13A起到λ/4膜或VA用的相位差膜的作用的观点而言,例如可以设定为1.31~5.0倍。就使其用作IPS用的延迟膜的观点而言,例如可以设定为1.01~1.3倍。拉伸倍率的定义为:(拉伸后的膜的拉伸方向尺寸)/(拉伸前的膜的拉伸方向尺寸)。在本发明中,优选拉伸保护膜13A。尽管其原因尚不清楚,但是可以推测为:在拉伸时,胶渗透促进剂的周围容易形成微小间隙(裂纹),其成为粘接剂的通道,相比于未拉伸的状态,粘接剂更容易渗透。
将环烯烃类树脂的玻璃化转变温度设为Tg时,拉伸温度优选为(Tg-30)℃~(Tg+60)℃,更优选为(Tg-10)℃~(Tg+50)℃。其中,拉伸温度在(Tg-30)℃以上时,在干燥或拉伸时施加到膜状物上的张力几乎不会过度增加,使得所得保护膜13A的Ro或Rt不易过度增加。拉伸温度为(Tg+60)℃以下时,容易高度抑制由于膜状物中溶剂的蒸发所引起的气泡产生。具体而言,拉伸温度可以是140~220℃。
拉伸开始时的膜状物中的残留溶剂量S1优选为5~20质量%。拉伸开始时的残留溶剂量S1为5质量%以上时,由于残留溶剂的增塑效果,拉伸时的膜状物的实质Tg降低,因此保护膜13A的Ro和Rt不易增加。拉伸开始时的残留溶剂量S1为20质量%以下时,可以高度抑制由于膜状物中的溶剂的蒸发引起的气泡产生。拉伸开始时的膜状物中的残留溶剂量S1更优选为8~15质量%。
就膜状物在MD方向上的拉伸而言,例如,可以通过对多个辊施加圆周速度差,在辊之间通过利用了辊圆周速度差的方法(辊法)来进行拉伸。就膜状物在TD方向的拉伸而言,例如通用夹子或钉固定膜状物的两端,将夹子和钉之间的间隔在前进方向进行拓宽的方法(拉幅机法)来进行拉伸。
1-3.保护膜13B(其他保护膜)
保护膜13B没有特别限制,可以与上述保护膜13A相同,也可以与上述保护膜不同。保护膜13B与上述保护膜13A不同时,作为保护膜13B,可以使用公知的保护膜,例如市售的纤维素酰化膜(例如,Konica Minolta Tac KC8UX、KC5UX、KC4UX、KC8UCR3、KC4SR、KC4BR、KC4CR、KC4DR、KC4FR、KC4KR、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY-HA、KC2UA、KC4UA、KC6UA、KC2UAH、KC4UAH、KC6UAH,以上为Konica Minolta Advanced Layer株式会社制造)、聚酯膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等)、环烯烃类树脂膜、以及丙烯酸类树脂膜等。
保护膜13B的厚度没有特别限定,优选为1~100μm,更优选为5~60μm,特别优选为10~60μm。
1-4.粘接剂层15A和15B
粘接剂层15A和15B由水性粘接剂或活性能量射线固化型粘接剂的固化物组成。粘接剂层15A和15B可以彼此相同,也可以彼此不同。
水性粘接剂含有聚乙烯醇树脂或聚氨酯树脂作为主要成分。
活性能量射线固化型粘接剂可以是下述组合物:以光自由基聚合性化合物作为主要成分的光自由基聚合性组合物、以光阳离子聚合性化合物作为主要成分的光阳离子聚合性组合物、或者组合使用光自由基聚合性化合物和光阳离子聚合性化合物而成的混合型组合物。
光自由基聚合性组合物可以是日本特开2008-009329号公报所记载的含有特定比例的含羟基或羧基等极性基团的自由基聚合性化合物和不含极性基团的自由基聚合性化合物的组合物。自由基聚合性化合物优选为具有可进行自由基聚合的烯键式不饱和键的化合物,更优选为具有(甲基)丙烯酰基的化合物。具有(甲基)丙烯酰基的化合物的实例包括:N取代的(甲基)丙烯酰胺类化合物和(甲基)丙烯酸酯类化合物。(甲基)丙烯酰胺是指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
光阳离子聚合性组合物可以是,如日本特开2011-028234号公报所示,含有下述成分的组合物:(α)阳离子聚合性化合物、(β)光阳离子聚合引发剂、(γ)对波长大于380nm的光表现出最大吸收的光敏剂、以及(δ)萘类光敏助剂。
本发明中,如上所述,包含保护膜13A的设置有粘接剂层15A的面的区域R中,含有胶渗透促进剂X。因此,构成粘接剂层15A的粘接剂,容易渗透保护膜13A的表面层区域,从而,保护膜13A通过粘接剂层15A而具有和起偏镜11的良好粘接性。特别是,水性粘接剂具有高亲水性,因此通常难以亲和含有疏水性的环烯烃类树脂作为主要成分的保护膜。即使在该情况下,也可以通过粘接剂层15而得到与起偏镜11的良好粘接性。
