CN110383120B - 带粘合剂层的偏振膜及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供即使在暴露于加湿环境中的情况下抗静电功能及偏振度也不易降低、且透明性优异的带粘合剂层的偏振膜。本发明的带粘合剂层的偏振膜具有偏振膜和设置在该偏振膜上的粘合剂层,上述偏振膜仅在起偏镜的单侧具有透明保护膜,上述粘合剂层设置于不具有上述透明保护膜的一侧的起偏镜,并且上述粘合剂层由含有(甲基)丙烯酸类聚合物及碱金属盐的粘合剂组合物形成,上述(甲基)丙烯酸类聚合物含有具有氮原子和碳‑碳双键的单体(1)作为单体单元。
Description
技术领域
本发明涉及具有偏振膜和设置在该偏振膜上的粘合剂层的带粘合剂层的偏振膜。此外,本发明涉及使用了上述带粘合剂层的偏振膜的液晶显示装置、有机EL显示装置、PDP等图像显示装置。
背景技术
对于液晶显示装置等而言,从其图像形成方式来看,在液晶单元的两侧配置偏振元件是必不可少的,通常粘贴有偏振膜。将所述偏振膜粘贴于液晶单元时,通常使用粘合剂。另外,为了减少光的损失,对于偏振膜与液晶单元的粘接而言,通常各个材料使用粘合剂来进行密合。在这种情况下,由于具有无需进行用于使偏振膜粘固的干燥工序等优点,因此通常使用将粘合剂预先以粘合剂层的形式被设置于偏振膜的一侧而得到的带粘合剂层的偏振膜。带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层上通常贴合有脱模膜。
制造液晶显示装置时,要将所述带粘合剂层的偏振膜贴合于液晶单元时,将脱模膜从带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层剥离,但剥离该脱模膜会产生静电。这样一来,产生的静电会影响液晶显示装置内部的液晶的取向,导致不良。另外,有时在使用液晶显示装置时会发生由静电导致的显示不均。静电的产生例如可通过在偏振膜的外表面形成抗静电层而抑制,但其效果小,存在不能从根本上防止静电产生的问题。因此,为了在静电产生的根源位置抑制产生,需要对粘合剂层赋予抗静电功能。作为对粘合剂层赋予抗静电功能的方法,提出了例如在形成粘合剂层的粘合剂中配合离子性化合物的方案(专利文献1~3)。详细而言,在专利文献1中提出了配合有碱金属盐和/或有机阳离子-阴离子盐的光学膜用粘合剂组合物。在专利文献2中,作为带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层的原料,提出了含有-阴离子盐及碱金属盐的粘合剂组合物。在专利文献3中,作为粘合型偏振片的粘合剂层的原料,提出了含有碱金属盐的粘合剂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-199942号公报
专利文献2:日本特开2014-48497号公报
专利文献3:日本特开2012-247574号公报
发明内容
发明所要解决的问题
作为带粘合剂层的偏振膜,有时使用仅在起偏镜的一侧设置透明保护膜、在另一侧不设置透明保护膜而是设置粘合剂层的带粘合剂层的偏振膜。这样的带粘合剂层的偏振膜由于仅在单侧具有透明保护膜,因此与在两侧具有透明保护膜的情况相比,可削减一层部分的透明保护膜的成本。然而,在上述带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层中配合专利文献1~3中记载的碱金属盐、特别是双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)等锂-有机阴离子盐作为离子性化合物的情况下,如果将上述带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中,则会产生粘合剂层的抗静电功能降低这一新的问题。另一方面,在上述带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层中配合有有机阳离子-阴离子盐的情况下,如果将上述带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中,则存在起偏镜劣化,发生所谓的脱色,偏振度降低等问题。
另外,在为了提高上述带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层的抗静电功能而增加粘合剂层中的离子性化合物的含量时,还存在会导致粘合剂层产生白浊而透明性降低、带粘合剂层的偏振膜的光学特性降低这样的问题。
本发明的目的在于提供一种即使在暴露于加湿环境中的情况下抗静电功能及偏振度也不易降低、且透明性优异的带粘合剂层的偏振膜。
另外,本发明的目的在于提供使用了上述带粘合剂层的偏振膜的图像显示装置。
解决问题的方法
本发明人等为了解决上述问题而反复进行了深入研究,结果发现了下述带粘合剂层的偏振膜,从而完成了本发明。
即,本发明涉及一种带粘合剂层的偏振膜,其具有偏振膜和设置在该偏振膜上的粘合剂层,
上述偏振膜仅在起偏镜的单侧具有透明保护膜,上述粘合剂层设置于不具有上述透明保护膜的一侧的起偏镜,并且,
上述粘合剂层由含有(甲基)丙烯酸类聚合物及碱金属盐的粘合剂组合物形成,
上述(甲基)丙烯酸类聚合物含有具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)作为单体单元。
本发明人等认为,在带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层中配合了锂-有机阴离子盐等碱金属盐的情况下,作为在将上述带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中时粘合剂层的抗静电功能降低的原因,是由于碱金属盐与起偏镜中的碘表现出强相互作用,因此在将粘合剂层暴露于加湿环境中时,粘合剂层中的碱金属盐会向起偏镜侧移动并集中存在,由此导致粘合剂层的表面电阻值变大。进而发现,通过使用经共聚而导入了具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)的(甲基)丙烯酸类聚合物作为粘合剂层的基础聚合物,即使在将粘合剂层暴露于加湿环境中的情况下,也不易导致抗静电功能降低。作为其理由,可考虑如下。经共聚而导入了具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)的(甲基)丙烯酸类聚合物会由于与碱金属盐之间的相互作用而使得粘合剂层中的碱金属盐不易向起偏镜侧移动,从而可抑制在起偏镜侧的集中存在,因此可抑制粘合剂层的表面电阻值的上升。
另外,经共聚而导入了具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)的(甲基)丙烯酸类聚合物由于具有极性基团,因此,与碱金属盐的相容性提高,即使在增加碱金属盐的含量的情况下,粘合剂层也不易产生白浊,粘合剂层的透明性不易降低。由此,可抑制带粘合剂层的偏振膜的光学特性的降低。
另外,在粘合剂层中配合有有机阳离子-阴离子盐的情况下,由于有机阳离子与起偏镜中的碘阴离子的键能低,因此它们相互作用小。因此,如果将带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中,则起偏镜中的碘容易向外部(粘合剂中)流出。可认为其结果是起偏镜劣化,偏振度降低。本发明人等发现,通过在带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层中配合碱金属盐,从而即使在将带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中的情况下,起偏镜也不易劣化,偏振度不易降低。作为其理由,可考虑如下。由于碱金属阳离子与起偏镜中的碘阴离子的键能高,因此,它们的相互作用变大,在粘合剂层与起偏镜的界面,碱金属阳离子使起偏镜中的碘络合物变得稳定。由此,即使在将带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中的情况下,起偏镜中的碘也不易流出至外部(粘合剂中)。可认为其结果是起偏镜变得不易劣化,偏振度不易降低。
优选上述碱金属盐中的碱金属与碘阴离子(I-)的键能为50kcal/mol以上,更优选该碱金属为锂。
上述单体(1)优选具有酰胺基。另外,上述单体(1)优选具有含有氮原子的杂环。
优选上述(甲基)丙烯酸类聚合物含有上述单体(1)0.1~10重量%作为单体单元。
相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份,优选上述粘合剂组合物含有碱金属盐0.01~5重量份。
优选上述粘合剂层在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后的表面电阻值(B)与在上述加湿环境中保管前的表面电阻值(A)的变化率(B×100/A)为700%以下。
