CN111670394B - 偏振膜及其制造方法、光学膜、以及图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够兼顾抑制起偏镜在加湿环境中的光学特性降低、和在例如实施了小直径凹R加工、小直径孔加工的异形偏振膜中特别要求的优异的裂纹耐久性的偏振膜及其制造方法。上述偏振膜在起偏镜的至少一面隔着由固化物层形成的粘接剂层设置有纤维素类树脂膜作为透明保护膜,上述固化物层是对活性能量射线固化型粘接剂组合物照射活性能量射线而成的,将上述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物以给定量分别含有SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下、SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2、及SP值为21.0(MJ/m3)1/2以上且26.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(A)、(B)、及(C)。
Description
技术领域
本发明涉及在起偏镜的至少一面隔着粘接剂层设置有透明保护膜的偏振膜及其制造方法。该偏振膜可以单独形成液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置,或者以层叠了该偏振膜的光学膜的形式形成液晶显示装置(LCD)、有机EL显示装置、CRT、PDP等图像显示装置。
背景技术
在各种图像显示装置中,为了显示图像而使用了偏振膜。例如,对于液晶显示装置(LCD)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。另外,在有机EL显示装置中,为了遮蔽外部光在金属电极的镜面反射,在有机发光层的可视侧配置层叠有偏振膜和1/4波片的圆偏振膜。
作为上述偏振膜,一般而言,使用的是通过聚乙烯醇类粘接剂、活性能量射线固化性粘接剂等在起偏镜的一面或两面贴合保护膜而成的偏振片,所述起偏镜由聚乙烯醇类膜和碘等二色性材料形成。
上述偏振膜在热冲击(例如重复-40℃和85℃的温度条件的热冲击试验)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。因此,为了抑制起偏镜的收缩,减轻热冲击的影响,如果是厚度10μm以下的薄型起偏镜,则收缩应力的变化小,因此,不易产生贯穿裂纹。例如,公开了在厚度10μm以下的薄型起偏镜的一面或两面贴合保护膜从而抑制了贯穿裂纹的产生的偏振膜(例如参照下述专利文献1)。
另一方面,厚度10μm以下的薄型起偏镜存在在加湿环境中的光学特性容易降低的问题。因此,在下述专利文献2中,在上述薄型起偏镜中使用透湿度非常低的树脂膜作为保护膜,从而抑制了由薄型起偏镜的加湿导致的起偏镜的劣化。
另外,近年在汽车的仪表显示部、智能手表等中也使用了偏振片,从其设计性等考虑,也期望将偏振片的形状制成除矩形以外的形状而使用、在偏振片中形成贯穿孔等(参照例如下述专利文献3)。明确了在这样的异形加工中,对前所未见的更纤细且精致的加工处理、更复杂的加工处理的要求增加,存在实施小直径凹R加工、小直径孔加工的情况,在小直径孔加工、小直径凹R加工等凹加工部中,与形状为短形的情况相比,存在容易产生裂纹的倾向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-152911号公报
专利文献2:日本特开2017-211433号公报
专利文献3:日本特开2018-12182号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献2记载的技术中,尝试了在薄型起偏镜中利用使用了透湿度非常低的树脂膜作为保护膜的偏振膜,抑制薄型起偏镜在加湿环境中的劣化、热冲击时的裂纹的产生。然而,对近年的实施了小直径凹R加工、小直径孔加工的异形偏振膜要求能够通过对热冲击时加工部有无裂纹进行评价的更苛刻的裂纹试验的耐久性。因此,实际情况时,对于至今为止报道的偏振膜,在对裂纹的耐久性方面存在进一步改进的余地。
本发明是鉴于上述实际情况而开发的,其目的在于,提供可以兼顾抑制加湿环境中的光学特性降低、和在例如实施了小直径凹R加工、小直径孔加工的异形偏振膜特别地要求的优异的裂纹耐久性的偏振膜及其制造方法。
进而,其目的在于,提供至少层叠有至少1片上述偏振膜的光学膜、以及使用了上述偏振膜和/或上述光学膜的图像显示装置。
解决问题的方法
上述问题可以通过下述构成解决。即,本发明涉及一种偏振膜,其在起偏镜的至少一面隔着粘接剂层设置有透明保护膜,上述透明保护膜为纤维素类树脂膜,上述粘接剂层是由固化物层而形成的,该固化物层是对活性能量射线固化型粘接剂组合物照射活性能量射线而成的,将上述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物含有SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(A)0.0~4.0重量%、SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2的活性能量射线固化型化合物(B)5.0~98.0重量%、及SP值为21.0(MJ/m3)1/2以上且26.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(C)5.0~98.0重量%。
优选在上述偏振膜中,上述起偏镜的厚度为3μm以上且15μm以下。
优选在上述偏振膜中,将上述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物含有上述活性能量射线固化型化合物(B)20~80重量%。
优选在上述偏振膜中,上述活性能量射线固化型粘接剂组合物含有使(甲基)丙烯酸单体聚合而成的丙烯酸类低聚物(D)。
优选在上述偏振膜中,下述式(1)表示的上述活性能量射线固化型粘接剂组合物的丙烯酰基当量Cae为140以上,
Cae=1/Σ(WN/Nae)(1)
上述式(1)中,WN为组合物中的活性能量射线固化型化合物N的质量分数,Nae为活性能量射线固化型化合物N的丙烯酰基当量。
优选在上述偏振膜中,上述活性能量射线固化型粘接剂组合物含有具有夺氢作用的自由基聚合引发剂。
优选在上述偏振膜中,上述自由基聚合引发剂为噻吨酮类自由基聚合引发剂。
优选在上述偏振膜中,上述活性能量射线固化型粘接剂组合物含有丙烯酸类低聚物(D),
在上述透明保护膜与上述粘接剂层之间形成有它们的组成连续地变化的相容层,
将上述相容层的厚度设为P(μm),将组合物总量设为100重量%,将此时的上述丙烯酸类低聚物(D)的含量设为Q重量%时,P×Q的值小于10。
优选在上述偏振膜中,在上述起偏镜及上述透明保护膜的至少一个贴合面具备下述通式(1)表示的化合物,
[化学式1]
(式中,X为含有反应性基团的官能团,R1及R2分别独立地表示氢原子、任选具有取代基的脂肪族烃基、芳基、或杂环基),
上述通式(1)表示的化合物介于上述起偏镜与上述粘接剂层之间、和/或介于上述透明保护膜与上述粘接剂层之间。
优选在上述偏振膜中,上述通式(1)表示的化合物为下述通式(1’)表示的化合物,
[化学式2]
(式中,Y为有机基团,X、R1及R2与上述含义相同)。
优选在上述偏振膜中,在上述起偏镜的贴合面具备上述通式(1)表示的化合物。
优选在上述偏振膜中,上述通式(1)表示的化合物所具有的反应性基团为选自α,β-不饱和羰基、乙烯基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、氨基、醛基、巯基、卤素基团中的至少1种反应性基团。
另外,本发明涉及一种偏振膜的制造方法,该方法包括:在起偏镜及透明保护膜的至少一面涂敷活性能量射线固化型粘接剂组合物的涂敷工序;将上述起偏镜及上述透明保护膜贴合的贴合工序;从上述起偏镜面侧或上述透明保护膜面侧照射活性能量射线,从而隔着使上述活性能量射线固化型粘接剂组合物固化而得到的粘接剂层使上述起偏镜及上述透明保护膜粘接的粘接工序,其中,上述透明保护膜为纤维素类树脂膜,将上述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物含有SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(A)0.0~4.0重量%、SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2的活性能量射线固化型化合物(B)5.0~98.0重量%、及SP值为21.0(MJ/m3)1/2以上且26.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(C)5.0~98.0重量%。
优选在上述偏振膜的制造方法中,包括使下述通式(1)表示的化合物附着于上述起偏镜及上述透明保护膜的至少一个贴合面的易粘接处理工序,
[化学式3]
(式中,X为含有反应性基团的官能团,R1及R2分别独立地表示氢原子、任选具有取代基的脂肪族烃基、芳基、或杂环基)。
优选在上述偏振膜的制造方法中,上述通式(1)表示的化合物为下述通式(1’)表示的化合物,
[化学式4]
(式中,Y为有机基团,X、R1及R2与上述含义相同)。
优选在上述偏振膜的制造方法中,在上述涂敷工序前对上述起偏镜及上述透明保护膜的至少一面、即进行贴合的一侧的面进行电晕处理、等离子体处理、准分子处理或火焰处理。
优选在上述偏振膜的制造方法中,上述活性能量射线包含波长范围380~450nm的可见光。
优选在上述偏振膜的制造方法中,上述活性能量射线在波长范围380~440nm的累积照度与波长范围250~370nm的累积照度之比为100:0~100:50。