粘接剂层15A向保护膜13A的渗透深度D(参见图1)优选为,从保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面起算0.5~3μm。渗透深度D为0.5μm以上时,粘接剂层15A充分渗透保护膜13A的表面层区域,因此容易得到与起偏镜11的良好粘接性。渗透深度D为3μm以下时,保护膜13A的耐湿性几乎不受损害,因此可以抑制保护膜13A在高温高湿环境下的吸湿引起的起偏镜11的劣化。从可以容易地得到与起偏镜的更好的粘接性并且可以进一步抑制粘接剂渗透引起的雾度增加的观点出发,粘接剂层15A向保护膜13A的渗透深度D优选为,从保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面起算0.7μm以上且2.5μm以下。
粘接剂层15A向保护膜13A的渗透深度D通过下述方式确定:在偏振片10的截面中,确认保护膜13A中粘接剂特有的原子(例如在使用聚乙烯类水性粘接剂的情况下,m/z 43(C2H3O))的存在状态。保护膜13A的厚度方向上的特定结构的存在状态通过下述方式确定:在偏振片10的截面上,通过飞行时间型二次离子质谱仪(TOF-SIMS)来分析保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面。
飞行时间型二次离子质谱法如下所述:对固体样品上的原子或分子的化学信息以一个分子层以下的灵敏度来进行测定,能够在100nm以下的空间分辨能力下观察特定原子或分子的分布的质谱法。飞行时间型二次离子质谱法是一种二次离子质谱法(SIMS),将一次离子束照射到固体样品上,检查从样品的最外表面释放的离子(二次离子)。将飞行时间型质谱仪(TOF-MS)用作质谱仪,因此称为TOF-SIMS。TOF-SIMS分析的具体测定和分析条件与下述的实施例相同。
对保护膜13A的截面进行上述分析,由所得峰的积分值计算特定原子的存在率(atom%)。在保护膜13A的厚度方向(深度方向)上移动测定区域,并且重复上述测定,直到不再确定有特定原子的存在率。然后,求出下述深度:从保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面起算,直到在厚度方向上不再确定有特定原子的存在率为止的深度。在平面方向的数点上进行上述操作,将其平均值设为“渗透深度D”。
粘接剂层15A向保护膜13A的渗透深度D,可以通过胶渗透促进剂X的类型或聚合物Y的种类或在膜的表面层区域中的存在率(或膜中的含量)来进行调节。为增加粘接剂层15A向保护膜13A的渗透深度D,优选增加胶渗透促进剂X或聚合物Y的存在率(或含量)、或组合胶渗透促进剂X和聚合物Y、或将聚合物Y中含有的含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的ClogP值调节至预定范围。
1-5.偏振片10的制备方法
本发明的偏振片10可以通过下述工序得到:通过粘接剂,分别将保护膜13A粘附到起偏镜11的一个表面上并且将保护膜13B粘附到另一个表面上的工序。使用的粘接剂是上述水性粘接剂或活性能量射线固化型粘接剂。
例如,使用活性能量射线固化型粘接剂来制造偏振片10的方法包含下述工序:(1)在起偏镜11和保护膜13A之间的粘接面中的至少一侧、与起偏镜11和保护膜13B之间的粘接面的至少一侧上,涂布活性能量射线固化型粘接剂的工序;(2)通过得到的粘接剂层,将保护膜13A贴合于起偏镜11的一个表面上,将保护膜13B贴合于另一个表面上的工序;(3)在保护膜13A通过粘接剂层粘附于起偏镜11的一个表面、保护膜13B通过粘接剂层粘接到另一个表面的状态下,照射活性能量射线以固化粘接剂层,得到偏振片10的工序;以及(4)将所得到的偏振片10冲压(切割)成预定形状的工序。在工序(1)之前,可根据需要实施(5)对保护膜13A或13B的待与起偏镜11粘接的表面进行易粘接处理(电晕处理、等离子体处理等)的工序。
在工序(1)中,活性能量射线固化型粘接剂的涂布中,优选固化后的粘接剂层的厚度例如为0.01~10μm,优选为0.5~5μm。
