CN110462473A - 带粘合剂层的单侧保护偏振膜、图像显示装置及其连续制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供即使不在起偏镜与粘合剂层之间设置涂敷层也可以抑制由纳米狭缝引起的缺陷、进而再操作性优异的带粘合剂层的单侧保护偏振膜。本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜具有仅在起偏镜的单面具有保护膜的单侧保护偏振膜、并且在上述单侧保护偏振膜的起偏镜侧直接或隔着涂敷层具有粘合剂层,上述粘合剂层在‑40℃时的储能模量为7.0×107Pa以上,上述粘合剂层相对于无碱玻璃表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力为8N/25mm以下,且上述粘合剂层相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力为8N/25mm以下。
Description
技术领域
本发明涉及具有仅在起偏镜的单面设置有保护膜的单侧保护偏振膜以及粘合剂层的带粘合剂层的单侧保护偏振膜。上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜可以单独、或以层叠了其的光学膜的形式形成液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置等图像显示装置。
背景技术
对于液晶显示装置而言,从其图像形成方式来看,在形成液晶面板表面的玻璃基板的两侧配置偏振膜是必不可少的。就偏振膜而言,通常使用的是在由聚乙烯醇类膜和碘等二色性材料形成的起偏镜的单面或两面利用聚乙烯醇类粘接剂等贴合保护膜而成的偏振膜。
在将上述偏振膜贴合于液晶单元等时,通常要使用粘合剂。另外,由于具有能够瞬时地固定偏振膜、无需进行用于使偏振膜粘固的干燥工序等优点,因此粘合剂可预先以粘合剂层的形式被设置于偏振膜的单面。即,在偏振膜的贴合中,通常可使用带粘合剂层的单侧保护偏振膜.
另外,偏振膜、带粘合剂层的单侧保护偏振膜在热冲击(例如,重复-30℃和80℃的温度条件的热冲击试验、100℃的高温下试验)的苛刻环境中,存在容易因起偏镜的收缩应力的变化而在起偏镜的整个吸收轴方向产生裂纹(贯穿裂纹)的问题。即,带粘合剂层的单侧保护偏振膜在上述苛刻环境中的相对于热冲击的耐久性不足。特别是,对于从薄型化的观点出发而使用了仅在起偏镜的单面设置保护膜的单侧保护偏振膜的带粘合剂层的单侧保护偏振膜而言,上述相对于热冲击的耐久性不足。另外,由上述热冲击引发的贯穿裂纹在偏振膜的尺寸变大的情况下更容易产生。
例如,为了赋予高温环境中的高耐久性,已提出了使用23℃下的储能模量为0.2~10MPa、且厚度为2μm以上且小于25μm的粘合剂层作为带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层(专利文献1)。另外,为了在高温环境中也赋予良好的耐久性,已提出了在起偏镜的一面设置压敏粘接剂层、而在起偏镜的另一面设置由透明树脂膜制成的保护层的偏振片中,使用在23~80℃的温度范围内显示0.15~1MPa的储能模量的粘接剂层作为上述压敏粘接剂层(专利文献2)。另外,为了抑制上述贯穿裂纹的产生,已提出了使用将与起偏镜的吸收轴正交的方向的收缩力控制得较小、且粘合剂层在23℃下的储能模量为0.20MPa以上的粘合剂层作为带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层(专利文献3)。另外,对于起偏镜也进行了薄型化,例如,已提出了对单体透射率、偏振度这样的光学特性进行了控制且显示高取向性的薄型起偏镜(专利文献4)。
然而,在专利文献1中,即使满足耐久性,也会由于起偏镜的厚度高达25μm而无法防止由起偏镜的收缩应力引起的贯穿裂纹的产生。另外,专利文献1~3以提高带粘合剂层的单侧保护偏振膜的耐久性为课题,因此,在起偏镜中使用的硼酸比较多。还已知:起偏镜中所含的硼酸多于特定数值的情况下,加热时会因硼酸而促进交联,起偏镜的收缩应力变大,因此,从抑制贯穿裂纹的产生的观点出发并不优选。即,在专利文献1~3中,虽然可通过控制粘合剂层的储能模量而在某种程度上防止贯穿裂纹,但不能说可充分抑制贯穿裂纹的产生。
另一方面,对于起偏镜也进行了薄型化。在减薄了带粘合剂层的单侧保护偏振膜中使用的起偏镜的情况下,起偏镜的收缩应力的变化变小。由此可知,如果制成经过了薄型化的起偏镜,则能够抑制上述贯穿裂纹的产生。
然而,已知在上述贯穿裂纹的产生得到抑制的带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,在如专利文献4那样控制光学特性、并减薄了起偏镜的情况下(例如,使厚度达到12μm以下的情况下),在对带粘合剂层的单侧保护偏振膜负载机械冲击时(包括对起偏镜侧施加基于凸折的负荷的情况),会在起偏镜的吸收轴方向局部性地产生极细的缝隙(以下也称为纳米狭缝)。还已知,上述纳米狭缝的产生与偏振膜的尺寸并无关系。此外还已知,使用在起偏镜的两面具有保护膜的两侧保护偏振膜的情况下,不会产生上述纳米狭缝。另外,在起偏镜产生了贯穿裂纹的情况下,贯穿裂纹周边的应力将被释放,因此贯穿裂纹不会邻接地产生,但就纳米狭缝而言,已知不仅会单独地产生,而且会邻接地产生。另外还已知,贯穿裂纹具有沿着产生了裂纹的起偏镜的吸收轴方向延伸的进展性,但纳米狭缝不具有上述进展性。由此可知,上述纳米狭缝是在贯穿裂纹的产生得到了抑制的单侧保护偏振膜中,在减薄了起偏镜、并且将光学特性控制于给定范围的情况下产生的新的课题,是由与传统已知的上述贯穿裂纹不同的现象引发的课题。
另外,上述纳米狭缝是极细的,因此无法在通常的环境中检测出来。因此,即使在起偏镜上产生了纳米狭缝,也难以仅通过简单观察而根据漏光来确认到带粘合剂层的单侧保护偏振膜的缺陷。即,通常是将单侧保护偏振膜制作成长条膜状、并利用自动光学检查而进行缺陷检查,但通过该缺陷检查是难以将纳米狭缝作为缺陷而检测出来的。还已知,上述由纳米狭缝引起的缺陷可以通过在将带粘合剂层的单侧保护偏振膜贴合于图像显示面板的玻璃基板等并置于加热环境中的情况下,纳米狭缝发生向宽度方向的扩展而检测到(例如,上述漏光的有无)。
因此,对于使用了薄型起偏镜的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,期待不仅抑制贯穿裂纹、还抑制由纳米狭缝引起的缺陷。进一步,对于带粘合剂层的单侧保护偏振膜而言,由于与两侧具有保护膜的两侧保护结构的偏振膜相比是较薄的,因此容易在操作时导致偏振膜发生折曲、断裂。
为了抑制由上述纳米狭缝引起的缺陷,已提出了在带粘合剂层的单侧保护偏振膜的起偏镜与粘合剂层之间设置透明层(涂敷层)的技术(专利文献5)。通过设置透明层,在对上述偏振膜施加外部应力时上述偏振膜变得不易发生挠曲,因此可抑制纳米狭缝的产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-44211号公报
专利文献2:日本特开2008-197309号公报
专利文献3:日本特开2013-72951号公报
专利文献4:日本专利第4751481号说明书
专利文献5:日本专利第6077618号说明书
发明内容
发明所要解决的问题
另外,将带粘合剂层的单侧保护偏振膜贴合于形成液晶面板表面的玻璃基板、或设置于玻璃基板上的ITO膜时,在异物、气泡混入而引发了贴合错误的情况下,需要将上述偏振膜从玻璃基板、ITO膜剥离。使用了薄型起偏镜的带粘合剂层的单侧保护偏振膜由于起偏镜薄、并且保护膜仅设置于起偏镜的一面,因此,整体厚度非常薄。因此,使用了现有的薄型起偏镜的带粘合剂层的单侧保护偏振膜存在从玻璃基板、ITO膜剥离时容易发生断裂的问题。
本发明的目的在于提供即使不在起偏镜与粘合剂层之间设置涂敷层也可以抑制由纳米狭缝引起的缺陷、进而再操作性优异的带粘合剂层的单侧保护偏振膜。
另外,本发明的目的在于提供具有上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜的图像显示装置、及其连续制造方法。
解决问题的方法
本申请发明人等经过深入研究的结果发现,利用下述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜等,可解决上述课题,进而完成了本发明。
即,本发明涉及一种带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其具有仅在起偏镜的单面具有保护膜的单侧保护偏振膜、且在上述单侧保护偏振膜的起偏镜侧直接或隔着涂敷层具有粘合剂层,
其中,上述粘合剂层在-40℃时的储能模量为7.0×107Pa以上,
上述粘合剂层相对于无碱玻璃表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力为8N/25mm以下,且上述粘合剂层相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力为8N/25mm以下。
本发明人等对设置于单侧保护偏振膜的起偏镜侧的粘合剂层的物性与纳米狭缝的产生数量的关系重复进行了深入研究,结果发现,粘合剂层在低温区的储能模量与纳米狭缝的产生数量相关。详细而言,通常,以高速对粘合剂层施加外部应力时的粘合剂层的储能模量比以低速施加外部应力时高。另外,粘合剂层在低温区的储能模量比在高温区的储能模量高。也就是说,以高速对粘合剂层施加外部应力时的粘合剂层的储能模量会显示出与粘合剂层在低温区的储能模量同样的物性倾向(储能模量变高的倾向)。另一方面,可认为在制造液晶面板时、使用液晶显示装置时,外部应力大多会以高速施加于带粘合剂层的单侧保护偏振膜,另外,可认为与以低速对带粘合剂层的单侧保护偏振膜施加外部应力的情况相比,在以高速施加的情况下更容易产生纳米狭缝。因此,可考虑对以高速对粘合剂层施加外部应力时的粘合剂层的储能模量与纳米狭缝的产生数量的关系进行研究,但测定以高速对粘合剂层施加外部应力时的粘合剂层的储能模量是困难的。基于此,对与以高速对粘合剂层施加外部应力时的粘合剂层的储能模量显示同样的物性倾向的粘合剂层在低温区的储能模量、与以高速对带粘合剂层的单侧保护偏振膜施加外部应力的情况下的纳米狭缝的产生数量的关系进行了研究,结果发现,粘合剂层在低温区特别是在-40℃时的储能模量、与以高速对带粘合剂层的单侧保护偏振膜施加外部应力的情况下的纳米狭缝的产生数量之间具有明确的相关。而且发现,通过将在-40℃时的储能模量为7.0×107Pa以上的粘合剂层设置于单侧保护偏振膜的起偏镜侧,即使不设置涂敷层也能够有效地抑制纳米狭缝的产生。另外,在起偏镜与上述粘合剂层之间设置有涂敷层的情况下,可通过上述粘合剂层与涂敷层的协同效果而更有效地抑制纳米狭缝的产生。