另外,优选上述粘合剂层在上述加湿环境中保管前的表面电阻值(A)为1.0×1011Ω/□以下。
在上述带粘合剂层的偏振膜中,可以使用厚度为12μm以下的起偏镜作为起偏镜。
另外,优选上述带粘合剂层的偏振膜在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后的偏振度(B)与在上述加湿环境中保管前的偏振度(A)的变化量(A-B)为0.05以内。
另外,本发明涉及一种图像显示装置,其使用了至少1片上述带粘合剂层的偏振膜。
发明的效果
本发明的带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层通过含有碱金属盐和经共聚而导入了具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)的(甲基)丙烯酸类聚合物并将它们组合使用,可得到即使在暴露于加湿环境中的情况下抗静电功能及偏振度也不易降低、且透明性优异的带粘合剂层的偏振膜。上述单体(1)是具有酰胺基、且具有含有氮原子的杂环的单体,并且在上述碱金属盐中的碱金属为锂的情况下,本发明的效果最显著。
具体实施方式
形成本发明的带粘合剂层的偏振膜的粘合剂层的粘合剂组合物含有(甲基)丙烯酸类聚合物作为基础聚合物。对于(甲基)丙烯酸类聚合物而言,作为单体单元,通常含有(甲基)丙烯酸烷基酯作为主成分。需要说明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,与本发明的(甲基)意义相同。
作为构成(甲基)丙烯酸类聚合物的主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯,可示例出直链状或支链状的烷基碳原子数为1~18的(甲基)丙烯酸烷基酯。例如,作为上述烷基,可示例出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、己基、环己基、庚基、2-乙基己基、异辛基、壬基、癸基、异癸基、十二烷基、异十四烷基、月桂基、十三烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等。这些烷基可以单独使用或组合使用。这些烷基的平均碳原子数优选为3~9。
(甲基)丙烯酸烷基酯的重量比率以单体单元计,在构成(甲基)丙烯酸类聚合物的全部构成单体(100重量%)的重量比率中优选为70重量%以上。可以将(甲基)丙烯酸烷基酯的重量比率认为是含氮单体及其它共聚单体的余量。将(甲基)丙烯酸烷基酯的重量比率设定为上述范围在确保粘接性的方面是优选的。
为了表现出本发明的效果,在上述(甲基)丙烯酸类聚合物中通过共聚而导入具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)。
上述单体(1)是在其结构中含有氮原子、且含有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等聚合性不饱和双键的化合物。作为上述单体(1),可列举例如:马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺类单体;N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基八亚甲基琥珀酰亚胺等琥珀酰亚胺类单体;N-甲基衣康酰亚胺、N-乙基衣康酰亚胺、N-丁基衣康酰亚胺、N-辛基衣康酰亚胺、N-2-乙基己基衣康酰亚胺、N-环己基衣康酰亚胺、N-月桂基衣康酰亚胺等衣康酰亚胺类单体;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基(甲基)丙烯酸酯类单体;(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸3-(3-吡啶基)丙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯类单体;(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-己基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基-N-丙基(甲基)丙烯酰胺、氨基甲基(甲基)丙烯酰胺、氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、巯基甲基(甲基)丙烯酰胺、巯基乙基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺类单体;N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N-(甲基)丙烯酰基哌啶、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷等含N-(甲基)丙烯酰基的杂环单体;N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷酮、N-(甲基)丙烯酰基哌啶酮、N-(甲基)丙烯酰基-ε-己内酰胺等含N-(甲基)丙烯酰基的内酰胺类单体;N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基-ε-己内酰胺等含N-乙烯基的内酰胺类单体;乙烯基吡咯烷、乙烯基哌啶、乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基唑、乙烯基吗啉等含杂环的乙烯基单体等。它们可以单独或组合使用。其中,优选使用(甲基)丙烯酰胺类单体、含N-(甲基)丙烯酰基的杂环单体、含N-(甲基)丙烯酰基的内酰胺类单体、及含N-乙烯基内酰胺类单体等含酰胺基单体,更优选为含N-(甲基)丙烯酰基的内酰胺类单体、及含N-乙烯基的内酰胺类单体等内酰胺类单体,进一步优选为含N-乙烯基的内酰胺类单体。
从抑制粘合剂层暴露于加湿环境中时粘合剂层的表面电阻值的上升的观点、抑制带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中时偏振度的降低的观点、及即使在增加粘合剂层中的碱金属盐的含量的情况下也保持粘合剂层的透明性的观点出发,上述单体(1)的上述重量比率优选为0.1~10重量%,更优选为1~5重量%,进一步优选为1~3重量%。在含氮单体的重量比率小于0.1重量%的情况下,粘合剂层暴露于加湿环境中时,存在粘合剂层的表面电阻值变得容易上升、在增加粘合剂层中的碱金属盐的含量的情况下容易导致粘合剂层的透明性降低的倾向。另一方面,如果含氮单体的重量比率大于10重量%,则带粘合剂层的偏振膜暴露于加湿环境中时,存在偏振度变得容易降低、或导致再加工性降低的倾向。
出于改善粘接性、耐热性的目的,可以向上述(甲基)丙烯酸类聚合物中通过共聚而导入具有(甲基)丙烯酰基或乙烯基等不饱和双键的聚合性官能团的1种以上共聚单体。作为这样的共聚单体的具体例,可列举例如:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等含羟基单体;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯类单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体等。
此外,作为改性单体,还可以使用:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯等乙烯基类单体;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基的丙烯酸类单体;(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯等二醇类丙烯酸酯单体;(甲基)丙烯酸四氢糠酯、含氟(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯类单体等。此外,可列举异戊二烯、丁二烯、异丁烯、乙烯基醚等。
此外,作为除上述以外的可共聚的单体,可列举含有硅原子的硅烷类单体等。作为硅烷类单体,可列举例如:3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、4-乙烯基丁基三甲氧基硅烷、4-乙烯基丁基三乙氧基硅烷、8-乙烯基辛基三甲氧基硅烷、8-乙烯基辛基三乙氧基硅烷、10-甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、10-丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、10-甲基丙烯酰基氧基癸基三乙氧基硅烷、10-丙烯酰氧基癸基三乙氧基硅烷等。