在工序(3)中,可以使用可见光线、紫外线、X射线、电子束等作为照射的活性能量射线。通常,优选使用紫外线,因为其易于处理并具有足够的固化速度。就紫外线的照射条件而言,只要是能够使粘接剂固化的条件即可。例如,紫外线的照射量的累积光量优选为50~1500mJ/cm2,更优选为100~500mJ/cm2
2.图像显示装置
本发明的图像显示装置具有本发明的偏振片。图像显示装置的实例包括液晶显示装置或有机EL显示装置,优选液晶显示装置。
本发明的液晶显示装置包括液晶单元和夹持液晶单元的一对偏振片。该对偏振片中的至少一个为本发明的偏振片,优选观察侧的偏振片为本发明的偏振片。由于本发明的偏振片可以良好地抑制光学不均匀,因此优选设置为特定保护膜(图1中的保护膜13A)与液晶单元接触。
图2是示出液晶显示装置的基本构成的一个示例的示意图。如图2所示,本发明的液晶显示装置20包括:液晶单元30、夹持该液晶单元30的第一偏振片40和第二偏振片50、以及背光60。
液晶单元30的显示模式没有特别限制,例如可以是TN(Twisted Nematic)、VA(Vistral Alignment)、IPS(In Plane Switching)等中的任一种。例如,用于移动设备的液晶单元优选为IPS模式,中型和大型用途的液晶单元优选为VA模式。
第一偏振片40是本发明的偏振片,其设置于液晶单元30的观察侧表面上,其包含:第一起偏镜41、设置于第一起偏镜41的与液晶单元相反的一侧的表面上的保护膜43B(F1)、设置于第一起偏镜41的液晶单元侧表面上的保护膜43A(F2)、以及设置于第一起偏镜41与保护膜43B(F1)或43A(F2)之间的粘接剂层45B及45A。需要说明的是,保护膜43A(F2)对应于特定保护膜(图1中的保护膜13A);保护膜43B(F1)对应于其他保护膜(图1中的保护膜13B)。
第二偏振片50设置于液晶单元30的背光侧表面上,其包括:第二起偏镜51、设置于第二起偏镜51的液晶单元侧表面上的保护膜53A(F3)、设置于第二起偏镜51的与液晶单元相反的一侧的表面上的保护膜53B(F4)、第二起偏镜51和保护膜53A(F3)或53B(F4)之间的粘接剂层55A及55B。第二起偏镜51的吸收轴优选与第一起偏镜41的吸收轴正交。
如上所述,在第一偏振片40中,良好且均匀地粘附有保护膜43A(F2)和粘接剂层55A。由此,在含有第一偏振片40的液晶显示装置20中,高度抑制了由于粘接不均匀引起的光学不均匀。
实施例
在下文中,将参考实施例来具体说明本发明,但是本发明不限于此。
1.特定的保护膜的材料
<环烯烃类树脂>
<环烯烃类树脂1的合成>
作为降冰片烯类单体,将100质量份通式(A-1)的示例化合物27、3.6质量份作为分子量调节剂的1-己烯、200质量份甲苯投入经过了氮气置换的反应容器中,并且将混合物加热至80℃。向其中加入0.17质量份作为聚合催化剂的三乙基铝((C2H5)3Al)1.5mol/l的甲苯溶液、1.0质量份的包含由叔丁醇和甲醇改性的六氯化钨(WCl6)并且叔丁醇:甲醇:钨=0.35:0.3:1(摩尔比)的WCl6溶液(浓度0.05mol/l),在80℃下进行3小时加热搅拌以进行开环聚合反应,得到聚合物溶液。该聚合反应中的聚合转化率为98%。
[化学式18]
Figure BDA0001997953100000291
将4000质量份的所得聚合物溶液置于高压釜中,将0.48质量份的RuHCl(CO)[P(C6H5)3]3加入到聚合物溶液中,氢气压力为10MPa,反应温度为160℃的条件下,加热搅拌3小时,进行氢化反应。
冷却所得反应溶液后,释放氢气,将反应溶液倒入大量甲醇中,并且分离回收凝固物。将回收的凝固物干燥,得到环烯烃类树脂1。得到的环烯烃类树脂1的重均分子量为140000。
通过溶液制膜法来制备由所得的环烯烃类树脂1构成的厚度为20μm的膜。并且,通过基于JIS Z0208的方法(杯法),测定该膜在40℃·90%RH下的透湿度,其结果为300g/m2·天。
<纤维素酰化物>
Konica Minolta Tac KC6UA(三乙酸纤维素膜、Konica Minolta株式会社制造、厚度56μm、表中以TAC表示)
<胶渗透促进剂X>
制备粒子X1和X2作为胶渗透促进剂X。另一方面,为了比较,制备粒子R1和R2。这些粒子的平均一次粒径和吸附水量分别通过以下方法测定。
(平均一次粒径)
在以下述方式制备特定的保护膜之后,通过以下方法测定该膜中粒子的平均一次粒径。