另外,由于将本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层调整至了上述粘合力,因此,即使在使用了薄型起偏镜的情况下,也可以将上述偏振膜从玻璃基板、或设置于玻璃基板上的ITO膜剥离,而不会发生断裂。
在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,优选上述粘合剂层的损耗模量的峰在-45℃以上。
另外,在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,优选上述粘合剂层在85℃时的储能模量为5.5×104Pa以上且1.4×105Pa以下。
另外,在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,优选上述粘合剂层含有(甲基)丙烯酸类聚合物作为基础聚合物,且上述(甲基)丙烯酸类聚合物中作为单体单元而含有:
均聚物的玻璃化转变温度小于0℃的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)80重量%以上、以及
选自均聚物的玻璃化转变温度为0℃以上的(甲基)丙烯酸烷基酯(b1)、及均聚物的玻璃化转变温度为0℃以上且具有杂环的含(甲基)丙烯酰基单体(b2)中的至少一种高Tg单体(B)0.1~20重量%。
另外,优选上述(甲基)丙烯酸类聚合物进一步含有除上述含(甲基)丙烯酰基单体(b2)以外的极性单体,且该极性单体为选自含氮单体、含羧基单体及含羟基单体中的至少一种。
优选上述含氮单体为具有内酰胺环的乙烯基类单体。另外,优选上述具有内酰胺环的乙烯基类单体为乙烯基吡咯烷酮类单体。另外,优选上述乙烯基吡咯烷酮类单体为N-乙烯基吡咯烷酮。
上述(甲基)丙烯酸类聚合物中,作为单体单元,优选含有上述含氮单体0.1~5重量%、优选含有上述含羧基单体0.01~2重量%、优选含有上述含羟基单体0.01~1重量%。
优选上述粘合剂层含有再操作改善剂。
相对于作为上述粘合剂层的形成材料的基础聚合物100重量份,优选上述粘合剂层中的上述再操作改善剂的含量为0.001~10重量份。
在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,上述起偏镜的厚度优选为12μm以下。
另外,在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,优选上述起偏镜含有聚乙烯醇类树脂,并且以由单体透射率T及偏振度P表示的光学特性满足下式的条件的方式构成:
P>-(100.929T-42.4-1)×100(其中,T<42.3)、或
P≥99.9(其中,T≥42.3)。
另外,在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,优选上述起偏镜含有相对于起偏镜总量为25重量%以下的硼酸。
另外,可以在上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层上设置隔膜。设置有隔膜的带粘合剂层的单侧保护偏振膜可以以卷绕体的形式使用。
另外,本发明涉及具有上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜的图像显示装置。
另外,本发明涉及一种图像显示装置的连续制造方法,该方法包括下述工序:将从上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜的卷绕体连续送出并通过上述隔膜运送的上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜经由上述粘合剂层连续地贴合于图像显示面板的表面。
发明的效果
本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜由于在单侧保护偏振膜的起偏镜侧设置有在-40℃时的储能模量为7.0×107Pa以上的粘合剂层,且上述粘合剂层在以高速施加外部应力时具有高弹性特性(在低温区中的储能模量高),因此,在对上述偏振膜以高速负载机械冲击时,上述偏振膜不易发生挠曲。其结果,即使不设置涂敷层也可以有效地抑制纳米狭缝的产生。另外,本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜由于可省略设置涂敷层的工序,因此,与设置了涂敷层的传统的方法相比,可提高生产性。另外,由于将本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层相对于无碱玻璃表面及带ITO的膜玻璃的ITO膜表面的粘合力调整至了8N/25mm以下,因此,即使在使用了薄型起偏镜的情况下,也可以将上述偏振膜从玻璃基板、或设置于玻璃基板上的ITO膜剥离,而不会发生断裂。
附图说明
图1是本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜的剖面示意图的一例。
图2是对起偏镜所产生的纳米狭缝和贯穿裂纹进行对比的示意图的一例。
图3是对实施例及比较例的纳米狭缝涉及的评价项目进行说明的示意图。
图4是示出了实施例及比较例的评价中涉及的由纳米狭缝引发的裂纹的照片的一例。
图5是图像显示装置的连续制造系统的剖面示意图的一例。
符号说明
1 起偏镜
2 保护膜
3 粘接剂层等
4 粘合剂层
5、5a、5b 隔膜
6、6a、6b 表面保护膜
10 单侧保护偏振膜
11 带粘合剂层的单侧保护偏振膜
20a、20b 带粘合剂层的单侧保护偏振膜的卷绕体(卷)
21a、21b 带粘合剂层的单侧保护偏振膜(带表面保护膜)
100 图像显示装置的连续制造系统
101a、101b 偏振膜供给部
151a、151b 连续放出部
152a、152b 切割部
153a、153b 剥离部
154a、154b 卷取部
201a、201b 贴合部
300 配置更换部
P 图像显示面板
X 图像显示面板的运送部
具体实施方式
以下,参照图1对本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜进行说明。本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜11例如具有单侧保护偏振膜10及粘合剂层4。如图1所示,单侧保护偏振膜10仅在起偏镜1的单面具有保护膜2。起偏镜1和保护膜2隔着粘接剂层3(以及粘合剂层、下涂层(底涂层)等夹隔层)而被层叠在一起。需要说明的是,虽未图示,但对于单侧保护偏振膜10而言,可以在保护膜2上设置易粘接层、或对保护膜2实施活性化处理后,层叠该易粘接层和粘接剂层。另外,虽未图示,但可以设置多片保护膜2。多片保护膜2可以通过粘接剂层3(以及粘合剂层、下涂层(底涂层)等夹隔层)而层叠。
另外,如图1所示,本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜11中的粘合剂层4设置于单侧保护偏振膜10的起偏镜1一侧。另外,虽未图示,但可以在起偏镜1与粘合剂层4之间设置涂敷层。上述涂敷层没有特别限制,可采用例如日本专利第6077618号说明书等中记载的公知的透明层等。需要说明的是,可以在本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜11的粘合剂层4上设置隔膜5,在其相反侧上,可以设置表面保护膜6。图1的带粘合剂层的单侧保护偏振膜11中,示出的是既设置有隔膜5又设置有表面保护膜6的情况。至少具有隔膜5的带粘合剂层的单侧保护偏振膜11(进一步具有表面保护膜6的偏振膜)可以以卷绕体的形式使用,如后所述,对于例如将从卷绕体连续送出、并利用隔膜5运送的带粘合剂层的单侧保护偏振膜11,将其适用于经由该粘合剂层4而贴合于图像显示面板的表面的方式(以下也称为“卷对板(roll-to-panel)方式”,典型的情况可参照日本专利第4406043号说明书)中是有利的。从抑制贴合后的显示面板的翘曲、抑制纳米狭缝的产生等观点出发,优选使用图1中记载的带粘合剂层的单侧保护偏振膜。
图2是将在起偏镜产生的纳米狭缝a和贯穿裂纹b进行对比的示意图。图2(A)示出了在起偏镜1上产生的纳米狭缝a,图2(B)示出了在起偏镜1上产生的贯穿裂纹b。纳米狭缝a因机械冲击而产生,沿起偏镜1的吸收轴方向局部地产生的纳米狭缝a在最初产生时无法被确认到,但可在热环境中(例如,80℃或60℃,90%RH)基于在宽度方向上的扩展而确认。另一方面,纳米狭缝a被认为不具有沿起偏镜的吸收轴方向延伸的进展性。另外,上述纳米狭缝a的产生被认为与偏振膜的尺寸并无关系。纳米狭缝a不仅会单独地产生,而且有时也会邻接地产生。另一方面,贯穿裂纹b因热冲击(例如,热冲击试验)而产生。贯穿裂纹具有沿着产生了裂纹的起偏镜的吸收轴方向延伸的进展性。在产生了贯穿裂纹b的情况下,其周边的应力被释放,因此贯穿裂纹不会邻接地产生。
<起偏镜>
在本发明中,从薄型化及抑制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1μm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,因此相对于热冲击的耐久性优异。
起偏镜可采用使用了聚乙烯醇类树脂的起偏镜。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。这些中,优选由聚乙烯醇类膜和碘等二色性物质形成的起偏镜。
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。根据需要,也可以包含硼酸、或硫酸锌、氯化锌等,还可以浸渍于碘化钾等的水溶液中。进一步,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。