此外,本发明涉及至少层叠有1片上述中任一项所述的偏振膜的光学膜、使用了上述中任一项所述的偏振膜和/或上述记载的光学膜的图像显示装置。
发明的效果
如上所述,不仅实施了小直径凹R加工、小直径孔加工的异形偏振膜,形状为短形的通常的偏振膜也由于各种各样的原因而难以兼顾抑制加湿环境中的光学特性降低、和优异的裂纹耐久性。本发明人等为了实现它们的兼顾而进行深入研究,结果发现,首先开发出可以形成提高了起偏镜与透明保护膜的粘接性、且提高了光学耐久性的粘接剂层的(i)活性能量射线固化型粘接剂组合物,然后选择最佳的(ii)透明保护膜,与(i)组合,由此可以实现上述课题的兼顾。
首先,对(i)活性能量射线固化型粘接剂组合物进行说明。为了形成提高了起偏镜与透明保护膜的粘接性、且提高了光学耐久性的粘接剂层,在本发明中,使活性能量射线固化型粘接剂组合物至少含有活性能量射线固化型化合物(A)、活性能量射线固化型化合物(B)、及活性能量射线固化型化合物(C)。活性能量射线固化型化合物(A)的SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下,将组合物总量设为100重量%时,其组成比率为0.0~4.0重量%。该活性能量射线固化型化合物(A)的SP值高,非常有助于例如PVA类起偏镜(例如SP值32.8)及作为透明保护膜的皂化三乙酸纤维素(例如SP值32.7)、与粘接剂层的粘接性提高。另一方面,活性能量射线固化型粘接剂组合物中的活性能量射线固化型化合物(A)的含量多时,光学耐久性恶化。因此,将组合物总量设为100重量%时,优选将活性能量射线固化型化合物(A)的上限设为4.0重量%、更优选设为2.0重量%、优选设为1.5重量%、进一步优选设为1.0重量%、特别优选不含活性能量射线固化型化合物(A)。
活性能量射线固化型化合物(B)的SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2,其组成比率为5.0~98.0重量%。该活性能量射线固化型化合物(B)的SP值低,SP值与水(SP值47.9)差别大,非常有助于粘接剂层的耐水性提高。将组合物总量设为100重量%时,其组成比率优选为20~80重量%、更优选为25~70重量%。
活性能量射线固化型化合物(C)的SP值为21.0(MJ/m3)1/2以上且26.0(MJ/m3)1/2以下,其组成比率为5.0~98.0重量%。活性能量射线固化型化合物(C)的SP值与例如作为透明保护膜的未皂化三乙酸纤维素的SP值(例如23.3)及丙烯酸膜的SP值(例如22.2)相近,因此,有助于提高与这些透明保护膜的粘接性。将组合物总量设为100重量%时,其组成比率优选为20~80重量%、更优选为25~70重量%。
在本发明中,通过上述记载的(i)活性能量射线固化型粘接剂组合物将特定的(ii)透明保护膜与起偏镜粘接。
作为(ii)透明保护膜,使用纤维素类树脂膜。纤维素类树脂膜在热冲击时尺寸变化小,线膨胀系数低。另一方面,透湿度高。因此,为了兼顾抑制偏振膜在加湿环境中的光学特性降低、与优异的裂纹耐久性,在纤维素类树脂膜中同时存在正面和负面,但通过使用由上述记载的(i)活性能量射线固化型粘接剂组合物的固化物层形成的粘接剂层与起偏镜粘接在一起,从而可以弥补纤维素类树脂膜的负面,实现上述课题的兼顾。
特别地,在本发明中,通过隔着由特定的(i)活性能量射线固化型粘接剂组合物的固化物层形成的粘接剂层,将特定的(ii)透明保护膜、与厚度为3μm以上且15μm以下的特定的(iii)薄型起偏镜粘接而构成偏振膜时,能够以更高的水平兼顾抑制偏振膜在加湿环境中的光学特性降低、与优异的裂纹耐久性,因而优选。
附图说明
图1是实施了裂纹评价试验的带粘合剂层的偏振膜的示意图。
具体实施方式
本发明的偏振膜通过隔着粘接剂层使特定的透明保护膜与起偏镜粘接而构成偏振膜,所述粘接剂层由特定的活性能量射线固化型粘接剂组合物的固化物层形成。
<活性能量射线固化型粘接剂组合物>
活性能量射线固化型粘接剂组合物含有活性能量射线固化型化合物(A)、(B)及(C)作为固化性成分。具体而言,将组合物总量设为100重量%时,含有SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(A)0.0~4.0重量%、SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2的活性能量射线固化型化合物(B)5.0~98.0重量%、及SP值为21.0(MJ/m3)1/2以上且26.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(C)5.0~98.0重量%。需要说明的是,在本发明中,“组合物总量”是指,包含活性能量射线固化型化合物、以及各种引发剂、添加剂的总量。
在此,以下对本发明中的SP值(溶解度参数)的计算方法进行说明。
(溶解度参数(SP值)的计算方法)
在本发明中,活性能量射线固化型化合物、起偏镜、各种透明保护膜等的溶解度参数(SP值)通过Fedors计算法[参照“聚合物工程与科学(PolymerEng.&Sci.)”,第14卷,第2号(1974),第148~154页]进行计算而求出,所述计算法如下:
[数学式1]
(式中,Δei为归属于原子或基团的25℃下的蒸发能,Δvi为25℃下的摩尔体积)。
上述数学式中的Δei及Δvi表示对主要分子中的i个原子及基团赋予的一定的数值。另外,将对原子或基团赋予的Δe及Δv的数值的代表例示于以下的表1。
[表1]
原子或基团 | Δe(J/mol) | Δv(cm3/mol) |
CH3 | 4086 | 33.5 |
C | 1465 | -19.2 |
苯基 | 31940 | 71.4 |
亚苯基 | 31940 | 52.4 |
COOH | 27628 | 28.5 |
CONH2 | 41861 | 17.5 |
NH2 | 12558 | 19.2 |
-N= | 11721 | 5.0 |
CN | 25535 | 24.0 |
NO2(脂肪酸) | 29302 | 24.0 |
NO3(芳香族) | 15363 | 32.0 |
O | 3349 | 3.8 |
OH | 29805 | 10.0 |
S | 14149 | 12.0 |
F | 4186 | 18.0 |
Cl | 11553 | 24.0 |
Br | 15488 | 30.0 |
活性能量射线固化型化合物(A)只要是具有(甲基)丙烯酸酯基等自由基聚合性基团、且SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下的化合物,就可以没有限定地使用。作为活性能量射线固化型化合物(A)的具体例,可列举例如:羟乙基丙烯酰胺(SP值29.5)、N-羟甲基丙烯酰胺(SP值31.5)等。需要说明的是,在本发明中,(甲基)丙烯酸酯基是指丙烯酸酯基和/或甲基丙烯酸酯基。
活性能量射线固化型化合物(B)只要是具有(甲基)丙烯酸酯基等自由基聚合性基团、且SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2的化合物,就可以没有限定地使用。作为活性能量射线固化型化合物(B)的具体例,可列举例如:三丙二醇二丙烯酸酯(SP值19.0)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(SP值19.2)、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(SP值20.3)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(SP值19.1)、二烷二醇二丙烯酸酯(SP值19.4)、EO改性二甘油四丙烯酸酯(SP值20.9)。需要说明的是,作为活性能量射线固化型化合物(B),也可以适宜使用市售品,可列举例如:ARONIX M-220(东亚合成株式会社制、SP值19.0)、LIGHTACRYLATE 1,9ND-A(共荣社化学株式会社制、SP值19.2)、LIGHTACRYLATE DGE-4A(共荣社化学株式会社制、SP值20.9)、LIGHTACRYLATE DCP-A(共荣社化学株式会社制、SP值20.3)、SR-531(SARTOMER公司制、SP值19.1)、CD-536(SARTOMER公司制、SP值19.4)等。
活性能量射线固化型化合物(C)只要是具有(甲基)丙烯酸酯基等自由基聚合性基团、且SP值为21.0(MJ/m3)1/2以上且26.0(MJ/m3)1/2以下的化合物,就可以没有限定地使用。作为活性能量射线固化型化合物(C)的具体例,可列举例如:丙烯酰基吗啉(SP值22.9)、N-甲氧基甲基丙烯酰胺(SP值22.9)、N-乙氧基甲基丙烯酰胺(SP值22.3)等。需要说明的是,作为活性能量射线固化型化合物(C),也可以适宜使用市售品,可列举例如:ACMO(兴人株式会社制、SP值22.9)、Wasmer 2MA(笠野兴产株式会社制、SP值22.9)、Wasmer EMA(笠野兴产株式会社制、SP值22.3)、Wasmer 3MA(笠野兴产株式会社制、SP值22.4)等。
需要说明的是,在本发明中,如果下述式(1)表示的活性能量射线固化型粘接剂组合物的丙烯酰基当量Cae为140以上,则可以抑制活性能量射线固化型粘接剂组合物固化时的固化收缩。由此,与被粘附物、特别是与起偏镜的粘接性提高,因而优选。
Cae=1/Σ(WN/Nae)(1)
上述式(1)中、WN为组合物中的活性能量射线固化型化合物N的质量分数,Nae为活性能量射线固化型化合物N的丙烯酰基当量。需要说明的是,在本发明中,作为活性能量射线固化型粘接剂组合物的丙烯酰基当量为给定以上的情况下所得到的粘接剂层的粘接力提高的理由,可以推定如下。