使用切片机(Leica制造的EM UC6)对制得的特定保护膜进行切片;用扫描型电子显微镜JSM-6060LA(JEOL:日本电子株式会社)以适当的倍率来拍摄所得膜的截面。然后,测定断层切割照片中包含的100个粒子的一次粒径,并将其平均值作为平均一次粒径。
一次粒径的定义为,粒子的截面为圆时的直径,或者在圆形以外的情况下,算出面积并且将其换算为圆形时的直径。
(吸附水量)
使用高精度蒸汽吸附量测定装置BELSORP-aqua3(日本Bell株式会社制造)来测定粒子X1~X2和R1~R2的吸附水量。具体而言,首先将约1g下述表3中的添加剂1(粒子)导入样品池中,并在室温下、100Pa以下,脱气24小时。然后,在完成脱气后,精确称量样品的重量,将其置于装置主体中,并在下述条件下进行测定。
·空气恒温槽温度:80.0℃
·吸附温度:30.0℃
·吸附物质名称:H2O
·平衡时间:500sec
·温度保持:60min
·饱和蒸汽压:4.245kPa
·样品管排气速度:正常
·导入压力初始导入量:0.20cm3(STP)·g-1
·测定相对压力P/P0(测定吸附过程→解吸过程):0.05、0.15、0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.90、0.95
在上述条件下进行测定,绘制温度30℃下的吸水/解吸等温线。计算所得的吸附过程中90%RH湿度下的吸附水量(mg/g),求得吸附水量(质量%)。
粒子X1~X2和R1~R2的组成和物理性质(物性)示于表1中。
[表1]
Figure BDA0001997953100000311
<聚合物Y>
制备下表2中所示的聚合物Y1~Y5,作为具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的聚合物Y。使用富士通株式会社制造的计算化学集成平台SCIGRESS进行计算,求得聚合物Y中包含的含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的ClogP值。
[表2]
Figure BDA0001997953100000321
2.特定的保护膜的制备
<保护膜101的制备>
(粒子X1的分散液的制备)
用溶解器将10质量份的粒子X1(NanoTecK SiO2)和80质量份的乙醇搅拌混合30分钟,然后用Manton Gaulin进行分散,制备粒子X1的分散液。在搅拌下,将80质量份二氯甲烷加入到制备的粒子X1的分散液中,并用溶解器搅拌混合30分钟,然后通过微粒分散稀释液过滤器(Advantech东洋株式会社:聚丙烯风筒式过滤器TCW-PPS-1N)进行过滤,制备粒子X1的分散液。
(涂料的制备)
将以下成分装入密封容器中,加热、搅拌,并完全溶解,使用安积滤纸株式会社制造的安积滤纸No.24进行过滤,制备涂料。
环烯烃类树脂1(表中以COP表示):120质量份
粒子X1的分散液:1.05质量份
二氯甲烷:357质量份
乙醇:19质量份
(制膜)
将得到的涂料保持在40℃,均匀浇铸在不锈钢带上,该不锈钢带是保持在40℃的环形金属支撑体。将浇铸涂料干燥至残留溶剂量为80质量%,然后将其从不锈钢带上剥离,得到膜状物。将得到的膜状物在40℃下干燥至残留溶剂量为5质量%,然后在宽度方向上以1.3倍(30%)的拉伸倍率进行拉伸。将得到的膜状物在120℃下进一步干燥,同时通过多个辊传送,得到厚度为20μm,宽度为1.3μm的保护膜101。
<保护膜102~106的制备>
将添加剂1的含量(或添加剂1的存在率)改变为表3所示,除此以外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜102~106。
<保护膜107~109的制备>
将添加剂1的种类改变为表3所示,除此以外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜107~109。
<保护膜110~114的制备>
进一步添加表3所示种类和量的添加剂2,除此以外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜110~114。
<保护膜115的制备>
不含有添加剂1,仅含有表3所示种类和量的添加剂2,除此以外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜115。
<保护膜116~118、123的制备>