从拉伸稳定性、光学耐久性的方面出发,优选起偏镜含有硼酸。另外,从抑制贯穿裂纹及纳米狭缝的产生、抑制扩张的观点出发,起偏镜中所含的硼酸含量相对于起偏镜总量优选为25重量%以下,进一步优选为20重量%以下,进一步优选为18重量%以下,进一步优选为16重量%以下。在起偏镜中所含的硼酸含量超过25重量%时,即使在减薄了起偏镜的厚度(例如厚度12μm以下)的情况下,也容易导致起偏镜的收缩应力升高、产生贯穿裂纹,因此不优选。另一方面,从起偏镜的拉伸稳定性、光学耐久性的观点出发,相对于起偏镜总量的硼酸含量优选为10重量%以上,更优选为12重量%以上。
作为代表性的薄型起偏镜,可列举在日本专利第4751486号说明书、日本专利第4751481号说明书、日本专利第4815544号说明书、日本专利第5048120号说明书、日本专利第5587517号说明书、国际公开第2014/077599号小册子、国际公开第2014/077636号小册子等中记载的薄型起偏镜或由这些文献中记载的制造方法得到的薄型起偏镜。
优选上述起偏镜以由单体透射率T及偏振度P表示的光学特性满足下式的条件的方式构成:
P>-(100.929T-42.4-1)×100(其中,T<42.3)、或
P≥99.9(其中,T≥42.3)。
主要是,以满足上述条件的方式构成的起偏镜具有作为使用了大型显示元件的液晶电视用显示器所要求的性能。具体而言,对比度为1000:1以上且最大亮度为500cd/m2以上。作为其它用途,例如可贴合于有机EL显示装置的可视侧。
另一方面,以满足上述条件的方式构成的起偏镜由于构成其的高分子(例如聚乙烯醇类高分子)显示高取向性,因此与薄型(例如厚度为12μm以下)相互结合,会使得与起偏镜的吸收轴方向正交的方向的拉伸断裂应力显著变小。其结果,例如在偏振膜的制造过程中暴露于超过该拉伸断裂应力的机械冲击时,在起偏镜的吸收轴方向产生纳米狭缝的可能性极高。因此,本发明特别适宜用于采用了该起偏镜的单侧保护偏振膜(或使用了其的带粘合剂层的单侧保护偏振膜)。
作为上述薄型起偏镜,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,从能够拉伸至高倍率从而使偏光性能提高的观点出发,优选利用如日本专利第4751486号说明书、日本专利第4751481号说明书、日本专利4815544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,特别优选为通过记载于日本专利第4751481号说明书、日本专利4815544号说明书中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。这些薄型起偏镜可通过包括将聚乙烯醇类树脂(以下也称为PVA类树脂)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,则即使PVA类树脂层较薄,也能够通过被拉伸用树脂基材所支撑而在不产生由拉伸导致的断裂等不良情况的情况下进行拉伸。
<保护膜>
作为构成上述保护膜的材料,优选为透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异的材料。可列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类聚合物、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素等纤维素类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯类聚合物、聚碳酸酯类聚合物等。另外,作为形成上述保护膜的聚合物的例子,还可列举:聚乙烯、聚丙烯、环系或具有降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物这样的聚烯烃类聚合物、氯乙烯类聚合物、尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺类聚合物、酰亚胺类聚合物、砜类聚合物、聚醚砜类聚合物、聚醚醚酮类聚合物、聚苯硫醚类聚合物、乙烯醇类聚合物、偏氯乙烯类聚合物、乙烯醇缩丁醛类聚合物、芳酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物、或上述聚合物的共混物等。
需要说明的是,保护膜中也可以包含1种以上任意适当的添加剂。作为添加剂,可列举例如:紫外线吸收剂、抗氧剂、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。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%。保护膜中的上述热塑性树脂的含量为50重量%以下的情况下,存在无法充分显示出热塑性树脂所固有的高透明性等的隐患。
作为上述保护膜,也可以使用相位差膜、亮度增强膜、扩散膜等。作为相位差膜,可列举具有正面相位差为40nm以上和/或厚度方向相位差为80nm以上的相位差的相位差膜。正面相位差通常控制于40~200nm的范围,厚度方向相位差通常控制于80~300nm的范围。使用相位差膜作为保护膜的情况下,该相位差膜也作为起偏镜保护膜发挥功能,因此能够谋求薄型化。
作为相位差膜,可列举将热塑性树脂膜进行单向拉伸处理或双向拉伸处理而成的双折射性膜。上述拉伸的温度、拉伸倍率等可根据相位差值、膜的材料、厚度而适当设定。
保护膜的厚度可适当确定,但从强度、操作性等作业性、薄层性等方面出发,通常为1~500μm左右。优选为1~300μm,更优选为5~200μm,进一步优选为5~150μm,特别优选为5~80μm的薄型的情况。
可以在上述保护膜的未与起偏镜粘接的一面设置硬涂层、防反射层、防粘附层、扩散层或防眩层等功能层。需要说明的是,上述硬涂层、防反射层、防粘附层、扩散层、防眩层等功能层除了可以设置为保护膜本身以外,也可以另外地设置成与保护膜不同的层。
<夹隔层>
上述保护膜和起偏镜可隔着粘接剂层、粘合剂层、下涂层(底涂层)等夹隔层而层叠。此时,优选利用夹隔层将两者以无空气间隙的方式层叠。上述保护膜和起偏镜优选隔着粘接剂层而层叠。
粘接剂层可利用粘接剂形成。粘接剂的种类没有特殊限制,可使用各种粘接剂。上述粘接剂层只要是在光学上透明的层则没有特殊限制,作为粘接剂,可使用水性、溶剂性、热熔性、活性能量射线固化型等各种形态的粘接剂,但优选为水性粘接剂或活性能量射线固化型粘接剂。
作为水性粘接剂,可列举异氰酸酯类粘接剂、聚乙烯醇类粘接剂、明胶类粘接剂、乙烯基系胶乳类、水性聚酯等。水性粘接剂通常以由水溶液形成的粘接剂的形式被使用,通常含有0.5~60重量%的固体成分。
活性能量射线固化型粘接剂是通过电子束、紫外线(自由基固化型、阳离子固化型)等活性能量射线来进行固化的粘接剂,可以以例如电子束固化型、紫外线固化型的形态使用。活性能量射线固化型粘接剂例如可使用自由基光固化型粘接剂。将自由基光固化型的活性能量射线固化型粘接剂作为紫外线固化型而使用的情况下,该粘接剂含有自由基聚合性化合物及光聚合引发剂。
粘接剂的涂敷方式可根据粘接剂的粘度、目标厚度而适当选择。作为涂敷方式的例子,可列举例如:反向涂布器、凹版涂布器(直接、反向、或胶版)、棒式反向涂布器、辊涂机、模涂机、绕线棒涂布器、棒涂机等。此外,涂敷可以适当采用浸渍方式等方式。
另外,就上述粘接剂的涂敷而言,在使用水性粘接剂等的情况下,优选以使最终形成的粘接剂层的厚度达到30~300nm的方式进行。上述粘接剂层的厚度进一步优选为60~250nm。另一方面,使用活性能量射线固化型粘接剂的情况下,优选以使上述粘接剂层的厚度达到0.1~200μm的方式进行。更优选为0.5~50μm、进一步优选为0.5~10μm。
需要说明的是,在进行起偏镜和保护膜的层叠时,可以在保护膜和粘接剂层之间设置易粘接层。易粘接层可利用例如具有聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚氨酯骨架、有机硅类、聚酰胺骨架、聚酰亚胺骨架、聚乙烯醇骨架等的各种树脂形成。这些聚合物树脂可以单独使用1种、或者将2种以上组合使用。另外,在易粘接层的形成中,也可以加入其它添加剂。具体而言,可以进一步使用增粘剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、耐热稳定剂等稳定剂等。
通常,将易粘接层预先设置于保护膜上,并经由粘接剂层使该保护膜的易粘接层侧与起偏镜层叠。易粘接层的形成可通过将易粘接层的形成材料利用公知的技术涂敷于保护膜上并进行干燥来进行。对于易粘接层的形成材料,通常可以考虑到干燥后的厚度、涂敷的顺畅性等而将其制备成稀释至适当浓度的溶液。易粘接层的干燥后的厚度优选为0.01~5μm,更优选为0.02~2μm、进一步优选为0.05~1μm。需要说明的是,易粘接层可以设置多层,但在该情况下也优选使易粘接层的总厚度落在上述范围。
粘合剂层由粘合剂形成。作为粘合剂,可使用各种粘合剂,可列举例如:橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、有机硅类粘合剂、氨基甲酸酯类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、聚乙烯基吡咯烷酮类粘合剂、聚丙烯酰胺类粘合剂、纤维素类粘合剂等。可对应于上述粘合剂的种类而选择粘合性的基础聚合物。在上述粘合剂中,从光学透明性优异、显示出适宜的润湿性、凝聚性及粘接性这样的粘合特性、且耐候性、耐热性等优异方面出发,优选使用丙烯酸类粘合剂。
下涂层(底涂层)是为了使起偏镜和保护膜的密合性提高而形成的。作为构成底涂层的材料,只要是对基材膜和聚乙烯醇类树脂层这两者均发挥出一定程度的强密合力的材料则没有特殊限定。例如,可使用透明性、热稳定性、拉伸性等优异的热塑性树脂等。作为热塑性树脂,可列举例如:丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚乙烯醇类树脂、或它们的混合物。
<粘合剂层>
本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜中的粘合剂层如上所述,在-40℃时的储能模量为7.0×107Pa以上。从更有效地抑制纳米狭缝的产生的观点出发,上述粘合剂层在-40℃时的储能模量优选为8.0×107Pa以上,更优选为1.0×108Pa以上。另一方面,从防止在低温下落下时发生的剥离的观点出发,上述粘合剂层在-40℃时的储能模量优选为1.0×1010Pa以下。