另外,作为共聚单体,还可使用三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸与多元醇的酯化物等具有2个以上(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和双键的多官能性单体、在聚酯、环氧、氨基甲酸酯等骨架上加成2个以上作为与单体成分相同的官能团的(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和双键而得到的聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
这些共聚单体中,从粘接性、耐久性方面出发,优选使用含羟基单体、含羧基单体。含羟基单体及含羧基单体可以组合使用。在粘合剂组合物含有交联剂的情况下,这些共聚单体成为与交联剂的反应点。含羟基单体、含羧基单体等与分子间交联剂的反应性充分,因此,优选用于提高得到的粘合剂层的凝聚性、耐热性。含羟基单体在再加工性方面是优选的,另外,含羧基单体在兼具耐久性和再加工性方面是优选的。
作为共聚单体,在含有含羟基单体的情况下,共聚单体的比例优选为0.01~15重量%,更优选为0.03~10重量%,进一步优选为0.05~7重量%。作为共聚单体,在含有含羧基单体的情况下,其比例优选为0.05~10重量%,更优选为0.1~8重量%,进一步优选为0.2~6重量%。
本发明的(甲基)丙烯酸类聚合物通常可使用重均分子量为50万~300万的范围的聚合物。考虑到耐久性、特别是耐热性时,优选使用重均分子量为70万~270万的(甲基)丙烯酸类聚合物,进一步优选为80万~250万。重均分子量小于50万时,在耐热性方面不优选。另外,如果重均分子量大于300万,则为了调整至用于涂敷的粘度,需要大量的稀释溶剂,成本提高,因此不优选。需要说明的是,重均分子量是指通过GPC(凝胶渗透色谱)进行测定、并根据聚苯乙烯换算而算出的值。
这样的(甲基)丙烯酸类聚合物的制造可以适宜选择溶液聚合、本体聚合、乳液聚合、各种自由基聚合等公知的制造方法。另外,得到的(甲基)丙烯酸类聚合物可以是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等任意共聚物。
需要说明的是,在溶液聚合中,作为聚合溶剂,可使用例如乙酸乙酯、甲苯等。作为具体的溶液聚合例,可在氮气等不活泼气体气流中添加聚合引发剂、并通常在50~70℃左右、5~30小时左右的反应条件下进行反应。
对于在自由基聚合中使用的聚合引发剂、链转移剂、乳化剂等没有特殊限制,可以适宜选择使用。需要说明的是,(甲基)丙烯酸类聚合物的重均分子量可以根据聚合引发剂、链转移剂的使用量、反应条件而进行控制,可根据上述物质的种类调整适宜的使用量。
作为聚合引发剂,可列举例如,2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2′-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2′-偶氮二(2-甲基丙脒)二硫酸盐、2,2′-偶氮二(N.N′-二亚甲基异丁脒)、2,2′-偶氮二[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物(和光纯药公司制,VA-057)等偶氮类引发剂、过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化二月桂酰、过氧化二正辛酰、过氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、二(4-甲基苯甲酰基)过氧化物、过氧化二苯甲酰、过氧化异丁酸叔丁酯、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、叔丁基过氧化氢、过氧化氢等过氧化物类引发剂、过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合、过氧化物与抗坏血酸钠的组合等组合了过氧化物与还原剂的氧化还原类引发剂等,但不限定于此。
上述聚合引发剂可以单独使用,或者也可以混合两种以上使用,其总含量相对于单体100重量份优选为0.005~1重量份左右,更优选为0.02~0.5重量份左右。
需要说明的是,例如在使用2,2′-偶氮二异丁腈作为聚合引发剂来制造上述重均分子量的(甲基)丙烯酸类聚合物时,聚合引发剂的使用量相对于单体成分的总量100重量份优选设为0.06~0.2重量份左右,进一步优选为0.08~0.175重量份左右。
作为链转移剂,可列举例如:十二烷基硫醇、缩水甘油硫醇、巯基乙酸、2-巯基乙醇、硫代乙醇酸、硫代乙醇酸2-乙基己酯、2,3-二巯基-1-丙醇等。链转移剂可以单独使用,或者也可以混合2种以上使用,其整体的含量相对于单体成分的总量100重量份为0.1重量份左右以下。
另外,作为在进行乳液聚合时使用的乳化剂,可列举例如:月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸铵、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠等阴离子型乳化剂、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物等非离子型乳化剂等。这些乳化剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
此外,作为反应性乳化剂,导入了丙烯基、烯丙醚基等自由基聚合性官能团的乳化剂具体包括例如:AQUALON HS-10、HS-20、KH-10、BC-05、BC-10、BC-20(以上均为第一工业制药公司制)、ADEKA REASOAP SE10N(旭电化工公司制)等。反应性乳化剂在聚合后进入聚合物链,因而使耐水性提高,是优选的。乳化剂的使用量相对于单体成分的总量100重量份优选为0.3~5重量份,从聚合稳定性、机械稳定性出发,更优选为0.5~1重量份。
本发明的粘合剂组合物除上述(甲基)丙烯酸类聚合物以外,含有碱金属盐。
作为碱金属盐,可以使用碱金属的有机盐及无机盐。
作为构成碱金属盐的阳离子部的碱金属离子,可列举锂、钠、钾等各离子。从增大与起偏镜中的碘阴离子的相互作用、使起偏镜中的碘络合物稳定化的观点出发,碱金属离子与碘阴离子(I-)的键能优选为50kcal/mol以上,更优选为70kcal/mol以上,进一步优选为85kcal/mol以上,特别优选为105kcal/mol以上。从上述观点出发,碱金属离子中,优选与碘阴离子(I-)的键能为140.8kcal/mol的锂离子。另外,通过共聚而导入了上述(甲基)丙烯酸类聚合物的上述单体(1)为碱性的情况下,在该(甲基)丙烯酸类聚合物与起偏镜接触时,容易导致起偏镜劣化、发生脱色。然而,在构成碱金属盐的阳离子部的碱金属离子为锂离子的情况下,可以使起偏镜中的碘络合物稳定化,因此可有效地抑制起偏镜的脱色。
碱金属盐的阴离子部可以由有机物构成,也可以由无机物构成。为了使粘合剂层中的碱金属盐不易移动至起偏镜侧,优选阴离子部的体积大。作为构成有机盐的阴离子部,可使用例如CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)3C-、C4F9SO3 -、C3F7COO-、(CF3SO2)(CF3CO)N-、-O3S(CF2)3SO3 -、PF6 -、CO3 2-、下述通式(1)至(4)所示的阴离子部等。
(1):(CnF2n+1SO2)2N-(其中,n为1~10的整数)、
(2):CF2(CmF2mSO2)2N-(其中,m为1~10的整数)、
(3):-O3S(CF2)lSO3 -(其中,l为1~10的整数)、
(4):(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(其中,p、q为1~10的整数)。
特别地,由于含有氟原子的阴离子部可得到电离性良好的离子化合物,因此优选使用。作为构成无机盐的阴离子部,可使用Cl-、Br-、I-、AlCl4 -、Al2Cl7 -、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AsF6 -、SbF6 -、NbF6 -、TaF6 -、(CN)2N-等。作为阴离子部,如上所述,从优选体积大阴离子部的观点出发,优选(CF3SO2)2N-、(C2F5SO2)2N-等由上述通式(1)表示的全氟烷基磺酰亚胺,特别优选由(CF3SO2)2N-表示的三氟甲磺酰亚胺。