将添加剂1和添加剂2的含量变更为如表3所示,除此以外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜116~118、123。
<保护膜119的制备>
将环烯烃类树脂1改变为Konica Minolta Tac KC6UA,除此之外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜119。
<保护膜120的制备>
不含添加剂1,除此之外,以与保护膜101相同的方式得到保护膜120。
<保护膜121的制备>
将厚度改变为10μm,除此之外,以与保护膜104相同的方式得到保护膜121。
<保护膜122的制备>
(易粘接剂的调整)
将信越化学工业株式会社制造的KBM-603(氨基类硅烷偶联剂)溶解在1-甲氧基-2-丙醇中,得到浓度为10重量%的易粘接层用组合物1。
(易粘接层的形成)
将厚度改变为10μm,除此之外,以与保护膜120相同的方式得到基材膜。对得到的基材膜进行电晕放电处理。电晕放电中的电子照射量为500W/m2/min。在得到的基材膜的经电晕处理的表面上,用刮棒涂布机涂布制备的粘接层用组合物1,使其在干燥后具有0.8μm的厚度,然后在80℃下干燥5分钟,形成易粘接层。由此,得到包含基材膜和易粘接层的保护膜122。
通过以下方法测定所得保护膜101~123的表面层附近的添加剂1的存在率。
(添加剂1和添加剂2的存在率)
在下述条件下,通过X射线光电子能谱(XPS)对所得到的保护膜的设有粘接剂层的表面进行元素分析,分别测定添加剂1特有的特定原子(例如,使用粒子X1时为Si原子,使用粒子X2时为Al原子)的浓度、添加剂2特有的特定原子(例如,在使用聚合物Y1和Y2时为Si原子,使用聚合物Y3~Y5时为F原子)的浓度。
(测定条件)
测定装置:QUANTERASXM(ULVAC-PHI公司制造)
X射线源:单色Al-Kα
测定区域:Si2p、C1s、N1s、O1s
溅射离子:Ar(2keV)
深度剖面:溅射1分钟后重复进行测定
数据处理:MultiPak(ULVAC-PHI公司制造)
定量:背景由Shirley法确定,使用相对灵敏度系数法并且根据得到的峰面积来进行定量。
需要说明的是,粒子X1(SiO2)用作添加剂1并且聚合物Y1和Y2(含聚硅氧烷骨架的聚合物)用作添加剂2时,所有Si原子都是特定原子。在这种情况下,通过2p电子的键合能来判断检测的Si原子是来自粒子X还是来自聚合物Y(例如,粒子X1(SiO2)的Si原子的2p电子的键合能为103.4eV,含聚硅氧烷骨架的聚合物的Si原子的2p电子的键合能为101.4eV)。
保护膜101~123的组成和评价结果示于表3中。
[表3]
Figure BDA0001997953100000351
3.偏振片的制备和评价
<其他保护膜(对置膜)>
Konica Minolta Tac KC6UA(三乙酸纤维素膜,Konica Minolta株式会社制造,厚度:56μm,表中以TAC表示)
Technology S000(丙烯酸树脂膜,住友化学株式会社制造,厚度75μm,在表中表示为Ac)
Cosmoshine A4100(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,东洋纺织株式会社制造,厚度75μm,在表中表示为PET)
Pureace T-138(聚碳酸酯膜,帝人株式会社制造,厚度70μm,在表中表示为PC)
<偏振片201的制备>
(起偏镜的制作)
将厚度为25μm的聚乙烯醇类膜在35℃下用水溶胀。将所得膜浸入包含0.075g碘、5g碘化钾、100g水的水溶液中60秒,并进一步将所得膜浸入45℃的水溶液中,该水溶液包含3g碘化钾、7.5g硼酸、100g水。将得到的膜在55℃的拉伸温度和5倍的拉伸倍率下进行单轴拉伸。将该单轴拉伸膜用水洗涤,然后干燥,得到厚度为7μm的起偏镜。
(偏振片的制备)
Konica Minolta Tac KC 6UA(厚度56μm,Konica Minolta株式会社制造)作为对置膜并在以下条件下进行碱皂化处理。具体而言,将KC6UA在55℃下浸入1.5N氢氧化钠水溶液中30秒,然后在室温下在水洗浴槽中进行洗涤。将得到的KC6UA用30℃的热空气干燥。