另外,对于上述粘合剂层而言,从在以高速施加外部应力时赋予高弹性特性、使上述偏振膜不易挠曲、更有效地抑制纳米狭缝的产生的观点出发,损耗模量的峰优选为-45℃以上,更优选为-40℃以上,进一步优选为-35℃以上。另一方面,从防止不表现出作为粘合剂层的粘性、无法作为粘合剂层使用的观点出发,上述粘合剂层的损耗模量的峰通常为0℃以下。
在制造液晶面板时、使用液晶显示装置时,存在以低速对带粘合剂层的单侧保护偏振膜施加外部应力的情况,优选也可以抑制在此时产生的纳米狭缝。本发明人等从与上文叙述的粘合剂层在低温区的储能模量与纳米狭缝的产生数量的关系同样的观点出发,对粘合剂层的高温区中的储能模量与纳米狭缝的产生数量的关系进行了研究,结果发现粘合剂层在高温区特别是在85℃时的储能模量、与以低速对带粘合剂层的单侧保护偏振膜施加外部应力的情况下的纳米狭缝的产生数量相关。而且发现,在粘合剂层在85℃时的储能模量为5.5×104Pa以上时,也可以抑制在以低速对带粘合剂层的单侧保护偏振膜施加外部应力时产生的纳米狭缝。从进一步抑制上述纳米狭缝的观点出发,粘合剂层在85℃时的储能模量优选为6.0×104Pa以上,更优选为7.0×104Pa以上。另一方面,如果粘合剂层在85℃时的储能模量过高,则单侧保护偏振膜的起偏镜因热收缩而发生尺寸变化时,存在粘合剂层容易从起偏镜剥离的倾向。因此,粘合剂层在85℃时的储能模量优选为1.4×105Pa以下,更优选为1.3×105Pa以下。
另外,将本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层相对于无碱玻璃表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力调整至了8N/25mm以下,并且将其相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力调整至了8N/25mm以下。由此,即使在使用了薄型起偏镜的情况下,也可以将上述偏振膜从玻璃基板、或设置于玻璃基板上的ITO膜剥离,而不会发生断裂。上述粘合剂层相对于无碱玻璃表面的粘合力优选为7N/25mm以下,更优选为6N/25mm以下,进一步优选为5N/25mm以下。另外,上述粘合剂层相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面的粘合力优选为7N/25mm以下,更优选为6N/25mm以下,进一步优选为5N/25mm以下。
上述粘合剂层的厚度没有特别限制,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。
形成上述粘合剂层时,可使用适宜的粘合剂,对于其种类没有特殊限制。作为粘合剂,可列举:橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、有机硅类粘合剂、氨基甲酸酯类粘合剂、乙烯基烷基醚类粘合剂、聚乙烯醇类粘合剂、聚乙烯基吡咯烷酮类粘合剂、聚丙烯酰胺类粘合剂、纤维素类粘合剂等。
这些粘合剂中,可优选使用光学透明性优异、显示出适宜的润湿性、凝聚性及粘接性这样的粘合特性、且耐候性、耐热性等优异的粘合剂。作为显示出这样的特征的粘合剂,可优选使用丙烯酸类粘合剂。以下,对使用了丙烯酸类粘合剂作为上述粘合剂层的形成材料的情况进行说明。
作为上述丙烯酸类粘合剂,可使用将以(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元为主骨架的(甲基)丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的粘合剂。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)的意义相同。
构成(甲基)丙烯酸类聚合物的主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的碳原子数为1~18左右,作为(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例,可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(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)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯,它们可以单独使用或组合使用。
为了得到具有上述储能模量、上述损耗模量的峰、及上述粘合力的粘合剂层,(甲基)丙烯酸类聚合物作为单体单元而优选含有:
均聚物的玻璃化转变温度小于0℃(更优选为-20℃以下,进一步优选为-40℃以下)的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)80重量%以上(更优选为85重量%以上,进一步优选90重量%以上);以及
选自均聚物的玻璃化转变温度为0℃以上(更优选为20℃以上,进一步优选为40℃以上)的(甲基)丙烯酸烷基酯(b1)及均聚物的玻璃化转变温度为0℃以上(更优选为20℃以上,进一步优选为40℃以上)且具有杂环的含(甲基)丙烯酰基单体(b2)中的至少一种高Tg单体(B)0.1~20重量%(更优选为1~15重量%,进一步优选为2.5~10重量%,更进一步优选为4重量%以上且小于10重量%)。需要说明的是,在组合使用上述(甲基)丙烯酸烷基酯(b1)和上述含(甲基)丙烯酰基单体(b2)的情况下,为总计的重量%。
作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯(A),可列举例如:丙烯酸乙酯(Tg:-24℃)、丙烯酸正丁酯(Tg:-50℃)、甲基丙烯酸正戊酯(Tg:-5℃)、丙烯酸正己酯(Tg:-57℃)、甲基丙烯酸正己酯(Tg:-5℃)、丙烯酸正辛酯(Tg:-65℃)、甲基丙烯酸正辛酯(Tg:-20℃)、丙烯酸正壬酯(Tg:-58℃)、丙烯酸正月桂酯(Tg:-3℃)、甲基丙烯酸正月桂酯(Tg:-65℃)、甲基丙烯酸正十四烷基酯(Tg:-72℃)、丙烯酸异丙酯(Tg:-3℃)、丙烯酸异丁酯(Tg:-40℃)、丙烯酸异辛酯(Tg:-58℃)、甲基丙烯酸异辛酯(Tg:-45℃)、丙烯酸2-乙基己酯(Tg:-70℃)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(Tg:-10℃)等。它们可单独使用或组合使用。这些中,优选使用选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、及丙烯酸2-乙基己酯中的至少一种,更优选使用丙烯酸正丁酯。需要说明的是,上述各括号中的Tg(玻璃化转变温度)是使各单体聚合而得到的均聚物的Tg。以下的记载也同样。
作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯(b1),可列举例如:丙烯酸甲酯(Tg:8℃)、甲基丙烯酸甲酯(Tg:105℃)、甲基丙烯酸乙酯(Tg:65℃)、丙烯酸正丙酯(Tg:3℃)、甲基丙烯酸正丙酯(Tg:35℃)、丙烯酸正戊酯(Tg:22℃)、丙烯酸正十四烷基酯(Tg:24℃)、丙烯酸正十六烷基酯(Tg:35℃)、甲基丙烯酸正十六烷基酯(Tg:15℃)、丙烯酸正硬脂酯(Tg:30℃)、及甲基丙烯酸正硬脂酯(Tg:38℃)等(甲基)丙烯酸直链烷基酯;丙烯酸叔丁酯(Tg:43℃)、甲基丙烯酸叔丁酯(Tg:48℃)、甲基丙烯酸异丙酯(Tg:81℃)、及甲基丙烯酸异丁酯(Tg:48℃)等(甲基)丙烯酸支链烷基酯;丙烯酸环己酯(Tg:19℃)、甲基丙烯酸环己酯(Tg:65℃)、丙烯酸异冰片酯(Tg:94℃)、及甲基丙烯酸异冰片酯(Tg:180℃)等(甲基)丙烯酸环状烷基酯等。它们可单独使用或组合使用。这些中,优选使用选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、及甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种,更优选选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
上述含(甲基)丙烯酰基单体(b2)具有杂环。杂环没有特别限制,可列举例如:氮丙啶环、吖丁啶环、吡咯烷环、哌啶环、哌嗪环及吗啉环等脂肪族杂环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、唑环、异唑环、噻唑环、异噻唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、及吡嗪环等杂芳香族环等。上述杂环可以与(甲基)丙烯酰基直接键合,也可以经由连接基团而与(甲基)丙烯酰基键合。这些中,优选脂肪族杂环,更优选吗啉环。作为上述含(甲基)丙烯酰基单体(b2),可列举例如N-丙烯酰基吗啉(Tg:145℃)等。它们可单独使用或组合使用。这些中,特别优选使用N-丙烯酰基吗啉。
出于改善粘接性、耐热性等目的,可以将各种单体中的一种以上通过共聚而导入上述(甲基)丙烯酸类聚合物中。作为这样的共聚单体(其中,除上述含(甲基)丙烯酰基单体(b2)以外)的具体例,可列举含羧基单体、含羟基单体、含氮单体、及含芳香族基团单体等。
作为含羧基单体,可举例例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等。它们可单独使用或组合使用。
作为含羟基单体,可列举:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-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-羟基十二烷基酯、丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等。它们可单独使用或组合使用。