活性能量射线固化型粘接剂组合物的丙烯酰基当量越高,越具有抑制在对该组合物照射活性能量射线并使其固化时由于形成共价键而发生的体积收缩的效果。由此,可以缓和滞留在粘接剂层与被粘附物的界面的应力,其结果,粘接剂层的粘接力提高。
上述丙烯酰基当量Cae更优选为155以上、进一步优选为165以上。需要说明的是,在本发明中,如下所述地定义丙烯酰基当量。
(丙烯酰基当量)=(丙烯酸类单体的分子量)/(丙烯酸类单体1分子中所含的(甲基)丙烯酰基数量)
活性能量射线固化型粘接剂组合物除了作为固化性成分的活性能量射线固化型化合物(A)、(B)及(C)以外,还可以含有使(甲基)丙烯酸类单体聚合而成的丙烯酸类低聚物(D)。通过在活性能量射线固化型粘接剂组合物中含有(D)成分,可以降低对该组合物照射活性能量射线并使其固化时的体积收缩,从而减少粘接剂层与起偏镜及透明保护膜等被粘附物的界面应力。其结果,可抑制粘接剂层与被粘附物的粘接性降低。为了充分抑制固化物层(粘接剂层)的固化收缩,在粘接剂组合物中,优选含有丙烯酸类低聚物(D)3.0重量%以上、更优选含有5.0重量%以上。另一方面,粘接剂组合物中的丙烯酸类低聚物(D)的含量过多时,存在对该组合物照射活性能量射线时的反应速度急剧降低而变得固化不良的情况。因此、粘接剂组合物中的丙烯酸类低聚物(D)的含量优选为25重量%以下、更优选为15重量%以下。
在考虑涂敷时的作业性、均匀性的情况下,优选活性能量射线固化型粘接剂组合物为低粘度,因此(甲基)丙烯酸类单体聚合而成的丙烯酸类低聚物(D)也优选为低粘度。作为能够防止粘接剂层的固化收缩的低粘度的丙烯酸类低聚物,其重均分子量(Mw)优选为15000以下、更优选为10000以下、特别优选为5000以下。另一方面,为了充分抑制固化物层(粘接剂层)的固化收缩,丙烯酸类低聚物(D)的重均分子量(Mw)优选为500以上、更优选为1000以上、特别优选为1500以上。作为构成丙烯酸类低聚物(D)的(甲基)丙烯酸类单体,具体可列举例如:(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2-甲基-2-硝基丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸3-戊酯、(甲基)丙烯酸2,2-二甲基丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸4-甲基-2-丙基戊酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯等(甲基)丙烯酸(碳原子数1-20)烷基酯类、以及例如:(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸酯环戊酯等)、(甲基)丙烯酸芳烷基酯(例如(甲基)丙烯酸苄酯等)、多环式(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸2-异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-降冰片基甲酯、(甲基)丙烯酸5-降冰片烯-2-基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-2-降冰片基甲酯等)、含羟基(甲基)丙烯酸酯类(例如(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3-二羟基丙基甲基丁酯等)、含烷氧基或苯氧基(甲基)丙烯酸酯类((甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等)、含环氧基(甲基)丙烯酸酯类(例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等)、含卤素(甲基)丙烯酸酯类(例如(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等)、(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯(例如,(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯等)等。这些(甲基)丙烯酸酯可以单独使用或组合使用2种以上。作为丙烯酸类低聚物(D)的具体例,可列举东亚合成株式会社制“ARUFON”、综研化学株式会社制“ACTFLOW”、BASFJapan Ltd.制“JONCRYL”等。
活性能量射线固化型粘接剂组合物优选含有具有夺氢作用的自由基聚合引发剂(E)。根据该构成,特别是即使刚从高湿度环境中或从水中取出后(非干燥状态),偏振膜所具有的粘接剂层的粘接性也显著提高。其理由尚未明确,但认为是以下的原因。如果在活性能量射线固化型粘接剂组合物中存在具有夺氢作用的自由基聚合引发剂(E),则活性能量射线固化型化合物聚合,从而形成构成粘接剂层的基础聚合物,并从活性能量射线固化型化合物的例如亚甲基等中夺取氢,产生自由基。而且,产生自由基的亚甲基等与PVA等起偏镜的羟基反应,在粘接剂层与起偏镜之间形成共价键。其结果,推测特别是即使在非干燥状态下,偏振膜所具有的粘接剂层的粘接性也显著提高。
在本发明中,作为具有夺氢作用的自由基聚合引发剂(E),可列举例如:噻吨酮类自由基聚合引发剂、二苯甲酮类自由基聚合引发剂等。作为噻吨酮类自由基聚合引发剂,可列举例如下述通式(2)表示的化合物。
[化学式5]
(式中,R3及R4表示-H、-CH2CH3、-iPr或Cl,R3及R4任选相同或不同)
在使用了通式(2)表示的化合物的情况下,与单独使用对380nm以上的光具有高灵敏度的光聚合引发剂的情况相比,粘接性优异。关于对380nm以上的光具有高灵敏度的光聚合引发剂,在后面叙述。在通式(2)表示的化合物中,特别优选R3及R4为-CH2CH3的二乙基噻吨酮。
通式(2)的光聚合引发剂可以通过透过具有UV吸收能力的透明保护膜的长波长的光而引发聚合,因此,即使隔着UV吸收膜,也可以使粘接剂固化。具体而言,即使在例如像三乙酸纤维素-起偏镜-三乙酸纤维素那样在两面层叠具有UV吸收能力的透明保护膜的情况下,含有通式(2)的光聚合引发剂时,也可以使粘接剂组合物固化。
将组合物总量设为100重量%时,组合物中的具有夺氢作用的自由基聚合引发剂(E)的组成比率、特别是通式(2)表示的化合物的组成比率优选为0.1~10重量%、更优选为0.2~5重量%。
另外,优选根据需要添加聚合引发助剂。作为聚合引发助剂,可列举出:三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯等,特别优选4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。在使用聚合引发助剂的情况下,将组合物总量设为100重量%时,其添加量通常为0~5重量%、优选为0~4重量%、最优选为0~3重量%。
另外,可以根据需要组合使用公知的光聚合引发剂。具有UV吸收能力的透明保护膜由于不透过380nm以下的光,因此,作为光聚合引发剂,优选使用对380nm以上的光为高灵敏度的光聚合引发剂。具体而言,可列举出:2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、双(Η5-2,4-环戊二烯-1-基)双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基)钛等。
特别地,作为光聚合引发剂,优选除通式(2)的光聚合引发剂以外进一步含有下述通式(3)表示的化合物,
[化学式6]
(式中,R5、R6及R7表示-H、-CH3、-CH2CH3、-iPr或Cl,R5、R6及R7任选相同或不同)。通过组合使用上述通式(2)及通式(3)的光聚合引发剂,可以通过它们的光敏反应而使反应高效率化,特别是粘接剂层的粘接性提高。
优选在上述活性能量射线固化型粘接剂组合物中进一步含有具有夺氢作用的自由基聚合引发剂(E)、以及具有活性亚甲基的活性能量射线固化型化合物。根据该构成,偏振膜所具有的粘接剂层的粘接性进一步提高。
具有活性亚甲基的活性能量射线固化型化合物为末端或分子中具有(甲基)丙烯酰基等活性双键基团、且具有活性亚甲基的化合物。作为活性亚甲基,可列举例如:乙酰乙酰基、烷氧基丙二酰基、或氰基乙酰基等。作为具有活性亚甲基的活性能量射线固化型化合物的具体例,可列举例如:(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙基丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙基-1-甲基乙酯等(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙基烷基酯;(甲基)丙烯酸2-乙氧基丙二酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙酰氧基乙酯、N-(2-氰基乙酰氧基乙基)丙烯酰胺、N-(2-丙酰基乙酰氧基丁基)丙烯酰胺、N-(4-乙酰乙酰氧基乙基甲基苄基)丙烯酰胺、N-(2-乙酰乙酰基氨基乙基)丙烯酰胺等。具有活性亚甲基的自由基聚合性化合物优选为(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙基烷基酯。需要说明的是,具有活性亚甲基的活性能量射线固化型化合物的SP值没有特别限定,可以使用任意值的化合物。
<光产酸剂>
可以在上述活性能量射线固化型树脂组合物中含有光产酸剂。在上述活性能量射线固化型树脂组合物中含有光产酸剂的情况下,可大幅提高粘接剂层的耐水性及耐久性。光产酸剂可以由下述通式(4)表示。
通式(4)
[化学式7]
L+·X-.