作为碱金属的有机盐,具体可列举:乙酸钠、海藻酸钠、木质素磺酸钠、甲苯磺酸钠、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N、Li(CF3SO2)3C、KO3S(CF2)3SO3K、LiO3S(CF2)3SO3K等,这些当中,优选LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N、Li(CF3SO2)3C等,更优选Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N等含氟酰亚胺锂盐,特别优选全氟烷基磺酰亚胺锂盐。
另外,作为碱金属的无机盐,可列举高氯酸锂、溴化锂。
为了得到本发明的效果,本发明的粘合剂组合物中的碱金属盐的含量相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份优选为0.01~5重量份,更优选为0.1~4.5重量份,进一步优选为0.5~4重量份。碱金属盐的含量小于0.01重量份时,难以对粘合剂层赋予抗静电功能。另一方面,碱金属盐的含量大于5重量份时,即使在使用了上述(甲基)丙烯酸类聚合物的情况下,也存在容易导致粘合剂层发生白浊、粘合剂层的透明性降低的倾向。
此外,本发明的粘合剂组合物可含有交联剂。作为交联剂,可使用有机类交联剂、多官能金属螯合物。作为有机类交联剂,可列举异氰酸酯类交联剂、过氧化物类交联剂、环氧类交联剂、亚胺类交联剂等。多官能金属螯合物是多价金属与有机化合物发生了共价键合或配位键合的螯合物。作为多价金属原子,可列举Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。作为发生共价键合或配位键合的有机化合物中的原子,可列举氧原子等,作为有机化合物,可列举烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
作为交联剂,优选异氰酸酯类交联剂和/或过氧化物类交联剂。作为异氰酸酯类交联剂所涉及的化合物,可列举例如:甲苯二异氰酸酯、氯亚苯基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化的二苯基甲烷二异氰酸酯等异氰酸酯单体及使这些异氰酸酯单体与三羟甲基丙烷等加成而得到的异氰酸酯化合物、异氰脲酸酯化物、缩二脲型化合物,以及与聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸多元醇、聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇等发生加成反应而得到的氨基甲酸酯预聚物型的异氰酸酯等。特别优选为多异氰酸酯化合物,为选自六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、及异佛尔酮二异氰酸酯中的1种或源于这些化合物的多异氰酸酯化合物。其中,选自六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、及异佛尔酮二异氰酸酯中的1种或源于这些化合物的多异氰酸酯化合物包括:六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多元醇改性六亚甲基二异氰酸酯、多元醇改性氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、三聚体型氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、及多元醇改性异佛尔酮二异氰酸酯等。示例出的多异氰酸酯化合物由于在其与羟基的反应中,特别是可使聚合物中含有的酸、碱像催化剂那样发挥作用,从而使反应迅速进行,因此,特别有助于加快交联,因而优选。
作为过氧化物,只要是通过加热或光照而产生自由基活性种使得粘合剂组合物的基础聚合物的交联进行的过氧化物,就能够合适地使用,但考虑到操作性、稳定性,优选使用1分钟半衰期温度为80℃~160℃的过氧化物,更优选使用1分钟半衰期温度为90℃~140℃的过氧化物。
作为能够使用的过氧化物,可列举例如:过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯(1分钟半衰期温度:90.6℃)、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯(1分钟半衰期温度:92.1℃)、过氧化二碳酸二仲丁酯(1分钟半衰期温度:92.4℃)、过氧化新癸酸叔丁酯(1分钟半衰期温度:103.5℃)、过氧化新戊酸叔己酯(1分钟半衰期温度:109.1℃)、过氧化新戊酸叔丁酯(1分钟半衰期温度:110.3℃)、过氧化二月桂酰(1分钟半衰期温度:116.4℃)、过氧化二正辛酰(1分钟半衰期温度:117.4℃)、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯(1分钟半衰期温度:124.3℃)、二(4-甲基苯甲酰基)过氧化物(1分钟半衰期温度:128.2℃)、过氧化二苯甲酰(1分钟半衰期温度:130.0℃)、过氧化异丁酸叔丁酯(1分钟半衰期温度:136.1℃)、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷(1分钟半衰期温度:149.2℃)等。其中,过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯(1分钟半衰期温度:92.1℃)、过氧化二月桂酰(1分钟半衰期温度:116.4℃)、过氧化二苯甲酰(1分钟半衰期温度:130.0℃)等因交联反应效率特别优异而优选使用。
需要说明的是,过氧化物的半衰期是表征过氧化物的分解速度的指标,是指直至过氧化物的残存量达到一半为止的时间。关于用于以任意时间获得半衰期的分解温度、以及在任意温度下的半衰期时间,记载于制造商产品目录等,例如,记载于日本油脂株式会社的《有机过氧化物产品目录第9版(2003年5月)》等。
相对于上述(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份,交联剂的使用量优选为0.01~20重量份,进一步优选为0.03~10重量份。需要说明的是,交联剂小于0.01重量份时,存在粘合剂的凝聚力不足的倾向,加热时有产生发泡的顾虑,另一方面,多于20重量份时,耐湿性不充分,在可靠性试验等中容易发生剥离。
上述异氰酸酯类交联剂可以单独使用一种,另外也可以混合两种以上使用,就其整体的含量而言,相对于上述(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份,上述多异氰酸酯化合物交联剂的含量优选为0.01~2重量份,更优选为0.02~2重量份,进一步优选为0.05~1.5重量份。可以考虑到在凝聚力、耐久性试验中的剥离的阻止等而适宜地含有。
上述过氧化物可以单独使用一种,另外也可以混合两种以上使用,就其整体的含量而言,相对于上述(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份,上述过氧化物的含量优选为0.01~2重量份,更优选为0.04~1.5重量份,进一步优选为0.05~1重量份。可以在该范围内适宜选择以调整加工性、再加工性、交联稳定性、剥离性等。
需要说明的是,作为反应处理后残存的过氧化物分解量的测定方法,例如,可以通过HPLC(高效液相色谱法)测定。
更具体而言,例如,可以将反应处理后的粘合剂组合物每次取出约0.2g,浸渍于乙酸乙酯10ml中,用振荡机在25℃下以120rpm振荡3小时进行提取后,在室温下静置3天。接下来,加入乙腈10ml,在25℃下以120rpm振荡30分钟,将利用膜滤器(0.45μm)过滤而得到的提取液约10μl注入HPLC并进行分析,可以得到反应处理后的过氧化物量。
此外,本发明的粘合剂组合物中可以含有硅烷偶联剂。通过使用硅烷偶联剂,能够提高耐久性。作为硅烷偶联剂,具体可列举例如:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含环氧基硅烷偶联剂、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基丁叉)丙胺、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等含氨基硅烷偶联剂、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等含(甲基)丙烯酸基硅烷偶联剂、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等含异氰酸酯基硅烷偶联剂等。
上述硅烷偶联剂可以单独使用,另外也可以混合两种以上使用。就其整体的含量而言,相对于上述(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份,上述硅烷偶联剂的含量优选为0.001~5重量份,更优选为0.01~1重量份,进一步优选为0.02~1重量份,更进一步优选为0.05~0.6重量份。上述含量是提高耐久性、并适度保持对液晶单元等光学部件的粘接力的量。