作为含氮单体,可列举例如:具有内酰胺环的乙烯基类单体(例如、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮等乙烯基吡咯烷酮类单体、及具有β-内酰胺环、δ-内酰胺环及ε-内酰胺环等内酰胺环的乙烯基内酰胺类单体等);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;(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-己基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等(N-取代)酰胺类单体;(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;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;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基(甲基)丙烯酸酯类单体;乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、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、N-乙烯基羧酸酰胺类等。它们可单独使用或组合使用。
作为含芳香族基团单体,可列举例如:(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等。它们可单独使用或组合使用。
除上述单体以外,还可以列举马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体;丙烯酸的己内酯加成物;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(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-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体等。它们可单独使用或组合使用。
还可以使用:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、N-乙烯基己内酰胺等乙烯基类单体;(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聚乙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、丙烯酸2-甲氧基乙酯等丙烯酸酯类单体等。它们可单独使用或组合使用。
从提高上述(甲基)丙烯酸类聚合物的凝聚力、更有效地抑制上述纳米狭缝的产生的观点出发,优选通过共聚将选自上述含羧基单体、上述含羟基单体及上述含氮单体中的至少一种极性单体(但上述含(甲基)丙烯酰基单体(b2)除外)导入上述(甲基)丙烯酸类聚合物,更优选通过共聚将上述含羧基单体、上述含羟基单体及上述含氮单体导入上述(甲基)丙烯酸类聚合物。作为上述含羧基单体,优选(甲基)丙烯酸。作为上述含羟基单体,优选为选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、及(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯中的1种以上。上述含氮单体优选为具有内酰胺环的乙烯基类单体,更优选为上述乙烯基吡咯烷酮类单体,进一步优选为N-乙烯基吡咯烷酮。通过将上述含氮单体通过共聚而导入上述(甲基)丙烯酸类聚合物,可更有效地抑制纳米狭缝的产生,而且可提高高温和/或高湿时的粘合剂层的耐久性(耐剥离性)。
上述(甲基)丙烯酸类聚合物优选含有上述含羧基单体0.01~2重量%、更优选0.05~1重量%、进一步优选0.1~0.3重量%作为单体单元。通过将上述含羧基单体的含量调整为上述范围,容易将粘合剂层相对于无碱玻璃表面的粘合力、及其相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面的粘合力调整为8N/25mm以下。
上述(甲基)丙烯酸类聚合物优选含有上述含羟基单体0.01~1重量%、更优选0.05~1重量%、进一步优选0.1~0.5重量%作为单体单元。通过将上述含羟基单体的含量调整为上述范围,从而容易将粘合剂层相对于无碱玻璃表面的粘合力、及其相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面的粘合力调整为8N/25mm以下。
上述(甲基)丙烯酸类聚合物优选含有上述含氮单体0.1~5重量%、更优选0.5~3重量%、进一步优选1.5~3重量%作为单体单元。通过将上述含氮单体的含量调整为上述范围,从而容易将粘合剂层相对于无碱玻璃表面的粘合力、及其相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面的粘合力调整为8N/25mm以下。
上述(甲基)丙烯酸类聚合物的平均分子量没有特殊限制,重均分子量优选为50万~250万左右。上述(甲基)丙烯酸类聚合物的制造可以通过各种公知的方法制造,例如,可适宜选择本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法等自由基聚合法。作为自由基聚合引发剂,可使用偶氮类、过氧化物类这样的各种公知的引发剂。反应温度通常设为50~80℃左右、反应时间设为1~8小时。另外,上述制造法中,优选溶液聚合法,作为(甲基)丙烯酸类聚合物的溶剂,通常可使用乙酸乙酯、甲苯等。
可以在上述粘合剂中配合交联剂。利用交联剂,可提高密合性、耐久性,而且能够谋求高温下的可靠性及粘合剂自身形状的保持。作为交联剂,可以适宜使用异氰酸酯类、环氧类、过氧化物类、金属螯合物类、唑啉类等。这些交联剂可以使用1种或组合使用2种以上。
异氰酸酯类交联剂可使用异氰酸酯化合物。作为异氰酸酯化合物,可列举甲苯二异氰酸酯、氯亚苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化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加合系异氰酸酯化合物;异氰脲酸酯化物、缩二脲型化合物,还可以列举公知的聚醚多元醇、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经加成反应而得到的氨基甲酸酯预聚物型的异氰酸酯。
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,相对于基础聚合物100重量份,上述异氰酸酯类交联剂的总含量优选为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。可以考虑凝聚力、在耐久性试验中阻止剥离等而适宜地含有。
作为过氧化物类交联剂,使用各种过氧化物。作为过氧化物,可列举过氧化二碳酸二(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、过氧化异丁酸1,1,3,3-四甲基丁酯、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等。其中,特别优选使用交联反应效率优异的、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰。
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,相对于基础聚合物100重量份,上述过氧化物的总含量优选为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、再操作性、交联稳定性、剥离性等。
进一步,可以使上述粘合剂含有硅烷偶联剂。通过使用硅烷偶联剂,能够提高耐久性。作为硅烷偶联剂,可使用具有任意合适的官能团的硅烷偶联剂。具体而言,作为官能团,可列举例如:乙烯基、环氧基、氨基、巯基、(甲基)丙烯酰氧基、乙酰乙酰基、异氰酸酯基、苯乙烯基、多硫化物基等。具体可列举例如:乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷等含乙烯基硅烷偶联剂;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、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;γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基丁叉基)丙基胺、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等含氨基硅烷偶联剂;γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等含巯基硅烷偶联剂;对苯乙烯基三甲氧基硅烷等含苯乙烯基硅烷偶联剂;γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-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;双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物等含多硫化物基硅烷偶联剂等。
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。相对于基础聚合物100重量份,上述硅烷偶联剂的总含量优选为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。
进一步,从提高再操作性的观点出发,优选上述粘合剂含有再操作改善剂。上述再操作改善剂是具有极性基团、容易与玻璃界面发生相互作用、且容易在玻璃界面发生偏析的化学物质。作为上述再操作改善剂,可列举例如:EO及PO等具有氧化烯基的二醇、具有全氟烷基的低聚物、及具有反应性甲硅烷基的聚醚化合物等。上述聚醚化合物可使用例如日本特开2010-275522号公报中公开的聚醚化合物。
作为上述具有反应性甲硅烷基的聚醚化合物,可列举例如:KANEKA株式会社制造的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.