(其中,L+表示任意的阳离子。另外,X-表示选自PF66 -、SbF6 -、AsF6 -、SbCl6 -、BiCl5 -、SnCl6 -、ClO4 -、二硫代氨基甲酸盐阴离子、SCN-中的抗衡阴离子。)
接下来,对通式(4)中的抗衡阴离子X-进行说明。
原理上对通式(4)中的抗衡阴离子X-没有特殊限定,优选非亲核性阴离子。抗衡阴离子X为非亲核性阴离子的情况下,由于不易引起分子内共存的阳离子、组合使用的各种材料的亲核反应,结果能够提高由通式(4)表示的光产酸剂自身、使用其的组合物的经时稳定性。这里所说的非亲核性阴离子是指引起亲核反应的能力低的阴离子。作为这样的阴离子,可列举:PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、SbCl6 -、BiCl5 -、SnCl6 -、ClO4 -、二硫代氨基甲酸盐阴离子、SCN-等。
具体而言,作为本发明的光产酸剂的优选具体例,可以举出:“CYRACURE UVI-6992”、“CYRACURE UVI-6974”(以上,Dow ChemicalJapan Limited制)、“AdekaoptomerSP150”、“Adekaoptomer SP152”、“AdekaoptomerSP170”、“Adekaoptomer SP172”(以上,株式会社ADEKA制)、“IRGACURE250”(CibaSpecialty Chemicals Inc.制)、“CI-5102”、“CI-2855”(以上,Nippon Soda Co.,Ltd.制)、“San-Aid SI-60L”、“San-Aid SI-80L”、“San-AidSI-100L”、“San-Aid SI-110L”、“San-Aid SI-180L”(以上,三新化学株式会社制)、“CPI-100P”、“CPI-100A”(以上,San-Apro Ltd.制)、“WPI-069”、“WPI-113”、“WPI-116”、“WPI-041”、“WPI-044”、“WPI-054”、“WPI-055”、“WPAG-281”、“WPAG-567”、“WPAG-596”(以上,和光纯药株式会社制)。
相对于组合物的总量,光产酸剂的含量为10重量%以下、优选为0.01~10重量%、更优选为0.05~5重量%、特别优选为0.1~3重量%。
<含有烷氧基、环氧基中的任意基团的化合物>
可以在上述活性能量射线固化型粘接剂组合物中组合使用含有光产酸剂和烷氧基、环氧基中的任意基团的化合物。
(具有环氧基的化合物及高分子)
在使用分子内具有1个以上环氧基的化合物或分子内具有2个以上环氧基的高分子(环氧树脂)的情况下,可以组合使用分子内具有两个以上与环氧基具有反应性的官能团的化合物。其中,与环氧基具有反应性的官能团例如可列举:羧基、酚羟基、巯基、伯或仲芳香族氨基等。考虑到三维固化性,特别优选一分子中具有2个以上这些官能团。
作为分子内具有1个以上环氧基的高分子,例如可列举环氧树脂,包括由双酚A和环氧氯丙烷衍生的双酚A型环氧树脂、由双酚F和环氧氯丙烷衍生的双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、二苯基醚型环氧树脂、氢醌型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、芴型环氧树脂、3官能型环氧树脂、4官能型环氧树脂等多官能型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、乙内酰脲型环氧树脂、异氰脲酸酯型环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂等,这些环氧树脂可以被卤化、也可以被氢化。作为市售的环氧树脂制品,例如可列举:Japan Epoxy Resin制造的JER code 828、1001、801N、806、807、152、604、630、871、YX8000、YX8034、YX4000、DIC株式会社制造的EPICLON830、EXA835LV、HP4032D、HP820、株式会社ADEKA制造的EP4100系列、EP4000系列、EPU系列、Daicel Chemical Industries,Ltd.制造的CELLOXIDE系列(2021、2021P、2083、2085、3000等)、Epolead系列、EHPE系列、新日铁化学株式会社制造的YD系列、YDF系列、YDCN系列、YDB系列、苯氧基树脂(是由双酚类和环氧氯丙烷合成且两末端具有环氧基的多羟基聚醚;YP系列等)、Nagase ChemteX Corporation制造的Denacol系列、共荣社化学株式会社制造的Epolight系列等,但不限于这些。这些环氧树脂可以组合使用2种以上。
(具有烷氧基的化合物及高分子)
作为分子内具有烷氧基的化合物,只要其分子内具有1个以上烷氧基,就没有特殊限制,可以使用公知的化合物。作为这样的化合物,可以列举出三聚氰胺化合物、氨基树脂、硅烷偶联剂等作为代表。
相对于组合物的总量,含有烷氧基、环氧基中的任一者的化合物的配合量通常为30重量%以下,如果组合物中的化合物的含量过多,则粘接性降低,有时对落锤试验的耐冲击性恶化。组合物中的化合物的含量更优选为20重量%以下。另一方面,从耐水性方面出发,优选在组合物中含有化合物2重量%以上、更优选含有5重量%以上。
<硅烷偶联剂>
作为硅烷偶联剂可以没有特别限定地使用具有Si-O键的有机硅化合物,作为具体例,可列举活性能量射线固化性的有机硅化合物、或非活性能量射线固化性的有机硅化合物。特别优选有机硅化合物所具有的有机基团的碳原子数为3以上。作为活性能量射线固化性的化合物,可列举:乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
优选3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
作为非活性能量射线固化性的化合物的具体例,优选具有氨基的化合物。作为具有氨基的化合物的具体例,可列举:γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三异丙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三异丙氧基硅烷、γ-(2-(2-氨基乙基)氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N-乙基氨基)-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苄基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙烯基苄基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-环己基氨基甲基三乙氧基硅烷、N-环己基氨基甲基二乙氧基甲基硅烷、N-苯基氨基甲基三甲氧基硅烷、(2-氨基乙基)氨基甲基三甲氧基硅烷、N,N’-双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺等含氨基硅烷类;N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺等酮亚胺型硅烷类。
具有氨基的化合物可以仅使用1种,也可以组合使用多种。这些当中,为了确保良好的粘接性,优选γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺。
作为除上述以外的非活性能量射线固化性的化合物的具体例,可列举:3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、咪唑硅烷等。
相对于固化性树脂组合物的总量,硅烷偶联剂的配合量优选为0.01~20重量%的范围、更优选为0.05~15重量%、进一步优选为0.1~10重量%。这是因为在超过20重量%的配合量的情况下,固化性树脂组合物的保存稳定性恶化,另外,在小于0.1重量%的情况下,无法充分发挥粘接耐水性的效果。
<具有乙烯基醚基的化合物>
在本发明中使用的活性能量射线固化型粘接剂组合物含有具有乙烯基醚基的化合物的情况下,起偏镜与粘接剂层的粘接耐水性提高,因而优选。得到该效果的理由尚不明确,但推测理由之一是通过化合物所具有的乙烯基醚基与起偏镜相互作用,起偏镜与粘接剂层的粘接力提高。为了进一步提高起偏镜与粘接剂层的粘接耐水性,化合物优选为具有乙烯基醚基的活性能量射线固化型化合物。另外,对于化合物的含量而言,相对于固化性树脂组合物的总量,优选含有0.1~19重量%。
<上述以外的添加剂>