此外,在本发明的粘合剂组合物中,可以配合聚醚改性有机硅化合物。聚醚改性有机硅化合物可以使用例如日本特开2010-275522号公报中公开的聚醚改性有机硅化合物。
聚醚改性有机硅化合物具有聚醚骨架,并且在至少1个末端具有下述通式(1)所示的反应性甲硅烷基。
通式(1):-SiRaM3-a
(式中,R为任选具有取代基的碳原子数1~20的一价有机基团,M是羟基或水解性基团,a是0~2的整数。其中,存在多个R时,多个R可以相同,也可以互不相同,存在多个M时,多个M可以相同,也可以互不相同。)
作为上述聚醚改性有机硅化合物,可列举由通式(2)表示的化合物。
通式(2):RaM3-aSi-X-Y-(AO)n-Z
(式中,R为任选具有取代基的碳原子数1~20的一价有机基团,M是羟基或水解性基团,a是0~2的整数。其中,存在多个R时,多个R可以相同,也可以互不相同,存在多个M时,多个M可以相同,也可以互不相同。AO表示直链或支链的碳原子数1~10的氧化烯基,n为1~1700,表示氧化烯基的平均加成摩尔数。X表示碳原子数1~20的直链或支链的亚烷基,Y表示醚键、酯键、氨基甲酸酯键、或碳酸酯键。
Z为氢原子、一价的碳原子数1~10的烃基、通式(2A)或通式(2B)表示的基团,
通式(2A):-Y1-X-SiRaM3-a
(通式(2A)中,R、M、X与上述相同,Y1表示单键、-CO-键、-CONH-键、或-COO-键)
通式(2B):-Q{-(OA)n-Y-X-SiRaM3-a}m
(通式(2B)中,R、M、X、Y与上述相同,OA与上述AO相同,且n与上述相同,Q是2价以上的碳原子数1~10的烃基,m与该烃基的价数相同))。
作为聚醚改性有机硅化合物的具体例,可列举例如:Kaneka公司制造的MS聚合物S203、S303、S810;SILYL EST250、EST280;SAT10、SAT200、SAT220、SAT350、SAT400、旭硝子株式会社制造的EXCESTAR S2410、S2420或S3430等。
另外,在本发明的粘合剂组合物中,也可以含有其它公知的添加剂,可以根据使用的用途适当添加例如聚丙二醇等聚亚烷基二醇这样的聚醚化合物、着色剂、颜料等的粉体、染料、表面活性剂、增塑剂、增粘剂、表面润滑剂、流平剂、软化剂、抗氧剂、抗老化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻聚剂、无机或有机的填充剂、金属粉、粒状、箔状物等。另外,在能控制的范围内,也可以采用添加还原剂的氧化还原体系。
由上述粘合剂组合物形成粘合剂层,但在形成粘合剂层时,优选在调整交联剂整体的添加量的同时,充分考虑交联处理温度、交联处理时间的影响。
可以根据使用的交联剂调整交联处理温度、交联处理时间。交联处理温度优选为170℃以下。
另外,上述交联处理可以在粘合剂层的干燥工序时的温度下进行,也可以在干燥工序后另行设定交联处理工序来进行。
另外,关于交联处理时间,可以考虑生产性、操作性来进行设定,但通常为0.2~20分钟左右,优选为0.5~10分钟左右。
本发明的带粘合剂层的偏振膜仅在起偏镜的一侧设置透明保护膜,在另一侧不设置透明保护膜、而是在起偏镜上由上述粘合剂组合物形成粘合剂层。
作为形成粘合剂层的方法,可利用如下的方法制作:例如,将上述粘合剂组合物涂布于经过了剥离处理的隔膜等,在干燥除去聚合溶剂等而形成粘合剂层之后,转印至偏振膜的方法;或在偏振膜上涂布上述粘合剂组合物,干燥除去聚合溶剂等而在偏振膜上形成粘合剂层的方法等。需要说明的是,涂布粘合剂时,也可以适当地新加入聚合溶剂以外的一种以上溶剂。
作为经过了剥离处理的隔膜,可优选使用有机硅剥离衬。在将本发明的粘接剂组合物涂布于这样的衬上并使其干燥而形成粘合剂层的工序中,作为使粘合剂干燥的方法,可根据目的而适当地采用适宜的方法。优选采用对上述涂布膜进行加热干燥的方法。加热干燥温度优选为40℃~200℃,更优选为50℃~180℃,特别优选为70℃~170℃。通过使加热温度在上述的范围,可以获得具有优异粘合特性的粘合剂。
干燥时间可适当地采用适宜的时间。上述干燥时间优选为5秒钟~20分钟,进一步优选为5秒钟~10分钟,特别优选为10秒钟~5分钟。
另外,可以在偏振膜的表面形成锚固层,或在实施了电晕处理、等离子体处理等各种易粘接处理后形成粘合剂层。另外,可以对粘合剂层的表面进行易粘接处理。
作为粘合剂层的形成方法,可采用各种方法。具体可列举例如:辊涂法、辊舐涂布法、凹版涂布法、反向涂布法、辊刷法、喷涂法、浸渍辊涂法、棒涂法、刮涂法、气刀涂布法、淋涂法、模唇涂布法、利用模涂机等的挤出涂布法等方法。
上述粘合剂层的厚度没有特殊限制,例如为1~100μm左右。优选为2~50μm,更优选为2~40μm,进一步优选为5~35μm。
上述粘合剂层在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后的表面电阻值(B)与在上述加湿环境中保管前的表面电阻值(A)的变化率(B×100/A)优选为700%以下,更优选为500%以下,进一步优选为400%以下,更进一步优选为300%以下。
另外,上述粘合剂层在上述加湿环境中保管前的表面电阻值(A)优选为1.0×1011Ω/□以下,更优选为8.0×1010Ω/□以下,进一步优选为5.0×1010Ω/□以下。
在上述粘合剂层露出的情况下,可以利用经过了剥离处理的片(隔膜)保护粘合剂层直到供于实际使用为止。
作为隔膜的构成材料,可列举例如:聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯膜等塑料膜、纸、布、无纺布等多孔性材料、网、发泡片、金属箔、及它们的层压体等适宜的薄片物等,但从表面平滑性优异的方面出发,优选使用塑料膜。
作为该塑料膜,只要是能够保护上述粘合剂层的膜则没有特殊限定,可列举例如:聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、聚氨酯膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜等。
上述隔膜的厚度通常为5~200μm、优选为5~100μm左右。还可以根据需要采用有机硅类、氟类、长链烷基类或脂肪酸酰胺类的脱模剂、二氧化硅粉等对上述隔膜进行脱模及防污处理、或者对上述隔膜进行涂布型、混入型、蒸镀型等的抗静电处理。特别是,可以通过对上述隔膜的表面适当进行有机硅处理、长链烷基处理、氟处理等剥离处理而进一步提高相对于上述粘合剂层的剥离性。
需要说明的是,在制作上述带粘合剂层的偏振膜时使用的经过了剥离处理的片可以直接以带粘合剂层的偏振膜的隔膜的形式使用,可以实现在工序方面的简化。
偏振膜可使用仅在起偏镜的单侧具有透明保护膜的偏振膜。
起偏镜没有特殊限定,可以使用各种起偏镜。作为起偏镜,可列举例如:使碘、二色性染料这样的二色性物质吸附于聚乙烯醇类膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇类膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类部分皂化膜等亲水性高分子膜并进行单向拉伸而得到的膜、聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯类取向膜等。这些当中,优选由聚乙烯醇类膜和碘等二色性物质形成的起偏镜。这些起偏镜的厚度没有特殊限制,通常为80μm左右以下。
用碘对聚乙烯醇类膜染色并进行单向拉伸而成的起偏镜例如可通过将聚乙烯醇类膜浸渍于碘的水溶液中来染色、并拉伸至原长的3~7倍而制作。也可以浸渍于根据需要而任选包含硼酸、硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。进一步地,也可以根据需要而在染色前将聚乙烯醇类膜浸渍于水中进行水洗。通过对聚乙烯醇类膜进行水洗,除了可以洗去聚乙烯醇类膜表面的污垢、抗粘连剂以外,还具有使聚乙烯醇类膜溶胀从而防止染色不均等不均的效果。拉伸可以在利用碘进行染色之后进行,也可以边染色边拉伸,另外还可以在进行拉伸之后利用碘进行染色。在硼酸、碘化钾等的水溶液或水浴中也可以进行拉伸。
从薄型化、及抑制所谓的贯穿裂纹的产生的观点出发,起偏镜的厚度优选为12μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为8μm以下,更进一步优选为7μm以下,特别优选为6μm以下。另一方面,起偏镜的厚度优选为2μm以上,进一步优选为3μm以上。这样的薄型起偏镜由于厚度不均少、视觉辨认性优异,并且尺寸变化少,因此对热冲击的耐久性优异。