相对于基础聚合物100重量份,再操作改善剂的含量优选为0.001重量份以上,更优选为0.01重量份以上,进一步优选为0.1重量份以上,另外,优选为10重量份以下,更优选为5重量份以下,进一步优选为2重量份以下,更进一步优选为1重量份以下。再操作改善剂的含量小于0.001重量份时,难以提高粘合剂层的再操作性,大于10重量份时,存在粘合剂层的粘合特性降低的倾向。
进一步,优选在粘合剂中含有抗静电剂。在制造液晶显示装置中将带粘合剂层的单侧保护偏振膜粘贴于液晶面板时,要将脱模膜从带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层剥离,但该脱模膜的剥离会产生静电。另外,在液晶面板上粘贴带粘合剂层的单侧保护偏振膜时,在发生了贴合错误的情况下,需要将上述偏振膜剥离,但会由于该偏振膜的剥离而产生静电。产生的静电会对液晶显示装置内部的液晶取向带来影响,导致不良情况。另外,使用液晶显示装置时,有时会发生由静电导致的显示不均。通过在粘合剂中添加抗静电剂,可以对带粘合剂层的单侧保护偏振膜的粘合剂层赋予抗静电功能,从而防止这些不良情况。
上述抗静电剂没有特别限制,可列举例如:-阴离子盐、及碱金属盐等离子性化合物。可认为在添加了离子性化合物的情况下,会通过离子性化合物向粘合剂层的表面渗出从而有效地显示出抗静电功能。另一方面,有时会由于离子性化合物与起偏镜接触而导致偏振度等光学特性降低的情况。从抑制上述光学特性的降低的观点出发,特别优选使用碱金属盐。
碱金属盐可使用碱金属的有机盐或无机盐。碱金属盐可单独使用1种,或者组合使用多种。
作为构成碱金属盐的阳离子部的碱金属离子,可列举锂、钠、钾等各种离子。这些碱金属离子中,优选锂离子。
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。作为构成有机盐的阴离子部,可使用例如CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2)3C-、C4F9SO3 -、(C2F5SO2)2N-、C3F7COO-、(CF3SO2)(CF3CO)N-、-O3S(CF2)3SO3 -、PF6 -、CO3 2-等。特别是,由于含有氟原子的阴离子部可获得离子解离性良好的离子化合物,因此可优选使用。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,优选(CF3SO2)2N-、(C2F5SO2)2N-等(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、藻酸钠、木质素磺酸钠、甲苯磺酸酸钠、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、碘化锂。
相对于基础聚合物100重量份,粘合剂中的碱金属盐的含量优选为0.001~5重量份。上述碱金属盐小于0.001重量份时,存在抗静电性能的提高效果不充分的情况。上述碱金属盐优选为0.01重量份以上,进一步优选为0.1重量份以上。另一方面,上述碱金属盐大于5重量份时,存在耐久性变得不充分的情况。上述碱金属盐优选为3重量份以下,进一步优选为1重量份以下。
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,在单侧保护偏振膜的起偏镜侧(在图1的实施方式中为起偏镜)上转印的方法;或者涂布上述粘合剂,干燥除去聚合溶剂等而在起偏镜上形成粘合剂层的方法;等等。需要说明的是,在涂布粘合剂时,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。在将本发明的粘合剂涂布于这样的衬垫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℃、进一步优选为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。
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。
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。
<表面保护膜>
可以在带粘合剂层的单侧保护偏振膜上设置表面保护膜。表面保护膜通常具有基材膜及粘合剂层,并经由该粘合剂层而保护起偏镜。
作为表面保护膜的基材膜,从检查性、管理性等观点出发,可选择具有各向同性或接近于各向同性的膜材料。作为其膜材料,可列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯类树脂、纤维素类树脂、乙酸酯类树脂、聚醚砜类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚烯烃类树脂、丙烯酸类树脂这样的透明的聚合物。这些材料中,优选聚酯类树脂。基材膜也可以使用1种或2种以上的膜材料的层压体,另外,还可以使用上述膜的拉伸物。基材膜的厚度通常为500μm以下、优选为10~200μm。
作为形成表面保护膜的粘合剂层的粘合剂,可适当选择使用以(甲基)丙烯酸类聚合物、有机硅类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟类、橡胶类等聚合物为基础聚合物的粘合剂。从透明性、耐候性、耐热性等观点出发,优选以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。粘合剂层的厚度(干燥膜厚)可以根据所需要的粘合力来确定。通常为1~100μm左右、优选为5~50μm。
需要说明的是,在表面保护膜中,可以在基材膜的与设置有粘合剂层的面相反的一面,利用经过了有机硅处理、长链烷基处理、氟处理等的低粘接性材料来设置剥离处理层。
<其它光学层>
本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜可以在实际使用时制成与其它光学层层叠的光学膜而使用。关于该光学层,没有特别限定,可以使用1层或2层以上的例如反射板、半透射板、相位差板(包括1/2波片、1/4波片等)、视角补偿膜等有时被用于液晶显示装置等的形成的光学层。特别是,优选在本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜上进一步层叠反射板或半透射反射板而成的反射型偏振膜或半透射型偏振膜、在带粘合剂层的单侧保护偏振膜上进一步层叠相位差板而成的椭圆偏振膜或圆偏振膜、在带粘合剂层的单侧保护偏振膜上进一步层叠视角补偿膜而成的宽视场角偏振膜、或在带粘合剂层的单侧保护偏振膜上进一步层叠亮度增强膜而成的偏振膜。
在带粘合剂层的单侧保护偏振膜上层叠上述光学层而成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。层叠可采用粘合剂层等适宜的粘接方式。在进行上述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜、其它光学膜的粘接时,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单侧保护偏振膜或光学膜可优选用于液晶显示装置、有机EL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通过将液晶单元和带粘合剂层的单侧保护偏振膜或光学膜、以及根据需要而使用的照明系统等构成部件适当地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单侧保护偏振膜或光学膜这点以外,并没有特殊限定,可按照现有的方式来形成。对于液晶单元,也可以使用例如IPS型、VA型等任意类型的液晶单元,特别优选IPS型。
可以形成在液晶单元的单侧或两侧配置有带粘合剂层的单侧保护偏振膜或光学膜的液晶显示装置、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单侧保护偏振膜或光学膜可以设置于液晶单元的单侧或两侧。在两侧设置带粘合剂层的单侧保护偏振膜或光学膜的情况下,它们可以是相同的材料,也可以是不同的材料。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层以上的例如扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列片、光扩散板、背光灯等适宜的部件。
<图像显示装置的连续制造方法>
上述的图像显示装置优选通过连续制造方法(卷对板(roll-to-panel)方式)来制造,所述连续制造方法(卷对板(roll-to-panel)方式)包括:将从本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜的卷绕体(卷)连续送出、并通过上述隔膜运送的上述带粘合剂层的单侧保护偏振膜经由上述粘合剂层连续地贴合于图像显示面板的表面。本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜是非常薄的膜,因此在利用切割(单张切割)成片状并一片一片地贴合于图像显示面板的方式(也称为“片对板(sheet-to-panel)方式”)时,片的运送、对显示面板贴合时的操作困难,在这些过程中,带粘合剂层的单侧保护偏振膜(片)受到大的机械性冲击(例如,基于吸附的挠曲等)的风险增高。为了降低这样的风险,需要另外地采取例如使用基材膜的厚度为50μm以上较厚的表面保护膜等的对策。另一方面,如果利用卷对板(roll-to-panel)方式,则带粘合剂层的单侧保护偏振膜无需切割(单张切割)成片状,可通过连续状的隔膜而稳定地从卷运送至图像显示面板、并保持该状态贴合于图像显示面板,因此无需使用较厚的表面保护膜,可大幅降低上述风险。其结果,与能够利用以膜厚和储能模量满足给定关系式的方式控制的粘合剂层缓和机械的冲击相辅相成,能够实现纳米狭缝的产生得到了有效抑制的图像显示面板的高速连续生产。
图5是示出了采用卷对板(roll-to-panel)方式的液晶显示装置的连续制造系统的一例的示意图。如图5所示,液晶显示装置的连续制造系统100包含:运送液晶显示面板P的一系列运送部X、第1偏振膜供给部101a、第1贴合部201a、第2偏振膜供给部101b、及第2贴合部201b。需要说明的是,作为第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜的卷绕体(第1卷)20a及第2带粘合剂层的单侧保护偏振膜的卷绕体(第2卷)20b,使用的是沿长度方向具有吸收轴、且图1中记载的形式的偏振膜的卷绕体。
(运送部)
运送部X运送液晶显示面板P。运送部X可具有多个运送辊及吸附板等而构成。运送部X包含在第1贴合部201a和第2贴合部201b之间相对于液晶显示面板P的运送方向而更换液晶显示面板P的长边与短边的配置关系的配置更换部(例如,使液晶显示面板P进行90°水平旋转)300。由此,可以使第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a及第2带粘合剂层的单侧保护偏振膜21b相对于液晶显示面板P以正交尼科尔的关系贴合。
(第1偏振膜供给部)
第1偏振膜供给部101a将从第1卷20a连续送出、并通过隔膜5a运送的第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜(带表面保护膜)21a连续地供给至第1贴合部201a。第1偏振膜供给部101a具有:第1连续送出部151a、第1切割部152a、第1剥离部153a、第1卷取部154a、及多个运送辊部、张力调节辊(dancer roll)等储能部等。