另外,在不损害本发明的目的、效果的范围内,可以在本发明使用的固化性树脂组合物中配合作为其它任意成分的各种添加剂。作为该添加剂,可列举:环氧树脂、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚醚、聚酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、石油树脂、二甲苯树脂、酮树脂、纤维素树脂、氟类低聚物、有机硅类低聚物、聚硫醚类低聚物等聚合物或低聚物;吩噻嗪、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等阻聚剂;聚合引发助剂;流平剂;润湿性改良剂;表面活性剂;增塑剂;紫外线吸收剂;无机填充剂;颜料;染料等。
相对于固化性树脂组合物的总量,上述的添加剂通常为0~10重量%、优选为0~5重量%、最优选为0~3重量%。
<粘接剂层>
通过活性能量射线固化型粘接剂组合物形成的粘接剂层的厚度优选为0.01~3.0μm。在粘接剂层的厚度过薄的情况下,粘接剂层的凝聚力不足,剥离力降低,因而不优选。在粘接剂层的厚度过厚的情况下,对偏振膜的截面施加应力时容易引起剥离,发生由冲击导致的剥离不良,因而不优选。粘接剂层的厚度更优选为0.1~2.5μm、最优选为0.5~1.5μm。
<透明保护膜>
在本发明中,作为透明保护膜,使用纤维素类树脂膜。纤维素类树脂膜是指含有乙酸纤维素等纤维素酯作为主成分的膜,其通过将纤维素酯单独、或者根据需要将纤维素酯与其它聚合物成分作为原料通过例如熔融挤出成形而制造。需要说明的是,“主成分”的用语是指,在树脂膜中含有纤维素酯50重量%以上,特别是从偏振膜的裂纹耐久性提高的观点考虑,作为透明保护膜,优选使用含有纤维素酯50重量%以上的纤维素类树脂膜,特别优选使用含有纤维素酯70重量%以上的纤维素类树脂膜。作为纤维素酯,特别优选使作为天然高分子的纤维素与乙酸酐反应、将纤维素分子中所含的羟基(OH-)置换为乙酰基(CH3CO-)(乙酰基化)而得到的乙酰基纤维素,特别优选使用将全部羟基进行了乙酰基化而得到的TAC(三乙酸纤维素)。
需要说明的是,在本发明中,作为透明保护膜,也可以使用具有相位差的纤维素类树脂膜。该情况下,透明保护膜同时用作相位差膜,因此,可以实现偏振膜的薄型化,因而优选。具有相位差的纤维素类树脂膜也通过将纤维素酯单独、或者根据需要将纤维素酯与其它聚合物成分作为原料、通过例如熔融挤出成形而制造。纤维素酯可以通过变更低级脂肪酸的取代基的种类、低级脂肪酸的取代度而控制得到的相位差膜的相位差值。另外,为了控制相位差,也可以含有相位差提高剂、相位差控制剂。上述纤维素酯可以通过任意适当的方法、例如日本特开2001-188128号公报中记载的方法来制造。另外,纤维素酯有大量市售产品,从获取容易性、成本的方面考虑也是有利的。作为纤维素酯的市售品的例子,可列举富士膜株式会社制造的商品名“UV-50”、“UV-80”、“SH-80”、“TD-80U”、“TD-TAC”、“UZ-TAC”、柯尼卡株式会社制造的“KC系列”。
在上述纤维素酯含有乙酰基作为低级脂肪酸的取代基的情况下,其乙酰基取代度优选为3以下、进一步优选为0.5~3、特别优选为1~3。在上述纤维素酯含有丙酰基作为低级脂肪酸的取代基的情况下,其丙酰基取代度优选为3以下、进一步优选为0.5~3、特别优选为1~3。另外,在上述纤维素酯为纤维素的一部分羟基被乙酰基取代、另一部分被丙酰基取代的混合脂肪酸酯的情况下,乙酰基取代度与丙酰基取代度的合计优选为1~3、进一步优选为2~3。此时,乙酰基取代度优选为0.5~2.5,丙酰基取代度优选为0.3~1.5。
需要说明的是,乙酰基取代度(或丙酰基取代度)是指,被乙酰基(或丙酰基)取代的纤维素骨架中的2、3、6位的碳上连接的羟基的数量。纤维素骨架中的2、3、6位的碳中的某个碳可以偏向乙酰基(或丙酰基),也可以平均地存在。上述乙酰基取代度可以通过ASTM-D817-91(乙酸纤维素等试验法)求出。另外,上述丙酰基取代度可以通过ASTM-D817-96(乙酸纤维素等试验法)求出。
上述纤维素酯通过利用四氢呋喃溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)法测定的重均分子量(Mw)优选为30000~500000、进一步优选为50000~400000、最优选为80000~300000。重均分子量为上述范围时,可以使机械强度优异、溶解性、成形性、流延的操作性良好。
另外,上述纤维素酯的分子量分布(重均分子量Mw/数均分子量Mn)优选为1.5~5.5、进一步优选为2~5。
优选具有相位差的纤维素类树脂膜满足nx>ny>nz的关系。将该具有相位差的纤维素类树脂膜的面内相位差通常控制为40~300nm的范围,将厚度方向相位差通常控制为80~320nm的范围。此外,优选面内相位为40~100nm、厚度方向相位差为100~320nm,优选Nz系数满足1.8~4.5。Nz系数代表性地为3.5~4.5左右。根据具有该相位差的纤维素类树脂膜,可以改善斜视方向的视角特性。特别地,在适用于IPS模式、VA模式的液晶显示装置的情况下是适宜的。需要说明的是,Nz系数表示为Nz=(nx-nz)/(nx-ny)(nx、ny、nz的定义与面内相位差及厚度方向相位差同样)。
作为上述具有相位差的纤维素类树脂膜,可使用例如满足nx>ny>nz的折射率的关系的二轴性相位差膜(富士膜株式会社制“WVBZ4A6”、“WVBZ4E4”、柯尼卡株式会社制“KC4DR-1”等)。这些相位差的控制可以通过对含有纤维素酯的高分子膜在纵向或横向上进行单向拉伸、或双向拉伸而得到。
需要说明的是,上述具有相位差的纤维素类树脂膜可以是例如各种波片、根据使用目的具有适宜相位差的纤维素类树脂膜,该使用目的为利用液晶层的双折射的着色、视角等的补偿的目的等,也可以是层叠2种以上具有相位差的纤维素类树脂膜从而控制了相位差等光学特性的纤维素类树脂膜。
透明保护膜中可以含有1种以上任意适当的添加剂。作为添加剂,例如可列举: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。透明保护膜中的添加剂的含量优选为0~50重量%、更优选为1~50重量%、进一步优选为2~40重量%、特别优选为3~30重量%。透明保护膜中的添加剂的量超过上述范围时,存在不能充分展现出透明保护膜的高透明性等的担心。
本发明的偏振膜可以仅在起偏镜的一面隔着粘接剂层设置有透明保护膜,也可以在起偏镜的两面隔着粘接剂层设置有透明保护膜。在前者的情况下,使用纤维素类树脂膜作为透明保护膜。另一方面,在后者的情况下,需要在起偏镜的一面隔着粘接剂层层叠纤维素类树脂膜作为透明保护膜,也可以在另一面层叠纤维素类树脂膜作为透明保护膜,或者可以层叠纤维素类树脂膜以外的树脂膜作为透明保护膜。
作为除纤维素类树脂膜以外可使用的透明保护膜,优选透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异者。作为形成上述透明保护膜的聚合物的实例,例如可列举: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、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,聚乙烯、聚丙烯、具有环类或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、乙烯基缩丁醛类聚合物、聚芳酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物、或上述聚合物的混合物等。
另外,作为除纤维素类树脂膜以外可使用的透明保护膜,可列举日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物膜,例如(A)含有侧链具有取代和/或未取代酰亚胺基的热塑性树脂和侧链具有取代和/或未取代苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体例,可列举含有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的膜。膜可以使用由树脂组合物的混合挤出品等形成的膜。这些膜的相位差小、光弹性系数小,因此能够消除由偏振膜的应变导致的不均等不良情况,另外,透湿度小,因此加湿耐久性优异。
透明保护膜的厚度可以适宜地决定,一般来说,从强度、处理性等操作性、薄层性等方面出发,优选5~100μm。特别优选10~60μm、更优选13~40μm。
<起偏镜>
在本发明中,从裂纹耐久性提高的观点考虑,作为起偏镜,优选使用厚度为3μm以上且15μm以下的薄型起偏镜。特别地,从抑制起偏镜的贯穿裂纹的产生的观点考虑,优选为12μm以下、进一步优选为10μm以下、特别优选为8μm以下。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。