作为代表性的薄型起偏镜,可列举在日本特开昭51-069644号公报、日本特开2000-338329号公报、WO2010/100917号小册子、PCT/JP2010/001460的说明书、或日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书中记载的薄型偏振层。这些薄型偏振层可以通过包括将聚乙烯醇类树脂(以下也称为PVA)层和拉伸用树脂基材以层叠体的状态进行拉伸的工序、和进行染色的工序的制法而得到。如果是该制法,即使PVA类树脂层较薄,由于被拉伸用树脂基材所支撑,也可以进行拉伸而不会产生由拉伸导致的断裂等不良情况。
作为上述薄型偏振层,在包括以层叠体的状态进行拉伸的工序、和进行染色的工序的制法中,从能够以高倍率进行拉伸而提高偏光性能的方面考虑,优选WO2010/100917号小册子、PCT/JP2010/001460的说明书、或日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书中记载的那样的包括在硼酸水溶液中进行拉伸的工序的制法而得到的薄型起偏镜,特别是日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书中记载的包括在硼酸水溶液中进行拉伸之前辅助性地进行气体氛围中拉伸的工序的制法而得到的薄型起偏镜。
上述的PCT/JP2010/001460的说明书中记载的薄型高功能偏振层是在树脂基材上一体地成膜的、由使二色性物质取向而成的PVA类树脂形成的厚度为7μm以下的薄型高功能偏振层,该薄型高功能偏振层具有单体透射率为42.0%以上且偏振度为99.95%以上的光学特性。
上述薄型高功能偏振层可通过如下操作来制造:在至少具有20μm的厚度的树脂基材上通过PVA类树脂的涂布及干燥生成PVA类树脂层,将生成的PVA类树脂层浸渍于二色性物质的染色液,使二色性物质吸附于PVA类树脂层,将吸附有二色性物质的PVA类树脂层在硼酸水溶液中与树脂基材一体地拉伸、并使总拉伸倍率达到原长的5倍以上。
另外,可通过下述方法制造上述薄型高功能偏振层,该方法是制造包含使二色性物质发生了取向的薄型高功能偏振层的层叠体膜的方法,其包括:生成包含至少具有20μm的厚度的树脂基材、和通过在树脂基材的一面涂布包含PVA类树脂的水溶液并进行干燥而形成的PVA类树脂层的层叠体膜的工序;通过将包含树脂基材和形成于树脂基材的一面的PVA类树脂层的上述层叠体膜浸渍于包含二色性物质的染色液中,从而使层叠体膜中所含的PVA类树脂层吸附二色性物质的工序;将包含吸附有二色性物质的PVA类树脂层的上述层叠体膜在硼酸水溶液中拉伸至总拉伸倍率达到原长的5倍以上的工序;以及通过将吸附有二色性物质的PVA类树脂层与树脂基材一体地拉伸,从而制造在树脂基材的一面成膜有包含使二色性物质发生了取向的PVA类树脂层的薄型高功能偏振层的层叠体膜的工序,该薄型高功能偏振层的厚度为7μm以下,且具有单体透射率为42.0%以上且偏振度为99.95%以上的光学特性。
在本发明中,如上所述,在上述带粘合剂层的偏振膜中,作为厚度为12μm以下的起偏镜,可使用使二色性物质发生了取向的PVA类树脂所形成的连续网状偏振层,偏振层是通过将包含在该热塑性树脂基材上成膜的聚乙烯醇类树脂层的层叠体利用包括气体氛围中辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸的2步拉伸工序进行拉伸而得到的。作为上述热塑性树脂基材,优选非晶性酯类热塑性树脂基材或结晶性酯类热塑性树脂基材。
上述的日本特愿2010-269002号说明书、日本特愿2010-263692号说明书的薄型偏振层是使二色性物质发生了取向的PVA类树脂所形成的连续网状的偏振层,是通过将包含在非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的PVA类树脂层的层叠体利用包括气体氛围中辅助拉伸和硼酸水溶液中拉伸的2步拉伸工序进行拉伸而形成为12μm以下厚度的偏振层。优选使这样的薄型偏振层具有将单体透射率设为T、将偏振度设为P时满足P>-(100.929T-42.4-1)×100(其中,T<42.3)、及P≥99.9(其中,T≥42.3)的条件的光学特性。
具体而言,上述薄型偏振层可通过下述的薄型偏振层的制造方法制造,所述制造方法包括:通过对在连续网状的非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的PVA类树脂层进行气体氛围中高温拉伸,生成包含发生了取向的PVA类树脂层的拉伸中间产物的工序;通过使拉伸中间产物吸附二色性物质,生成包含使二色性物质(优选为碘或碘与有机染料的混合物)发生了取向的PVA类树脂层的着色中间产物的工序;以及通过对着色中间产物进行硼酸水溶液中拉伸,生成包含使二色性物质发生了取向的PVA类树脂层的厚度为12μm以下的偏振层的工序。
在该制造方法中,优选使利用气体氛围中高温拉伸和硼酸水溶液中拉伸得到的在非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的PVA类树脂层的总拉伸倍率为5倍以上。用于硼酸水溶液中拉伸的硼酸水溶液的液温可设为60℃以上。在硼酸水溶液中对着色中间产物进行拉伸前,优选对着色中间产物实施不溶化处理,该情况下,优选通过将上述着色中间产物浸渍于液温不超过40℃的硼酸水溶液中来进行。上述非晶性酯类热塑性树脂基材可采用包含使间苯二甲酸共聚而成的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯、使环己烷二甲醇共聚而成的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯或其它共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯,优选为由透明树脂制成的基材,其厚度可设为待成膜的PVA类树脂层的厚度的7倍以上。另外,气体氛围中高温拉伸的拉伸倍率优选为3.5倍以下,气体氛围中高温拉伸的拉伸温度优选为PVA类树脂的玻璃化转变温度以上,具体优选为95℃~150℃的范围。在以自由端单向拉伸进行气体氛围中高温拉伸的情况下,在非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的PVA类树脂层的总拉伸倍率优选为5倍以上且7.5倍以下。另外,在以固定端单向拉伸进行气体氛围中高温拉伸的情况下,在非晶性酯类热塑性树脂基材上成膜的PVA类树脂层的总拉伸倍率优选为5倍以上且8.5倍以下。
更具体而言,可通过如下所述的方法制造薄型偏振层。
制作使间苯二甲酸6mol%共聚而成的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(非晶性PET)的连续网状基材。非晶性PET的玻璃化转变温度为75℃。如下所述地制作包含连续网状的非晶性PET基材和聚乙烯醇(PVA)层的层叠体。另外,PVA的玻璃化转变温度为80℃。
准备200μm厚的非晶性PET基材和将聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末溶解于水中而成的4~5%浓度的PVA水溶液。接下来,在200μm厚的非晶性PET基材上涂布PVA水溶液,以50~60℃的温度进行干燥,得到在非晶性PET基材上成膜有7μm厚的PVA层的层叠体。
对包含7μm厚的PVA层的层叠体经过包括气体氛围中辅助拉伸及硼酸水溶液中拉伸的2步拉伸工序的以下工序制造3μm厚的薄型高功能偏振层。通过第1步的气体氛围中辅助拉伸工序,将包含7μm厚的PVA层的层叠体与非晶性PET基材一体地拉伸,生成包含5μm厚的PVA层的拉伸层叠体。具体而言,该拉伸层叠体是通过将包含7μm厚的PVA层的层叠体设置于配备在设定为130℃的拉伸温度环境的烘箱中的拉伸装置、以使拉伸倍率达到1.8倍的方式进行自由端单向拉伸而成的。通过该拉伸处理,使拉伸层叠体中所含的PVA层变为PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层。
接下来,通过染色工序,生成在PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层中吸附有碘的着色层叠体。具体而言,该着色层叠体如下所述地得到:将拉伸层叠体在液温30℃的含有碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间、并使最终生成的构成高功能偏振层的PVA层的单体透射率达到40~44%,由此使碘吸附于拉伸层叠体中所含的PVA层。在本工序中,染色液以水为溶剂,将碘浓度设为0.12~0.30重量%的范围内,将碘化钾浓度设为0.7~2.1重量%的范围内。碘与碘化钾的浓度比为1比7。另外,将碘溶解于水时需要碘化钾。更详细而言,通过将拉伸层叠体浸渍于碘浓度0.30重量%、碘化钾浓度2.1重量%的染色液中60秒钟,从而生成在PVA分子发生了取向的5μm厚的PVA层中吸附有碘的着色层叠体。