第1连续送出部151a具有设置第1卷20a的连续送出轴,从第1卷20a连续送出设有隔膜5a的带状的带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a。
第1切割部152a具有切刀、激光装置等切割机构及吸附机构。第1切割部152a将带状的第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a以给定长度沿宽度方向进行切割并残留隔膜5a。需要说明的是,作为第1卷20a,在使用了在隔膜5a上层叠有以给定长度沿宽度方向形成有多根切入线的带状的带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a的卷(刻入有切痕的光学膜卷)的情况下,不需要第1切割部152a(关于后面叙述的第2切割部152b也同样)。
第1剥离部153a通过以隔膜5a为内侧进行折回而将第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a从隔膜5a上剥离。作为第1剥离部153a,可列举楔型构件、辊等。
第1卷取部154a对剥离了第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a后的隔膜5a进行卷取。第1卷取部154a具有设置用于卷取隔膜5a的卷的卷轴。
(第1贴合部)
第1贴合部201a将利用第1剥离部153a剥离后的第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a隔着第1带粘合剂层的单侧保护偏振膜21a的粘合剂层而连续地贴合于利用运送部X运送的液晶显示面板P(第1贴合工序)。第1贴合部81具有一对贴合辊而构成,贴合辊中的至少一者由驱动辊构成。
(第2偏振膜供给部)
第2偏振膜供给部101b将从第2卷20b连续送出、并通过隔膜5b运送的第2带粘合剂层的单侧保护偏振膜(带表面保护膜)21b连续地贴合于第2贴合部201b。第2偏振膜供给部101b具有:第2连续送出部151b、第2切割部152b、第2剥离部153b、第2卷取部154b、及多个运送辊部、张力调节辊等储能部等。需要说明的是,第2连续送出部151b、第2切割部152b、第2剥离部153b、第2卷取部154b分别具有与第1连续送出部151a、第1切割部152a、第1剥离部153a、第1卷取部154a同样的构成及功能。
(第2贴合部)
第2贴合部201b将利用第2剥离部153b剥离后的第2带粘合剂层的单侧保护偏振膜21b隔着第2带粘合剂层的单侧保护偏振膜21b的粘合剂层而连续地贴合于利用运送部X运送的液晶显示面板P(第2贴合工序)。第2贴合部201b具有一对贴合辊而构成,贴合辊中的至少一者由驱动辊构成。
实施例
以下,结合实施例对本发明进行说明,但本发明并不受以下所示的实施例的限制。需要说明的是,各例中的份及%均为重量基准。以下,没有特别规定的室温放置条件全部为23℃、65%RH。
<单侧保护偏振膜A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“GOHSEFIMERZ200”)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℃的染色液中,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。起偏镜中的硼酸含量通过下述方法测定。
对于得到的起偏镜,使用傅里叶变换红外分光光度计(FTIR)(Perkin Elmer公司制、商品名“SPECTRUM2000”),通过以偏振光为测定光的衰减全反射分光(ATR)测定而测定了硼酸峰(665cm-1)的强度及对照峰(2941cm-1)的强度。由所得硼酸峰强度及对照峰强度、利用下式计算出硼酸量指数,并进一步利用下式而由计算出的硼酸量指数确定了硼酸含量(重量%)。
(硼酸量指数)=(硼酸峰665cm-1的强度)/(对照峰2941cm-1的强度)
(硼酸含量(重量%))=(硼酸量指数)×5.54+4.1
(透明保护膜的制作)
透明保护膜: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后使用。
(适用于透明保护膜的粘接剂的制作)
将N-羟基乙基丙烯酰胺(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。
(单侧保护偏振膜A的制作)
在上述光学膜层叠体的起偏镜的表面以使固化后的粘接剂层的厚度达到0.5μm的方式涂布上述紫外线固化型粘接剂,同时贴合上述透明保护膜,然后,作为活性能量射线而照射紫外线,从而使粘接剂固化。紫外线照射使用了封入有镓的金属卤化物灯、照射装置:Fusion UV Systems公司制造的Light HAMMER10、阀:V阀、最大照度:1600mW/cm2、累积照射量1000/mJ/cm2(波长380~440nm),紫外线的照度使用Solatell公司制造的Sola-Check系统进行了测定。接下来,将非晶性PET基材剥离,制作了使用了薄型起偏镜的单侧保护偏振膜A。使用得到的单侧保护偏振膜A、通过下述方法测定起偏镜的单体透射率T及偏振度P的结果,起偏镜的单体透射率T为42.8%,起偏镜的偏振度P为99.99%。
使用带积分球的分光透射率测定器(村上色彩技术研究所的Dot-3c)对得到的单侧保护偏振膜A的起偏镜的单体透射率T及偏振度P进行了测定。
需要说明的是,偏振度P通过将2片相同的单侧保护偏振膜A以使两者的透射轴平行的方式叠合的情况下的透射率(平行透射率:Tp)及以使两者的透射轴正交的方式叠合的情况下的透射率(正交透射率:Tc)应用于下式而求出。偏振度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
各透射率是将在格兰泰勒棱镜起偏镜通过后得到的完全偏振光设为100%时,以通过JIS Z8701的2度视野(C光源)测定并进行了可见度补正而得到的Y值表示的透射率。
<单侧保护偏振膜B的制作>
将厚度80μm的聚乙烯醇膜在速度比不同的辊间,在于30℃、0.3%浓度的碘溶液中进行1分钟染色的同时拉伸至3倍。然后,在将上述膜于60℃的包含4%浓度的硼酸、10%浓度的碘化钾的水溶液中浸渍0.5分钟的同时进行拉伸、使得总拉伸倍率为6倍。接着,将上述膜在30℃的包含1.5%浓度的碘化钾的水溶液中浸渍10秒钟从而进行了清洗后,在50℃进行4分钟干燥,得到了厚度20μm的起偏镜。在该起偏镜的一面,利用粘接剂贴合经过了皂化处理的40μm的丙烯酸树脂膜(透明保护膜),制作了单侧保护偏振膜B。
<粘合剂层的形成>
(丙烯酸类粘合剂A的制备)
向配备有搅拌桨、温度计、氮气导入管、冷凝器的四颈烧瓶中投料含有丙烯酸正丁酯91.8份、甲基丙烯酸甲酯6份、N-乙烯基吡咯烷酮1.5份、丙烯酸0.2份、及丙烯酸4-羟基丁酯0.5份的单体混合物。进一步,相对于上述单体混合物(固体成分)100份,连同乙酸乙酯一起投料作为聚合引发剂的2,2′-偶氮二异丁腈0.15份,缓慢搅拌的同时导入氮气而进行了氮气置换,然后将烧瓶内的液温保持在60℃附近,进行了7小时聚合反应。然后,向所得反应液中加入乙酸乙酯,制备了固体成分浓度调整为20%的重均分子量130万的丙烯酸类聚合物的溶液。
上述丙烯酸类聚合物的重均分子量(Mw)使用东曹株式会社制GPC装置(HLC-8220GPC)进行了测定。测定条件如下所述。
样品浓度:0.2质量%(THF溶液)
样品注入量:10μl
洗脱液:THF
流速:0.6ml/min
测定温度:40℃
色谱柱:样品柱;TSKguardcolumn SuperHZ-H(1根)+TSKgel SuperHZM-H(2根)
参比柱;TSKgel SuperH-RC(1根)
检测器:示差折光仪(RI)
重均分子量通过聚苯乙烯换算值而求出。
相对于所制备的丙烯酸类聚合物溶液的固体成分100份,配合异氰酸酯类交联剂(三井化学株式会社制、商品名“Takenate D160N”)0.17份、过氧化物类交联剂(日本油脂株式会社制、商品名“NYPER BMT”)0.25份、及含乙酰乙酰基硅烷偶联剂(综研化学株式会社制、商品名“A-100”)0.2份,制备了丙烯酸类粘合剂A。
(丙烯酸类粘合剂B~X的制备)
在上述丙烯酸类粘合剂A的制备中,将单体的组成如表1所示地变更、调整了聚合条件,除此以外,利用同样的方法制备了丙烯酸类聚合物的溶液,并制备了丙烯酸类粘合剂B~X。需要说明的是,在丙烯酸类粘合剂F、G、O~U中,相对于丙烯酸类聚合物溶液的固体成分(丙烯酸类聚合物)100份,进一步添加了再操作改善剂(KANEKA株式会社制、商品名“SAT10”)0.25份或0.1份。
(粘合剂层A~X的形成)
接下来,将所制备的丙烯酸类粘合剂A~X分别利用喷注式涂布器均匀涂敷于经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,在各隔膜的表面分别形成了厚度20μm的粘合剂层A~X。
表1中的化合物如下所述。
BA:丙烯酸正丁酯(Tg:-50℃)
MMA:甲基丙烯酸甲酯(Tg:105℃)
MA:丙烯酸甲酯(Tg:8℃)
IBXA:丙烯酸异冰片酯(Tg:94℃)
ACMO:N-丙烯酰基吗啉(Tg:145℃)
NVP:N-乙烯基吡咯烷酮
AA:丙烯酸
4HBA:丙烯酸4-羟基丁酯
实施例1~22、比较例1~4
<带粘合剂层的单侧保护偏振膜的制作>
在所制作的单侧保护偏振膜A或B的起偏镜侧分别贴合所制作的粘合剂层A~X,制作了带粘合剂层的单侧保护偏振膜。
对于上述得到的粘合剂层、带粘合剂层的单侧保护偏振膜,进行了下述测定及评价。将结果示于表2。
<储能模量、损耗模量的峰的测定>
使用Rheometric公司制造的粘弹性分光计(商品名:RSA-II)进行了所制作的粘合剂层A~X在40℃及85℃时的储能模量及损耗模量的峰的测定。测定条件设为:频率1Hz、样品厚度2mm、压粘加重100g、升温速度5℃/min、温度范围-70℃~150℃。
<纳米狭缝的产生抑制:吉他拨片试验>
将实施例及比较例中得到的带粘合剂层的单侧保护偏振膜裁切为50mm×150mm的尺寸(吸收轴方向为50mm),将其作为样品11。对于样品11,在保护膜2的一侧贴合利用下述方法制作的表面保护膜6后使用。
(试验用的表面保护膜)
向配备有搅拌桨、温度计、氮气导入管、冷凝器的四颈烧瓶中投料丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)94质量份、N,N-二乙基丙烯酸酰胺(DEAA)1质量份、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯(EDE)1质量份、丙烯酸4-羟基丁酯(HBA)4质量份、作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二异丁腈0.2质量份、乙酸乙酯150质量份,边缓慢搅拌边导入氮气,将烧瓶内的液温保持在60℃附近,进行了5小时的聚合反应,制备了丙烯酸类聚合物溶液(40质量%)。上述丙烯酸类聚合物的重均分子量为57万,玻璃化转变温度(Tg)为-68℃。