用碘将聚乙烯醇类膜染色且进行了单向拉伸而成的起偏镜例如可以如下来制作:通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液而进行染色,并拉伸至初始长度的3~7倍。根据需要,也可以浸渍于任选含有硼酸、硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。此外,根据需要,也可以在染色前将聚乙烯醇类膜浸渍于水中而进行水洗。通过对聚乙烯醇类膜进行水洗,不仅能够清洗聚乙烯醇类膜表面的污渍、抗粘连剂,还具有通过使聚乙烯醇类膜溶胀而防止染色不均等不均匀的效果。拉伸可以在用碘进行了染色之后进行,也可以边进行染色边进行拉伸,另外,也可以在拉伸后用碘进行染色。还可以在硼酸、碘化钾等的水溶液中、水浴中进行拉伸。
从拉伸稳定性、加湿可靠性的方面考虑,优选起偏镜含有硼酸。另外,从抑制贯穿裂纹的发生的观点考虑,相对于起偏镜总量,起偏镜中所含的硼酸含量优选为22重量%以下、进一步优选为20重量%以下。从拉伸稳定性、加湿可靠性的观点考虑,相对于起偏镜总量,硼酸含量优选为10重量%以上、进一步优选为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、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。
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。这些薄型偏振膜可以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来获得。如果是该制法,则即使PVA类树脂层薄,也能够通过被拉伸用树脂基材支撑来进行拉伸而不发生由拉伸导致的断裂等不良情况。
<易粘接层>
对于本发明的偏振膜而言,将起偏镜与透明保护膜隔着由上述活性能量射线固化型粘接剂组合物的固化物层形成的粘接剂层进行贴合,但可以在透明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透明保护膜上,并通过粘接剂层使该透明保护膜的易粘接层侧与起偏镜贴合。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透明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,在该情况下,也优选使易粘接层的总厚度落在上述范围。
另外,在本发明的偏振膜中,可以在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面形成包含特定的含硼酸基化合物的易粘接层,制成隔着粘合剂层将该起偏镜及透明保护膜层叠的构成。根据该构成,起偏镜及透明保护膜与粘接剂层的粘接性良好,并且即使在结露环境中、浸渍于水中这样的苛刻条件下,也可以提供能够持续保持粘接力的偏振膜。
具体而言,优选在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面具备下述通式(1)表示的化合物,
[化学式8]
(式中,X为含有反应性基团的官能团,R1及R2分别独立地表示氢原子、任选具有取代基的脂肪族烃基、芳基、或杂环基),通式(1)表示的化合物介于起偏镜与粘接剂层之间和/或介于透明保护膜与粘接剂层之间。作为上述脂肪族烃基,可列举碳原子数1~20的任选具有取代基的直链或支化的烷基、碳原子数3~20的任选具有取代基的环状烷基、碳原子数2~20的烯基,作为芳基,可列举碳原子数6~20的任选具有取代基的苯基、碳原子数10~20的任选具有取代基的萘基等,作为杂环基,可列举例如至少含有一个杂原子且任选具有取代基的5元环或6元环的基团。它们可以相互连结而形成环。通式(1)中,作为R1及R2,优选为氢原子、碳原子数1~3的直链或支化的烷基,最优选为氢原子。需要说明的是,在偏振膜中,通式(1)表示的化合物可以在未反应的状态下介于起偏镜与粘接剂层之间和/或介于透明保护膜与粘接剂层之间,可以在各官能团进行了反应的状态下介于上述之间。另外,“在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面具备通式(1)表示的化合物”是指,例如至少1分子的通式(1)表示的化合物存在于该贴合面。然而,为了充分提高起偏镜及透明保护膜与粘接剂层之间的粘接耐水性,优选使用含有通式(1)表示的化合物的易粘接组合物在该贴合面的至少一部分形成易粘接层,更优选在该贴合面的整个面形成易粘接层。
在以下的实施方式中,对在该贴合面的至少一部分形成易粘接层的实例、也就是在起偏镜的至少一面隔着粘接剂层层叠有透明保护膜的偏振膜进行说明,该偏振膜是在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面具备使用含有上述通式(1)表示的化合物的易粘接组合物形成的易粘接层的偏振膜。
通式(1)表示的化合物所具有的X是含有反应性基团的官能团,是能与构成粘接剂层的固化性成分反应的官能团,作为X所含的反应性基团,可列举例如:羟基、氨基、醛基、羧基、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基、α,β-不饱和羰基、巯基、卤素基团团等。在构成粘接剂层的固化性树脂组合物为活性能量射线固化性的情况下,X所含的反应性基团优选为选自乙烯基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基及巯基中的至少1种反应性基团,特别是在构成粘接剂层的固化性树脂组合物为自由基聚合性的情况下,X所含的反应性基团优选为选自(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基及(甲基)丙烯酰胺基中的至少1种反应性基团,在通式(1)表示的化合物具有(甲基)丙烯酰胺基的情况下,反应性高,与活性能量射线固化性树脂组合物的共聚率提高,因而更优选。另外,(甲基)丙烯酰胺基的极性高,粘接性优异,因此,从高效地得到本发明效果的方面考虑也优选。在构成粘接剂层的固化性树脂组合物为阳离子聚合性的情况下,X所含的反应性基团优选具有选自羟基、氨基、醛基、羧基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基、巯基中的至少1种官能团,特别是在具有环氧基的情况下,得到的固化性树脂层与被粘附物的密合性优异,因而优选,在具有乙烯基醚基的情况下,固化性树脂组合物的固化性优异,因而优选。
作为通式(1)表示的化合物的优选的具体例,可列举下述通式(1’)表示的化合物,
[化学式9]
(式中,Y为有机基团,X、R1及R2与上述含义相同)。更优选的具体例可列举以下的化合物(1a)~(1d)。
[化学式10]
在本发明中,通式(1)表示的化合物可以是反应性基团与硼原子直接键合而成的化合物,但如上述具体例中所示那样,通式(1)表示的化合物优选为反应性基团与硼原子通过有机基团键合而成的化合物,也就是说优选通式(1’)表示的化合物。通式(1)表示的化合物为例如通过与硼原子键合的氧原子与反应性基团键合的化合物的情况下,存在偏振膜的粘接耐水性恶化的倾向。另一方面,通式(1)表示的化合物不具有硼-氧键,而通过硼原子与有机基团键合,具有硼-碳键,并且含有反应性基团时(为通式(1’)时),偏振膜的粘接耐水性提高,因而优选。上述有机基团具体是指任选具有取代基的碳原子数1~20的有机基团,更具体而言,可列举例如:碳原子数1~20的任选具有取代基的直链或支化的亚烷基、碳原子数3~20的任选具有取代基的环状亚烷基、碳原子数6~20的任选具有取代基的亚苯基、碳原子数10~20的任选具有取代基的亚萘基等。
作为通式(1)表示的化合物,除上述示例的化合物以外,可示例出羟基乙基丙烯酰胺与硼酸形成的酯、羟甲基丙烯酰胺与硼酸形成的酯、丙烯酸羟基乙酯与硼酸形成的酯、及丙烯酸羟基丁酯与硼酸形成的酯等(甲基)丙烯酸酯与硼酸形成的酯。
如上所述,本发明的偏振膜隔着粘接剂层层叠有起偏镜和透明保护膜,该粘接剂层由固化物层形成,该固化物层是对活性能量射线固化型粘接剂组合物照射活性能量射线而成的。在本发明中,特别是在活性能量射线固化型粘接剂组合物含有丙烯酸类低聚物(D)的情况下,可以在透明保护膜与粘接剂层之间形成这些层连续地变化的相容层。在形成有该相容层的情况下,透明保护膜与粘接剂层的粘接力提高。其中,将相容层的厚度设为P(μm),将组合物总量为100重量%时的丙烯酸类低聚物(D)的含量设为Q重量%时,优选P×Q的值小于10。在具备该构成的情况下,特别地,粘接剂层与透明保护膜的粘接力提高,因而优选。另一方面,丙烯酸类低聚物(D)的含量Q重量%过高时,丙烯酸类低聚物(D)一般分子量较大,在粘接剂层与透明保护膜之间形成相容层时,难以浸透透明保护膜侧,容易集中存在于粘接剂层与相容层的界面,其结果,容易变成脆弱层。由于该脆弱层,容易引起粘接破坏,因此,将丙烯酸类低聚物(D)的含量设为Q重量%时,优选至少将P×Q的值设计为小于10。另外,粘接剂层与透明保护膜之间的相容化过度进行、相容层的厚度P(μm)变得过厚时,果然一部分成为脆弱层,粘接剂层与透明保护膜的粘接力容易降低。因此,关于相容层的厚度P(μm)优选至少将P×Q的值设计为小于10。