进而,通过第2步的硼酸水溶液中拉伸工序,进一步将着色层叠体与非晶性PET基材一体地拉伸,生成包含3μm厚的构成高功能偏振层的PVA层的光学膜层叠体。具体而言,该光学膜层叠体如下所述地得到:将着色层叠体设置于配备在设定于包含硼酸和碘化钾的液温范围60~85℃的硼酸水溶液的处理装置中的拉伸装置、以使拉伸倍率为3.3倍的方式进行自由端单向拉伸。更详细而言,硼酸水溶液的液温为65℃。另外,将硼酸含量设为相对于水100重量份为4重量份,将碘化钾含量设为相对于水100重量份为5重量份。在本工序中,首先将调整了碘吸附量后的着色层叠体浸渍于硼酸水溶液中5~10秒钟。之后,使该着色层叠体直接在配置于处理装置的拉伸装置、即圆周速度不同的多组辊间通过,花费30~90秒、以拉伸倍率成为3.3倍的方式进行自由端单向拉伸。通过该拉伸处理,使着色层叠体中所含的PVA层变成被吸附的碘以多碘离子络合物的形式沿着一个方向发生了高次取向的3μm厚的PVA层。该PVA层构成光学膜层叠体的高功能偏振层。
虽不是光学膜层叠体的制造中必须的工序,但优选通过清洗工序将光学膜层叠体从硼酸水溶液中取出,并将附着于在非晶性PET基材上成膜的3μm厚的PVA层的表面的硼酸用碘化钾水溶液清洗。之后,将清洗后的光学膜层叠体通过利用60℃的暖风进行的干燥工序干燥。需要说明的是,清洗工序是用于消除硼酸析出等外观不良的工序。
虽同样不是光学膜层叠体的制造中必须的工序,但还可以通过贴合和/或转印工序,一边将粘接剂涂布于在非晶性PET基材上成膜的3μm厚的PVA层的表面,一边贴合厚度40μm的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂膜,然后将非晶性PET基材剥离,将3μm厚的PVA层转印至厚度40μm的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂膜。
[其它工序]
上述的薄型偏振层的制造方法除上述工序以外,还可以包括其它工序。作为其它工序,可列举例如:不溶化工序、交联工序、干燥(水分率的调节)工序等。其它工序可在任意适当的时刻进行。
代表性的上述不溶化工序通过将PVA类树脂层浸渍于硼酸水溶液中来进行。通过实施不溶化处理,可以对PVA类树脂层赋予耐水性。该硼酸水溶液的浓度相对于水100重量份优选为1重量份~4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液温优选为20℃~50℃。优选不溶化工序在制作层叠体后、且染色工序、水中拉伸工序前进行。
代表性的上述交联工序通过将PVA类树脂层浸渍于硼酸水溶液中而进行。通过实施交联处理,可对PVA类树脂层赋予耐水性。该硼酸水溶液的浓度相对于水100重量份优选为1重量份~4重量份。另外,在上述染色工序后进行交联工序的情况下,优选进一步配合碘化物。通过配合碘化物,可抑制吸附于PVA类树脂层的碘的溶出。碘化物的配合量相对于水100重量份优选为1重量份~5重量份。碘化物的具体例如上所述。交联浴(硼酸水溶液)的液温优选为20℃~50℃。优选在上述第2硼酸水溶液中拉伸工序之前进行交联工序。在优选的实施方式中,依次进行染色工序、交联工序及第2硼酸水溶液中拉伸工序。
作为构成透明保护膜的材料,可使用例如透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂的具体例,可列举三乙酸纤维素等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸树脂、环状聚烯烃树脂(降冰片烯类树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、及它们的混合物。也可以在透明保护膜中含有1种以上任意适宜的添加剂。作为添加剂,可列举例如紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、防着色剂、阻燃剂、成核剂、抗静电剂、颜料、着色剂等。透明保护膜中的上述热塑性树脂的含量优选为50~100重量%、更优选为50~99重量%、进一步优选为60~98重量%、特别优选为70~97重量%。透明保护膜中的上述热塑性树脂的含量为50重量%以下时,有可能无法充分显示出热塑性树脂原本所具有的高透明性。
需要说明的是,在起偏镜的一侧通过粘接剂层贴合有透明保护膜。起偏镜与透明保护膜的粘接处理中可使用粘接剂。作为粘接剂,可例示异氰酸酯类粘接剂、聚乙烯醇类粘接剂、明胶类粘接剂、乙烯基类胶乳类、水性聚酯等。上述粘接剂通常以由水溶液形成的粘接剂的形式使用,通常含有0.5~60重量%的固体成分而成。除上述以外,作为起偏镜与透明保护膜的粘接剂,可列举紫外固化型粘接剂、电子束固化型粘接剂等。电子束固化型偏振膜用粘接剂对上述各种透明保护膜显示出适宜的粘接性。另外,在本发明中使用的粘接剂中可含有金属化合物填料。
另外,上述偏振膜可与其它光学膜叠层。作为其它光学膜,可列举例如:反射板、反透射板、相位差膜(包括1/2、1/4等波片)、视觉补偿膜、亮度提高膜等有时在液晶显示装置等的形成中被使用的成为光学层的光学膜。它们可以在实际使用时层叠于上述偏振膜而使用1层或2层以上。
在偏振膜上层叠有上述光学层的光学膜也可以采用在液晶显示装置等的制造过程中依次分别进行层叠的方式来形成,但在预先层叠而制成光学膜时,具有品质的稳定性、组装作业等优异、能够使液晶显示装置等的制造工序改善的优点。层叠可采用粘合层等适宜的粘接方式。将上述的偏振膜与其它光学层粘接时,它们的光学轴可以根据目标的相位差特性等而形成为适宜的配置角度。
本发明的带粘合剂层的偏振膜在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后的偏振度(B)与在上述加湿环境中保管前的偏振度(A)的变化量(A-B)优选为0.05以内,更优选为0.04以内,进一步优选为0.03以内。
本发明的带粘合剂层的偏振膜可以优选用于液晶显示装置等各种图像显示装置的形成等。液晶显示装置的形成可基于现有的方式来进行。即,液晶显示装置通常可以通过将液晶单元等显示面板和带粘合剂层的偏振膜、及根据需要而使用的照明系统等构成部件适宜组装并导入驱动电路等而形成,在本发明中,除了使用本发明的带粘合剂层的偏振膜这点以外,没有特殊限定,可以按照现有的方式来形成。对于液晶单元,也可以使用例如TN型、STN型、π型、VA型、IPS型等任意类型等的液晶单元。
可以形成在液晶单元等显示面板的单侧或两侧配置有带粘合剂层的偏振膜的液晶显示装置、在照明系统中使用了背光灯或反射板的液晶显示装置等适宜的液晶显示装置。此时,本发明的带粘合剂层的偏振膜可以设置于液晶单元等显示面板的单侧或两侧。在两侧设置光学膜的情况下,它们可以相同,也可以不同。进一步,在形成液晶显示装置时,可以在适当的位置配置1层或2层以上的例如扩散层、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光扩散片、背光灯等适宜的部件。
实施例
以下,通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明不受这些实施例的限定。需要说明的是,各例中的份及%均为重量基准。以下,没有特别限定的室温放置条件均为23℃、65%RH。
<(甲基)丙烯酸类聚合物的重均分子量的测定>
(甲基)丙烯酸类聚合物的重均分子量通过GPC(凝胶渗透色谱法)测定。
·分析装置:东曹株式会社制、HLC-8120GPC
·色谱柱:东曹株式会社制、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
·柱温:40℃
·流量:0.8ml/min
·注入量:100μl
·洗脱液:四氢呋喃
·检测器:差示折射计(RI)
·标准试样:聚苯乙烯
<偏振膜的制作>
(起偏镜的制作)
对吸水率为0.75%、Tg为75℃的非晶性的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(IPA共聚PET)膜(厚度:100μm)基材的单面实施电晕处理,并对该电晕处理面于25℃涂布以9:1的比例包含聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2摩尔%)及乙酰乙酰基改性PVA(聚合度1200、乙酰乙酰基改性率4.6%、皂化度99.0摩尔%以上、日本合成化学工业株式会社制、商品名“GOHSEFIMER Z200”)的水溶液并进行干燥,形成了厚度11μm的PVA类树脂层,制作了层叠体。
将所得层叠体于120℃的烘箱内、在圆周速度不同的辊间进行了沿纵向(长度方向)拉伸至2.0倍的自由端单向拉伸(气体氛围中辅助拉伸处理)。
接着,将层叠体在液温30℃的不溶化浴(相对于水100重量份配合硼酸4重量份而得到的硼酸水溶液)中浸渍了30秒钟(不溶化处理)。