随后,通过作为水性粘接剂的3重量%的聚乙烯醇(PVA-117H,Kuraray株式会社制造)水溶液(表中,记为水胶),将上面制备的保护膜101贴合在制备的起偏镜的一个表面上。将经过碱皂化处理的Konica Minolta Tac KC6UA通过该水性粘接剂贴合于起偏镜的另一个表面上,得到叠层体。保护膜101和起偏镜之间的粘接,使得保护膜101的慢轴和起偏镜的吸收轴为90°。然后,将得到的层叠体在60℃下干燥5分钟,得到偏振片201。
<偏振片202~219、228~230>
将保护膜101改变为表4中所示,除此之外,以与偏振片201相同的方式得到偏振片202~219、228~230。
<偏振片220>
如表4所示地改变特定保护膜和其它保护膜(对置膜)的组合,除此之外,以与偏振片201相同的方式得到偏振片220。
<偏振片221>
(活性能量射线固化型粘接剂的制备)
混合下述成分后,将其消泡以制备活性能量射线固化型粘接剂。需要说明的是,使用三芳基锍六氟磷酸盐作为50质量%的碳酸亚丙酯溶液,在以下构成中,将三芳基锍六氟磷酸盐表示为固体成分含量。
3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯:45质量份
Epolead GT-301(DAICEL化学工业株式会社制造的脂环式环氧树脂):40质量份
1,4-丁二醇二缩水甘油醚:15质量份
三芳基锍六氟磷酸盐:2.3质量份
9,10-二丁氧基蒽:0.1质量份
1,4-二乙氧基萘:2.0质量份
(偏振片的制备)
对上面制备的保护膜111的表面进行电晕放电处理。需要说明的是,电晕放电处理的条件为电晕输出强度2.0kW,线速度18m/min。然后,通过用刮棒涂布机将上述制备的活性能量射线固化型粘接剂涂布在保护膜111的经电晕放电处理的表面上,使得固化后的膜厚度约为3μm。将所述制备的起偏镜贴合于得到的粘接剂层上。通过粘接,使保护层111的慢轴和起偏镜的吸收轴为90°。
另外,作为对置膜,制备上述制备的保护膜111。在与上述相同的条件下对其进行电晕放电处理。然后,通过用刮棒涂布机将上述制备的活性能量射线固化型粘接剂涂布在保护膜111的经电晕放电处理的表面上,使得固化后的膜厚度约为3μm,形成粘接剂层。
然后,将所述保护膜111的粘接剂层、与所述制备的一面上贴合有保护膜111的起偏镜进行贴合,得到具有下述叠层结构的叠层体:上述制得的保护膜111/粘接剂层/起偏镜/粘接剂层/上述制得的保护111。
使用配备有带式传送机的紫外线照射装置(灯使用Fusion UV Systems株式会社制造的D灯泡),从所得到的叠层体的两侧照射紫外线,使得累积光量变为750mJ/cm2。使各粘接剂层固化,得到偏振片221。
<偏振片222~227>
将保护膜和对置膜的组合改变为表4中所示,除此之外,以与偏振片221相同的方式得到偏振片222~227。
(粘接剂的渗透深度D)
通过TOF-SIMS测定粘接剂的渗透深度D。具体而言,用切片机切割所得到的偏振片以得到切割面。通过下述条件,对所得的偏振片的切割面上的包含保护膜的设置有粘接剂层的表面的表面层区域,进行TOF-SIMS分析,以确定粘接剂特有的原子(例如,当使用聚乙烯类的水性粘接剂时,是m/z43(C2H3O))的存在率。
(测定条件)
测定装置:2100TRIFT2(Physical Electronics公司制造)
测定模式:冷却测定(温度范围-105~-95℃)
一次离子:Ga(15kV)
测定面积:60μm见方
积分时间:2分钟
使用Physical Electronics公司制造的WIN-Cadence Ver 4.0.0.14进行测定和分析。
对保护膜13A的截面进行上述分析,由所得峰的积分值计算特定原子的存在率(atom%)。重复该测定,在保护膜的厚度方向(深度方向)上移动测定区域,直到不再确认有特定原子的存在率。然后,求出从保护膜13A的设置有粘接剂层15A的表面起,直到在厚度方向上不再确认有特定原子的存在率为止的深度。这些操作在平面方向的数点上进行,取其平均值,作为“渗透深度D”。
(粘接性)
将得到的偏振片在23℃·55%RH的环境下放置24小时。此后,用手剥离所得的偏振片的起偏镜和保护膜之间的粘接剂时,目视观察保护膜中剥离的程度和是否存在材料破裂,并根据以下评价标准来评价粘接性。如果在○△以上,则判断为在实际使用中没有问题。
◎:未剥离
○:保护膜和起偏镜之间的粘接力没有问题,当试图剥离保护膜时,在保护膜和起偏镜中的至少一者的端部的超过一半的部分中发生材料(基材)的破裂
○△:保护膜和起偏镜之间的粘接力没有问题,当试图剥离保护膜时,保护膜和起偏镜中的至少一者的端部的一半以下的部分中发生材料(基材)破裂