本发明的偏振膜包括:在起偏镜及透明保护膜的至少一面涂敷上述记载的活性能量射线固化型粘接剂组合物的涂敷工序;将起偏镜及透明保护膜贴合的贴合工序;以及隔着粘接剂层使起偏镜及透明保护膜粘接的粘接工序,该粘接剂层使通过从起偏镜面侧或透明保护膜面侧照射活性能量射线、使活性能量射线固化型粘接剂组合物固化而得到的。
可以在涂敷工序前对起偏镜、透明保护膜进行表面改性处理。特别优选对起偏镜的表面进行表面改性处理。作为表面改性处理,可列举电晕处理、等离子体处理、准分子处理及火焰处理等,特别优选电晕处理。通过进行电晕处理,在起偏镜表面生成羰基、氨基等反应性官能团,与固化性树脂层的密合性提高。另外,可以通过灰化效果去除表面的杂质、或者减轻表面的凹凸,从而制成外观特性优异的偏振膜。
<涂敷工序>
作为涂敷活性能量射线固化型粘接剂组合物的方法,可根据组合物的粘度、目标厚度适宜选择,可列举例如:逆向涂布器、凹版涂布器(直接、反向、或胶版)、棒式逆向涂布器、辊涂机、模涂机、绕线棒涂布器、棒涂机等。在本发明中使用的活性能量射线固化型粘接剂组合物的粘度优选为3~100mPa·s、更优选为5~50mPa·s、最优选为10~30mPa·s。在组合物的粘度高的情况下,涂敷后的表面平滑性欠缺,发生外观不良,因而不优选。对于在本发明中使用的活性能量射线固化型粘接剂组合物,可以对该组合物进行加热或冷却,调整为优选范围的粘度并进行涂布。
<贴合工序>
通过如上所述地涂敷的活性能量射线固化型粘接剂组合物,将起偏镜和透明保护膜贴合。起偏镜和透明保护膜的贴合可以利用辊式层压机等来进行。
<粘接工序>
将起偏镜和透明保护膜贴合后,照射活性能量射线(电子束、紫外线、可见光等),使活性能量射线固化型粘接剂组合物固化,形成粘接剂层。活性能量射线(电子束、紫外线、可见光等)的照射方向可从任意适当的方向照射。优选从透明保护膜侧照射。如果从起偏镜侧照射,则存在起偏镜因活性能量射线(电子束、紫外线、可见光等)而劣化的担心。
照射电子束的情况下的照射条件只要是能使上述活性能量射线固化型粘接剂组合物固化的条件即可,可以采用任意适当的条件。例如,电子束照射的加速电压优选为5kV~300kV、进一步优选为10kV~250kV。加速电压小于5kV时,有电子束不能达到粘接剂、变得固化不充分的担心,如果加速电压大于300kV,则有穿过试样的浸透力过强而对透明保护膜、起偏镜带来损伤的担心。作为照射线量,为5~100kGy、进一步优选为10~75kGy。照射线量小于5kGy时,粘接剂的固化不充分,如果大于100kGy,则对透明保护膜、起偏镜带来损伤,发生机械强度的降低、黄变,无法得到给定的光学特性。
电子束照射通常在非活性气体中进行照射,可以根据需要在大气中、少量导入了氧的条件下进行。根据透明保护膜的材料的不同,适宜导入氧,与最初电子束接触的透明保护膜面接触,发生氧阻碍,可防止对透明保护膜的损伤,可以仅对粘接剂高效地照射电子束。
在制造本发明的偏振膜的情况下,作为活性能量射线,优选使用包含波长范围380nm~450nm的可见光的活性能量射线、特别是波长范围380nm~450nm的可见光的照射量最多的活性能量射线。在使用紫外线、可见光、且使用赋予了紫外线吸收能力的透明保护膜(紫外线不透射型透明保护膜)的情况下,吸收大约比380nm短波长的光,因此,比380nm短波长的光不会到达活性能量射线固化性树脂组合物,对其聚合反应没有贡献。此外,由透明保护膜吸收的比380nm短波长的光转化成热,透明保护膜自身发热,成为偏振膜卷曲/褶皱等不良的原因。因此,在本发明中,在采用紫外线、可见光的情况下,优选使用不发出比380nm短波长的光的装置作为活性能量射线发生装置,更具体而言,波长范围380~440nm的累积照度与波长范围250~370nm的累积照度之比优选为100:0~100:50、更优选为100:0~100:40。在制造本发明的偏振膜的情况下,作为活性能量射线,优选封入有镓的金属卤化物灯、发出波长范围380~440nm的光的LED光源。或者可以使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、白炽灯、氙灯、卤素灯、碳弧灯、金属卤化物灯、荧光灯、钨灯、镓灯、准分子激光或太阳光等包含紫外线和可见光的光源,也可以用带通滤波器将比380nm短的波长的紫外线阻断后使用。为了提高起偏镜与透明保护膜之间的粘接剂层的粘接性能,并防止偏振膜的卷曲,优选使用封入有镓的金属卤化物灯,且使用通过可阻断比380nm短波长的光的带通滤波器得到的活性能量射线、或使用LED光源得到的波长405nm的活性能量射线。
优选在照射紫外线或可见光前对活性能量射线固化型粘接剂组合物进行加热(照射前加热),该情况下,优选加热至40℃以上、更优选加热至50℃以上。另外,还优选在照射紫外线或可见光后对活性能量射线固化型粘接剂组合物进行加热(照射后加热),该情况下,优选加热至40℃以上、更优选加热至50℃以上。
本发明中使用的活性能量射线固化型粘接剂组合物特别是在形成将起偏镜与波长365nm的透光率小于5%的透明保护膜粘接而成的粘接剂层的情况下可以适宜使用。此处,本发明的活性能量射线固化性树脂组合物通过含有上述的通式(2)的光聚合引发剂,能够隔着具有UV吸收能力的透明保护膜照射紫外线而固化形成粘接剂层。因此,即使对于在起偏镜的两面层叠有具有UV吸收能力的透明保护膜的偏振膜,也能够使粘接剂层固化。但是,当然,对于层叠有不具有UV吸收能力的透明保护膜的偏振膜,也能够使粘接剂层固化。需要说明的是,具有UV吸收能力的透明保护膜是指对380nm的光的透射率小于10%的透明保护膜。
作为对透明保护膜赋予UV吸收能力的方法,可列举:使透明保护膜中含有紫外线吸收剂的方法、在透明保护膜表面层叠含有紫外线吸收剂的表面处理层的方法。
作为紫外线吸收剂的具体例,例如可列举:以往公知的氧基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、水杨酸酯类化合物、二苯甲酮类化合物、氰基丙烯酸酯类化合物、镍络盐类化合物、三嗪类化合物等。
在通过连续生产线制造本发明的偏振膜时,线速度因固化性树脂组合物的固化时间而异,优选为1~500m/min、更优选为5~300m/min、进一步优选为10~100m/min。线速度过小时,生产性不足,或者对透明保护膜的损伤过大,无法制作能耐受耐久性试验等的偏振膜。线速度过大时,有时固化性树脂组合物的固化变得不充分,得不到目标粘接性。
在本发明的偏振膜的制造方法中,可以在涂敷工序前设置在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面形成含有特定的含硼酸基化合物的易粘接层的易粘接处理工序。具体而言,可以通过下述偏振膜的制造方法来进行制造,所述偏振膜在起偏镜的至少一面隔着粘接剂层层叠有透明保护膜,该方法包括:使上述通式(1)表示的化合物、更优选为通式(1’)表示的化合物附着于起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面的易粘接处理工序;在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面涂敷固化性树脂组合物的涂敷工序;将起偏镜及透明保护膜贴合的贴合工序;以及隔着粘接剂层使起偏镜及透明保护膜粘接的粘接工序,该粘接剂层是从起偏镜面侧或透明保护膜面侧照射活性能量射线从而使固化性树脂组合物固化而得到的。
<易粘接处理工序>
作为使用含有通式(1)表示的化合物的易粘接组合物在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面形成易粘接层的方法,可举出例如:制造含有通式(1)表示的化合物的易粘接组合物(A),将其涂布于起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面等而形成的方法。作为在易粘接组合物(A)中除了通式(1)表示的化合物以外可含有的物质,可列举溶剂及添加剂等。
在易粘接组合物(A)含有溶剂的情况下,可以在起偏镜及透明保护膜的至少一个贴合面涂布组合物(A),并根据需要进行干燥工序、固化处理(热处理等)。