接着,在液温30℃的染色浴中,以使偏振片达到给定透射率的方式调整碘浓度、浸渍时间,同时进行了浸渍。本实施例中,在相对于水100重量份配合碘0.2重量份、并配合碘化钾1.0重量份而得到的碘水溶液中浸渍了60秒钟(染色处理)。
接着,在液温30℃的交联浴(相对于水100重量份配合碘化钾3重量份、并配合硼酸3重量份而得到的硼酸水溶液)中浸渍了30秒钟(交联处理)。
然后,将层叠体浸渍于液温70℃的硼酸水溶液(相对于水100重量份配合硼酸4重量份、并配合碘化钾5重量份而得到的水溶液)中的同时,在圆周速度不同的辊间沿着纵向(长度方向)以使总拉伸倍率达到5.5倍的方式进行了单向拉伸(水溶液中拉伸处理)。
然后,将层叠体浸渍于液温30℃的清洗浴(相对于水100重量份配合碘化钾4重量份而得到的水溶液)中(清洗处理)。
通过以上操作,得到了包含厚度5μm、硼酸含量16%的起偏镜的光学膜层叠体。
(应用于透明保护膜的粘接剂的制作)
将N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)40重量份、丙烯酰基吗啉(ACMO)60重量份及光引发剂“IRGACURE 819”(BASF公司制)3重量份混合,制备了紫外线固化型粘接剂。
(偏振膜的制作)
一边在光学膜层叠体的起偏镜的表面涂布上述紫外线固化型粘接剂,一边对厚度40μm的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸树脂膜的易粘接处理面实施电晕处理并贴合,然后将非晶性PET基材剥离,制作了使用了薄型起偏镜的偏振膜。以下,将其称为薄型偏振膜。
<丙烯酸类聚合物(A1)的制备>
在具备搅拌叶片、温度计、氮气导入管、冷凝器的4颈烧瓶中加入丙烯酸丁酯80.3份、丙烯酸4-羟基丁酯0.5份、丙烯酸0.2份、N-乙烯基吡咯烷酮3份、及丙烯酸苯氧基乙酯16份的单体混合物。进一步地,相对于上述单体混合物(固体成分)100份,将作为聚合引发剂的2,2′-偶氮二异丁腈0.15份和乙酸乙酯一起加入,一边缓慢地搅拌一边导入氮气而进行了氮气置换后,将烧瓶内的液温保持为60℃左右,进行了7小时聚合反应。然后,向得到的反应液中添加乙酸乙酯,制备了固体成分浓度调整为30%的重均分子量为140万的丙烯酸类聚合物(A1)的溶液。
<丙烯酸类聚合物(A2)~(A12)的制备>
在上述丙烯酸类聚合物(A1)的制备中,将单体的组成如表1所示地变更,并调整聚合条件,除此以外,通过同样的方法制备了丙烯酸类聚合物(A2)~(A12)的溶液。
实施例1
(粘合剂组合物的制备)
相对于得到的丙烯酸类聚合物(A1)溶液的固体成分100份,配合双(三氟甲磺酰)亚胺锂(三菱材料电子化成株式会社制)1份,进一步配合三羟甲基丙烷六亚甲基二异氰酸酯(三井化学株式会社制、商品名“Takenate D-160N”)0.17份、过氧化二苯甲酰0.25份、硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制、商品名“X-41-1810”)0.2重量份、及含乙酰乙酰基的硅烷偶联剂(综研化学株式会社制、商品名“A-100”)0.2重量份,制备了丙烯酸类粘合剂溶液。
(带粘合剂层的偏振膜的制作)
接下来,用喷涂器将上述丙烯酸类粘合剂溶液均匀地涂敷于用有机硅类剥离剂进行了处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(隔膜)的表面,在155℃的空气循环式恒温烘箱中干燥1分钟,在隔膜的表面形成了厚度为20μm的粘合剂层。接着,将形成于隔膜上的粘合剂层转印至上述制作的薄型偏振膜的起偏镜的偏振层侧,制作了带粘合剂层的偏振膜。
实施例2~9、比较例1~4
在实施例1中,制备粘合剂组合物时,将各成分的种类或使用量如表1所示地进行了变更,除此以外,与实施例1同样地制作了带粘合剂层的偏振膜。
对上述实施例及比较例中得到的带粘合剂层的偏振膜进行了以下的评价。将评价结果示于表1。
<偏振度的变化量的测定>
将带粘合剂层的偏振膜的隔膜剥离,利用层压机粘贴于显微镜载玻片(松浪玻璃株式会社制、商品名“S200”)。接着,在50℃、0.5MPa下进行15分钟的高压釜处理,使上述带粘合剂层的偏振膜完全密合于无碱玻璃。接着,在60℃/90%RH的加湿环境中保管了500小时。利用日本分光株式会社制的V7100测定了保管前与保管后的偏振膜的偏振度。通过下式计算出偏振度的变化量,并按照下述基准进行了评价。
变化量ΔP=(保管前的偏振度)-(保管后的偏振度)
(评价基准)
◎:0≤ΔP<0.02
○:0.02≤ΔP<0.04
△:0.04≤ΔP<0.05
×:0.05≤ΔP
<表面电阻值的变化率的测定>
将带粘合剂层的偏振膜的隔膜剥离后,用Mitsubishi Chemical Analytech株式会社制MCP-HT450测定了粘合剂表面的表面电阻值(Ω/□)。另外,将带粘合剂层的偏振膜在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后,也与上述同样地测定了粘合剂表面的表面电阻值。通过下式计算出表面电阻值的变化率(%),按照下述基准进行了评价。
变化率ΔR(%)=(保管后的表面电阻值)×100/(保管前的表面电阻值)
(评价基准)
◎:0≤ΔR<300
○:300≤ΔR<500
△:500≤ΔR<700
×:700≤ΔR
<雾度的测定>
将带粘合剂层的偏振膜的隔膜剥离后,通过在JIS 7136中确定的方法,使用雾度计(村上色彩科学研究所制、HN-150)测定了带粘合剂层的偏振膜的雾度(%)。带粘合剂层的偏振膜的雾度优选为3%以下,更优选为1%以下。
表1中的化合物如下所述。
BA:丙烯酸丁酯
4HBA:丙烯酸4-羟基丁酯
AA:丙烯酸
NVP:N-乙烯基吡咯烷酮
ACMO:N-丙烯酰基吗啉
MMA:甲基丙烯酸甲酯
PEA:丙烯酸苯氧基乙酯
LiTFSi:双(三氟甲磺酰)亚胺锂(三菱材料电子化成株式会社制)
工业实用性
本发明的带粘合剂层的偏振膜可单独、或者以层叠有该偏振膜的光学膜的形式用于液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置等图像显示装置。
Claims (9)
1.一种带粘合剂层的偏振膜,其具有:
偏振膜、和
设置在该偏振膜上的粘合剂层,
所述偏振膜仅在起偏镜的单侧具有透明保护膜,所述粘合剂层设置于不具有所述透明保护膜的一侧的起偏镜,并且,
所述粘合剂层由含有(甲基)丙烯酸类聚合物及碱金属盐的粘合剂组合物形成,
所述(甲基)丙烯酸类聚合物含有具有氮原子和碳-碳双键的单体(1)作为单体单元,
所述单体(1)为内酰胺类单体,所述内酰胺类单体为选自含N-(甲基)丙烯酰基的内酰胺类单体、N-乙烯基吡咯烷酮及N-乙烯基哌啶酮中的至少一种,
所述碱金属盐中的碱金属与碘阴离子(I-)的键能为50kcal/mol以上。
2.根据权利要求1所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,所述碱金属盐中的碱金属为锂。
3.根据权利要求1或2所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,所述(甲基)丙烯酸类聚合物含有所述单体(1)0.1~10重量%作为单体单元。
4.根据权利要求1或2所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100重量份,所述粘合剂组合物含有碱金属盐0.01~5重量份。
5.根据权利要求1或2所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,所述粘合剂层在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后的表面电阻值(B)与在所述加湿环境中保管前的表面电阻值(A)的变化率(B×100/A)为700%以下。
6.根据权利要求5所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,所述粘合剂层在所述加湿环境中保管前的表面电阻值(A)为1.0×1011Ω/□以下。
7.根据权利要求1或2所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,所述起偏镜的厚度为12μm以下。
8.根据权利要求1或2所述的带粘合剂层的偏振膜,其中,所述带粘合剂层的偏振膜在60℃/90%RH的加湿环境中保管500小时后的偏振度(B)与在所述加湿环境中保管前的偏振度(A)的变化量(A-B)为0.05以内。
9.一种图像显示装置,其使用了至少1片权利要求1~8中任一项所述的带粘合剂层的偏振膜。
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