△:保护膜和起偏镜之间的界面部分剥离
×:保护膜和起偏镜之间的界面全部剥离
偏振片201~230的配置和评价结果示于表4中。
[表4]
Figure BDA0001997953100000391
如表4所示,可知,在实施例的偏振片202~205、208、210~214、216~218、220~226以及228中,任一者起偏镜与保护膜之间的粘接性都良好。
特别是,向保护膜110~114中进一步添加含聚硅氧烷的基团或者含氟代亚烷基的基团的ClogP值在特定范围内的聚合物Y,在使用了上述保护膜110~114的偏振片210~214中,与使用了不含该聚合物Y的保护膜104的偏振片204相比,粘接剂更容易渗透到保护膜中,粘接性得到进一步改善(偏振片204和210~214之间的对比)。
另外,聚合物Y/胶渗透促进剂X为1.3以下时,特别是能够使粘接剂的渗透深度D特别大,从而可以容易地得到良好的粘接性(偏振片214、212以及216~218之间的对比)。
另一方面,使用了不含胶渗透促进剂X的保护膜115或120的比较例的起偏镜215和227中,粘接剂均未渗透,并且都显示出低粘接性。此外,在使用了胶渗透促进剂X的存在率低的保护膜101的比较例的偏振片201中,粘接剂几乎未渗透(渗透深度D浅)并且粘接性低。并且,使用了包含具有低吸附水量的粒子2的保护膜107的比较例的偏振片207中,粘接剂的渗透深度D浅、粘接性低。
此外,在使用了以TAC作为主要成分的保护膜119的比较例的偏振片219中,粘接剂的渗透深度D(0.03μm),明显低于使用了以COP作为主要成分的保护膜111的实施例中偏振片211的渗透深度D(2.5μm),并且粘接剂几乎未渗透。
4.液晶显示装置的制备和评价
<液晶显示装置301的制备>
作为液晶显示装置,准备LG Electronics制造的IPS液晶电视(型号:43UF6900)。将观察者侧的偏振片从装置上剥离,将制备的偏振片201贴附于液晶单元的观察者侧表面上,得到液晶显示装置301。
偏振片201的粘附使得保护膜101(保护膜F2)在液晶单元侧,起偏镜的吸收轴与保护膜101的慢轴正交,并且使起偏镜的吸收轴与从液晶单元剥离之前的观察侧偏振片的吸收轴一致。
<液晶显示装置302~330的制备>
将偏振片201改变为表5中所示,除此之外,以与液晶显示装置301相同的方式得到液晶显示装置302~330。
通过以下方法,评价所得到的液晶显示装置301~330的光学不均匀。
(光学不均匀)
在80℃·90%RH的条件下,在得到的液晶显示装置上显示黑色图像,目视观察。当保护膜上存在光学不均匀时,由于相位差仅在该部分发生变化,因此在黑色图像部分中会发生如白雾的漏光,这表现为光学不均匀。基于以下标准评价光学不均匀。在○△以上的情况下,判断为在实际使用中没有问题。
◎:在明亮房间和暗室中都完全没有观察到不均匀
○:在明亮房间中完全没有观察到不均匀,在暗室中仅观察到轻微不均匀
○△:在明亮房间中完全没有观察到不均匀,在暗室中观察到略微不均匀
△:在明亮房间中并不明显,但在暗室中观察到不均匀
×:在明亮的房间或暗室中均观察到不均匀,并且到达了影响实际使用的程度
液晶显示装置301~330的评价结果如表5所示。
[表5]
Figure BDA0001997953100000411
如表5所示,在实施例的显示装置302~305、308、310~314、316~318、320~326以及328中,抑制了光学不均匀,并且显示出良好的显示特性。
特别是,向保护膜111进一步添加含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的ClogP值在特定范围内的聚合物Y,在使用了该保护膜111的显示装置311中,与使用了不含该聚合物的保护膜104的显示装置304相比,可以进一步抑制光学不均匀(显示装置304和311的比较)。
另一方面,在使用了不含有胶渗透促进剂X的保护膜115或120的显示装置315或327中,均由于粘接性低而产生光学不均匀。另外,在使用了胶渗透促进剂X的存在率低的保护膜101的显示装置301、以及使用了保护膜107的显示装置307中,均由于粘接性低而产生光学不均匀,其中,上述保护膜107含有吸附水量低的粒子R1。