利用乙酸乙酯将上述丙烯酸类聚合物溶液(40质量%)稀释至20质量%,在该溶液500质量份(固体成分100质量份)中添加六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯化物(日本聚氨酯工业株式会社制、CORONATE HX:C/HX)2质量份(固体成分2质量份)、作为交联催化剂的二月桂酸二丁基锡(1质量%乙酸乙酯溶液)2质量份(固体成分0.02质量份),进行混合搅拌,制备了丙烯酸类粘合剂溶液。
将上述丙烯酸类粘合剂溶液涂布于厚度38μm的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(聚酯膜),于130℃加热1分钟,形成了厚度15μm的粘合剂层,制作了表面保护膜。
接着,如图3(A)的示意图、图3(B)的剖面图所示那样,从样品11剥离脱模片(隔膜),并隔着露出的粘合剂层4而粘贴在玻璃板20上。接着,相对于样品11(表面保护膜6侧)的中央部,利用吉他拨片(HISTORY公司制、型号“HP2H(HARD)”)施加200g负载,在样品11的与起偏镜1的吸收轴正交的方向上100mm的距离内重复了50个往返的负载负荷。上述负载负荷在1个部位进行。另外,上述负载负荷分别以高速(5m/分)及低速(1m/分)进行。
接着,将样品11在80℃的环境中放置1小时之后,利用下述基准确认了样品11有无漏光的裂纹。
(高速的情况)
◎:0~10个
○:11~15个
△:16~30个
×:31个以上
(低速的情况)
◎:0个
○:1~3个
△:4~5个
×:6个以上
图4是确认在带粘合剂层的单侧保护偏振膜11的吉他拨片试验中的漏光的裂纹(纳米狭缝a)的下述指标,是偏振膜表面的显微镜的照片的一例。在图4(A)中,未确认到由纳米狭缝a引起的漏光的裂纹。另一方面,图4(B)是由于加热而沿着起偏镜的吸收轴方向产生了3个由纳米狭缝a引起的漏光的裂纹的情况。图4中,利用微分干涉显微镜对产生了纳米狭缝的样品进行了观察。在对样品进行拍摄时,在产生了纳米狭缝的样品的下侧(透射光源侧)以成正交尼科尔关系的方式设置未产生纳米狭缝的样品,利用透射光进行了观察。
<粘合力的评价>
将制作的带粘合剂层的偏振膜裁切成纵120mm×横25mm,将其作为样品。使用层压机将该样品粘贴在厚度0.7mm的无碱玻璃板(康宁公司制、EG-XG)上,接着,以50℃、5atm进行15分钟的高压釜处理而使其完全密合后,测定了该样品的粘合力。通过使用拉伸试验机(Autograph SHIMAZU AG-11OKN)测定将该样品以剥离角度90°、剥离速度300mm/min剥离时的粘合力(N/25mm、测定长度80mm)而求出了粘合力。测定以1次/0.5s的间隔取样200次,将其平均值作为测定值。被测样品数以3个被测样品进行。
另外,同样地,使用层压机将该样品粘贴在厚度0.7mm的ITO玻璃板的ITO膜上,接着,以50℃、5atm进行15分钟的高压釜处理而使其完全密合后,通过与上述同样的方法测定了该样品的粘合力。所使用的ITO玻璃板是在上述无碱玻璃的粘合力测定中作为被粘附物体使用的无碱玻璃板上形成非晶性ITO膜而成的。非晶性ITO膜通过溅射而形成。非晶性ITO膜的组成为Sn比率3重量%,贴合样品前,实施了140℃×60分钟的加热工序。需要说明的是,非晶性ITO膜的Sn比率根据Sn原子的重量/(Sn原子的重量+In原子的重量)而算出。进而,按照下述基准进行了评价。
◎:5N/25mm以下
○:大于5N/25mm且7N/25mm以下
△:大于7N/25mm且8N/25mm以下
×:大于8N/25mm
<再操作性的评价>
将所制作的带粘合剂层的单侧保护偏振膜裁切成32英寸,作为样品。用层压机将该样品分别粘贴于在上述粘合力的测定中使用的无碱玻璃板和ITO玻璃板的ITO膜,接着,以50℃、5atm进行15分钟的高压釜处理而使其完全密合。然后,使用再操作装置,确认了在剥离角度90°、剥离速度300mm/min的条件下进行再操作时的成功率。被测样品数以4个被测样品进行。进而,按照下述基准进行了评价。
◎:再操作100%
○:再操作75%以上
△:再操作50%以上
×:再操作25%以下
<耐久性的评价>
将带粘合剂层的单侧保护偏振膜(37英寸)的隔膜剥离,并使用层压机贴合于厚度0.7mm的无碱玻璃(康宁公司制,EG-XG)。接下来,在50℃、0.5MPa下进行15分钟的高压釜处理而使上述偏振膜完全密合于无碱玻璃。接下来,将其在80℃的加热烘箱(加热)及60℃/90%RH的恒温恒湿机(加湿)的条件下分别投入,按照下述基准评价了500小时后偏振片有无剥离。
◎:完全未观察到剥离。
○:观察到肉眼无法确认的程度的剥离。
△:观察到肉眼可确认的小的剥离。
×:观察到明显的剥离。
根据表2可知,对于实施例1~22的带粘合剂层的单侧保护偏振膜而言,无论是在以高速施加负载负荷的情况下还是以低速施加负载负荷的情况下均不易产生裂纹,而且,对于无碱玻璃表面及ITO膜表面这两者,再操作性均良好,此外,在高温及高湿时的耐久性(耐剥离性)优异。另一方面,可知对于比较例1、2及4的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,无论是在以高速施加负载负荷的情况下还是以低速施加负载负荷的情况下均会大量产生裂纹。另外可知,比较例3的带粘合剂层的单侧保护偏振膜中,相对于ITO膜表面的再操作性差。另外可知,在粘合剂层中配合了再操作改善剂的实施例6、7、12~18的带粘合剂层的单侧保护偏振膜的再操作性得到了提高。另外,将实施例7的带粘合剂层的单侧保护偏振膜与实施例18的带粘合剂层的单侧保护偏振膜进行比较可知,使用含有含氮单体作为单体单元的丙烯酸类聚合物而形成了粘合剂层的实施例7的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,更不易产生裂纹,并且在高温及高湿中的耐久性(耐剥离性)更为优异。另外,由实施例15和实施例22可知,本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜无论是在起偏镜的厚度薄的情况下还是在厚的情况下均不易产生裂纹、且再操作性良好。
工业实用性
本发明的带粘合剂层的单侧保护偏振膜可单独、或以层叠了其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 (20)
1.一种带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其具有仅在起偏镜的单面具有保护膜的单侧保护偏振膜、并且在所述单侧保护偏振膜的起偏镜侧直接或隔着涂敷层具有粘合剂层,
其中,所述粘合剂层在-40℃时的储能模量为7.0×107Pa以上,
所述粘合剂层相对于无碱玻璃表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力为8N/25mm以下,且所述粘合剂层相对于带ITO膜的玻璃的ITO膜表面在剥离速度300mm/min及剥离角度90度下的粘合力为8N/25mm以下。
2.根据权利要求1所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,所述粘合剂层的损耗模量的峰在-45℃以上。
3.根据权利要求1或2所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,所述粘合剂层在85℃时的储能模量为5.5×104Pa以上且1.4×105Pa以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述粘合剂层含有(甲基)丙烯酸类聚合物作为基础聚合物,
所述(甲基)丙烯酸类聚合物中,作为单体单元,含有:
均聚物的玻璃化转变温度小于0℃的(甲基)丙烯酸烷基酯(A)80重量%,以及
选自均聚物的玻璃化转变温度为0℃以上的(甲基)丙烯酸烷基酯(b1)、及均聚物的玻璃化转变温度为0℃以上且具有杂环的含(甲基)丙烯酰基单体(b2)中的至少一种高Tg单体(B)0.1~20重量%。
5.根据权利要求4所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述(甲基)丙烯酸类聚合物中,作为单体单元,含有除所述含(甲基)丙烯酰基单体(b2)以外的极性单体,且该极性单体为选自含氮单体、含羧基单体及含羟基单体中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述含氮单体为具有内酰胺环的乙烯基类单体。
7.根据权利要求6所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述具有内酰胺环的乙烯基类单体为乙烯基吡咯烷酮类单体。
8.根据权利要求7所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述乙烯基吡咯烷酮类单体为N-乙烯基吡咯烷酮。
9.根据权利要求5~8中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述(甲基)丙烯酸类聚合物含有所述含氮单体0.1~5重量%作为单体单元。
10.根据权利要求5~9中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述(甲基)丙烯酸类聚合物含有所述含羧基单体0.01~2重量%作为单体单元。
11.根据权利要求5~10中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述(甲基)丙烯酸类聚合物含有所述含羟基单体0.01~1重量%作为单体单元。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述粘合剂层含有再操作改善剂。
13.根据权利要求12所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
相对于作为所述粘合剂层的形成材料的基础聚合物100重量份,所述粘合剂层中的所述再操作改善剂的含量为0.001~10重量份。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
所述起偏镜的厚度为12μm以下。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,所述起偏镜含有聚乙烯醇类树脂、并且以由单体透射率T及偏振度P表示的光学特性满足下式的条件的方式构成:
P>-(100.929T-42.4-1)×100(其中,T<42.3)、或
P≥99.9(其中,T≥42.3)。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,所述起偏镜含有相对于起偏镜总量为25重量%以下的硼酸。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其中,
在所述粘合剂层上设置有隔膜。
18.根据权利要求17所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜,其为卷绕体。
19.一种图像显示装置,其具有权利要求1~16中任一项所述的带粘合剂层的单侧保护偏振膜。
20.一种图像显示装置的连续制造方法,其包括下述工序:
将从权利要求18所述的所述带粘合剂层的单侧保护偏振膜的卷绕体连续送出、并利用所述隔膜运送的所述带粘合剂层的单侧保护偏振膜经由所述粘合剂层连续地贴合于图像显示面板的表面。
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