另外,在使用了胶渗透促进剂X的存在率高的保护膜106的显示装置306、和使用了具有吸附水量高的粒子R2的保护膜109的显示装置309中,由于亲水性高,因此容易吸湿、发生光学不均匀。另外,在含有TAC的保护膜119中,由于耐湿性低,因此使用了该保护膜119的显示装置319发生光学不均匀。在使用了具有易粘接层的保护膜122的显示装置329中,发生由易粘接层的涂布不均匀而导致的光学不均匀。在使用了含有过量的聚合物Y的保护膜123的显示装置330中,由于粘接剂渗透太多,因此在高温高湿环境下,通过粘接剂而引入保护膜的水分增加,保护膜的耐湿性降低并且发生光学不均匀。
本申请基于2016年9月20日提交的日本特愿2016-183471而主张优先权。本申请引用上述申请的说明书和附图中所记载的全部内容。
工业实用性
根据本发明,可以提供:即使保护膜的厚度小,也具有与起偏镜的良好粘接性的偏振片、以及包括该偏振片并光学不均匀得到了抑制的液晶显示装置。
符号说明
10 偏振片
11 起偏镜
13A 保护膜(特定保护膜)
13B 保护膜(其他保护膜)
15A、15B 粘接剂层
20 液晶显示装置
30 液晶单元
40 第一偏振片
41 第一起偏镜
43A 保护膜(F2)
43B 保护膜(F1)
45A、45B、55A、55B 粘接剂层
50 第二偏振片
51 第二起偏镜
53A 保护膜(F3)
53B 保护膜(F4)
60 背光

Claims (11)

1.一种偏振片,其包括:
含有聚乙烯醇类膜和吸附于所述膜上并发生了取向的二色性色素的起偏镜、
设置于所述起偏镜的至少一个面上的保护膜、以及
设置于所述起偏镜和所述保护膜之间的粘接剂层,其中,
所述保护膜含有环烯烃类树脂和吸附水量为1质量%以上且小于2质量%的胶渗透促进剂X,
从所述保护膜的设置有所述粘接剂层的表面起的0.5~3μm的区域中的所述胶渗透促进剂X相对于构成所述保护膜的所有原子的总原子数的存在率为0.1~10atom%,
构成所述粘接剂层的粘接剂渗透到所述保护膜的内部,并且所述粘接剂的渗透深度D为0.5~3μm。
2.根据权利要求1所述的偏振片,其中,
所述保护膜的所述区域中还包含聚合物Y,该聚合物Y具有含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团。
3.根据权利要求2所述的偏振片,其中,
所述含聚硅氧烷的基团或含氟代亚烷基的基团的ClogP值为0.5以上且6.0以下。
4.根据权利要求2或3所述的偏振片,其中,
所述聚合物Y是由下述通式(I)表示的聚硅氧烷类化合物或由通式(II)或(III)表示的改性聚硅氧烷类化合物,
Figure FDA0002967319110000011
通式(I)中的n为1以上的整数;
Figure FDA0002967319110000012
通式(II)中,
R1表示烷基,
R2表示聚醚基团、聚酯基团或芳烷基,
m、x及y分别表示1以上的整数;
Figure FDA0002967319110000021
通式(III)中,
R3表示聚醚基团、聚酯基团或芳烷基,
m表示1以上的整数。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片,其中,
所述胶渗透促进剂X是无机粒子。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片,其中,
所述胶渗透促进剂X相对于所述环烯烃类树脂的总质量的含量为0.1~2.5质量%。
7.根据权利要求2所述的偏振片,其中,
所述胶渗透促进剂X的含量与所述聚合物Y的含量的质量比为所述聚合物Y/所述胶渗透促进剂X=0.1~2。
8.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片,其中,
所述环烯烃类树脂在40℃·90%RH下的透湿度为10~350g/m2·天。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振片,其中,
所述保护膜的厚度为10~30μm。
10.一种液晶显示装置,其含有液晶单元和夹持该液晶单元的一对偏振片,
所述一对偏振片中的至少一者是权利要求1~9中任一项所述的偏振片。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置,其中,
权利要求1~9中任一项所述的偏振片所含有的保护膜与所述液晶单元相接触。
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