作为易粘接组合物(A)中可以含有的溶剂,优选能够将通式(1)表示的化合物稳定地溶解或分散的溶剂。该溶剂可使用有机溶剂、水、或它们的混合溶剂。作为上述溶剂,例如可以从下述中选择:乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸2-羟基乙酯等酯类;甲乙酮、丙酮、环己酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、乙酰丙酮等酮类;四氢呋喃(THF)、二烷等环状醚类;正己烷、环己烷等脂肪族或脂环族烃类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、环己醇等脂肪族或脂环族醇类;乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚等二醇醚类;二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯等二醇醚乙酸酯类;等等。
作为易粘接组合物(A)中可含有的添加剂,可列举例如:表面活性剂、增塑剂、增粘剂、低分子量聚合物、聚合性单体、表面润滑剂、流平剂、抗氧剂、防腐剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻聚剂、硅烷偶联剂、钛偶联剂、无机或有机的填充剂、金属粉、粒子状、箔状物等。
需要说明的是,在易粘接组合物(A)含有聚合引发剂的情况下,在层叠粘接剂层之前,存在易粘接层中通式(1)表示的化合物进行反应的情况,有时会不能充分得到作为本来目标的偏振膜的粘接耐水性提高效果。因此,在易粘接层中,聚合引发剂的含量优选小于2重量%、更优选小于0.5重量%,特别优选不含聚合引发剂。
在易粘接层中通式(1)表示的化合物的含量过少时,存在于易粘接层表面的通式(1)表示的化合物的比例降低,存在易粘接效果变低的情况。因此,在易粘接层中通式(1)表示的化合物的含量优选为1重量%以上、更优选为20重量%以上、进一步优选为40重量%以上。
关于使用上述易粘接组合物(A)将易粘接层形成于起偏镜上的方法,可以适宜利用将起偏镜直接浸渍于组合物(A)的处理浴中的方法、公知的涂布方法。作为上述涂布方法,具体而言,可列举例如:辊涂、凹版涂布、逆向涂布、辊刷、喷涂、气刀涂布、模涂法,但不限定于这些。
在本发明中,在起偏镜所具备的易粘接层的厚度过厚的情况下,存在易粘接层的凝聚力降低、易粘接效果变低的情况。因此,易粘接层的厚度优选为2000nm以下、更优选为1000nm以下、进一步优选为500nm以下。另一方面,作为用于使易粘接层充分发挥效果的厚度的最下限,可举出至少通式(1)表示的化合物的单分子膜的厚度,优选为1nm以上、更优选为2nm以上、进一步优选为3nm以上。
<光学膜>
本发明的偏振膜在实用时可以制成与其它光学层层叠而成的光学膜来使用。对于该光学层,没有特别限定,可列举例如:相位差膜(包括1/2、1/4等波片)、视觉补偿膜、亮度提高膜、反射板、反透射板等成为会在液晶显示装置等的形成时使用的光学层的光学膜。在本发明中,这些光学层可以用作带易粘接层的基材膜的基材膜,通过根据需要实施表面改性处理,从而具有羟基、羰基、氨基等反应性官能团。因此,对于在表面至少含有反应性官能团的相位差膜的至少一面形成有具备上述通式(1)表示的化合物的易粘接处理相位差膜、特别是上述含有通式(1)表示的化合物的易粘接层的带易粘接层的相位差膜等而言,可以提高相位差膜等与粘接剂层的密合性,其结果,粘接性特别地提高,因而优选。
作为上述相位差膜,可以使用具有正面相位差为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。通常将正面相位差控制为40~200nm的范围,通常将厚度方向相位差控制为80~300nm的范围。
作为相位差板,可列举:对高分子原料进行单向或双向拉伸处理而成的双折射性膜、液晶聚合物的取向膜、用膜支撑液晶聚合物的取向层而成的相位差板等。相位差膜的厚度也没有特别限制,一般为20~150μm左右。
作为相位差膜,可以使用满足下述式(1)~(3)的逆波长分散型的相位差膜:
0.70<Re[450]/Re[550]<0.97···(1)
1.5×10-3<Δn<6×10-3···(2)
1.13<NZ<1.50···(3)
(式中,Re[450]及Re[550]分别为在23℃下用波长450nm及550nm的光测定的相位差膜的面内的相位差值,Δn为将相位差膜的慢轴方向、快轴方向的折射率分别设为nx、ny时的nx-ny即面内双折射,NZ为将nz设为相位差膜的厚度方向的折射率时的nx-nz与nx-ny之比,其中nx-nz为厚度方向双折射、nx-ny为面内双折射)。
上述偏振膜、层叠有至少1层偏振膜的光学膜上也可以设置用于与液晶单元等其它构件粘接的粘合层。形成粘合层的粘合剂没有特殊限制,可以适宜地选择将例如丙烯酸类聚合物、有机硅类聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟类、橡胶类等聚合物作为基础聚合物的粘合剂来使用。可以特别优选使用丙烯酸类粘合剂那样的光学透明性优异、显示出适度的润湿性、聚集性和粘接性这种粘合特性,耐候性、耐热性等优异的物质。
粘合层可以以不同的组成或种类等的层的重叠层的形式设置于偏振膜、光学膜的单面或两面上。另外,设置于两面的情况下,也可以在偏振膜、光学膜的表面和背面上形成不同的组成、种类、厚度等的粘合层。粘合层的厚度可以根据使用目的、粘接力等来适宜决定,通常为1~500μm、优选为1~200μm、特别优选为1~100μm。
粘合层的露出面在直到供于实际使用为止的期间,出于防止其污染等目的,暂时粘接隔膜将其覆盖。由此,能够防止在通常的处理状态下与粘合层接触。作为隔膜,可以使用除了上述厚度条件以外,根据需要以有机硅类、长链烷基类、氟类、硫化钼等适宜的剥离剂对例如塑料膜、橡胶片、纸、布、无纺布、网、发泡片、金属箔、它们的层压体等适宜的薄层体进行涂布处理而成的隔膜等以往规定的适宜的隔膜。
<图像显示装置>
本发明的偏振膜或光学膜可以优选用于液晶显示装置等各种装置的形成等。液晶显示装置的形成可以根据以往的方式来进行。即,液晶显示装置通常通过将液晶单元与偏振膜或光学膜、及根据需要使用的照明系统等构成部件适宜组装并将驱动电路装入等来形成,在本发明中,除了使用本发明的偏振膜或光学膜这一点以外,没有特别限定,可以根据以往的方式来进行。关于液晶单元,可以使用例如TN型、STN型、π型等任意类型的液晶单元。
可以形成在液晶单元的单侧或两侧配置有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。在这种情况下,本发明的偏振膜或光学膜可以设置在液晶单元的单侧或两侧。在两侧设置偏振膜或光学膜的情况下,它们可以相同,也可以不同。进而,在液晶显示装置的形成时,可以在适宜的位置配置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。
实施例
以下记载本发明的实施例,但本发明的实施方式并不限定于这些。
<薄型起偏镜1的制作>
将平均聚合度2400、皂化度99.9摩尔%的厚度30μm的聚乙烯醇膜在30℃的温水中浸渍60秒钟使其溶胀。接着,浸渍于碘/碘化钾(重量比=0.5/8)的浓度0.3%的水溶液中,边拉伸至3.5倍边对膜进行染色。然后,在65℃的硼酸酯水溶液中进行拉伸以使总拉伸倍率成为6倍。拉伸后,在40℃的烘箱中进行3分钟干燥,得到了PVA类薄型起偏镜(厚度12μm)。
<薄型起偏镜2的制作>
首先,对非晶性PET基材上成膜有9μm厚的PVA层的层叠体通过拉伸温度130℃的气体氛围中辅助拉伸形成拉伸层叠体,接下来,对拉伸层叠体通过染色而形成着色层叠体,进一步对着色层叠体通过拉伸温度65度的硼酸水溶液中拉伸以总拉伸倍率成为5.94倍的方式与非晶性PET基材一体地进行拉伸,形成包含5μm厚的PVA层的光学膜层叠体。通过这样的2步拉伸,可得到构成薄型起偏镜2的包含厚度5μm的PVA层的光学膜层叠体,该薄型起偏镜在非晶性PET基材上成膜的PVA层的PVA分子发生了高级次取向,且通过染色吸附的碘以聚碘离子络合物的形式在一个方向上发生了高级次取向。
<透明保护膜>
三乙酸纤维素膜
将厚度25μm的三乙酸纤维素膜(商品名:TJ25UL、富士膜株式会社制)用作“TAC1”,将厚度40μm的三乙酸纤维素膜(商品名:TJ40ULF、富士膜株式会社制)用作“TAC2”,将厚度60μm的三乙酸纤维素膜(商品名:TG60ULS、富士膜株式会社制)用作“TAC3”。
具有相位差的三乙酸纤维素膜
将厚度41μm的具有相位差的三乙酸纤维素膜(商品名:WVBZ4E4、富士膜株式会社制)用作“TAC4”。
丙烯酸膜
将厚度40μm的丙烯酸膜(商品名:HX-40UC、东洋钢板株式会社制)用作“ACRYL”。
环烯烃膜
将厚度13μm的环烯烃膜(商品名:ZF14-013、日本瑞翁株式会社制)用作“COP1”、将厚度25μm的环烯烃膜(商品名:ZF14-025、日本ZEON株式会社制)用作“COP2”。
<活性能量射线>
作为活性能量射线,使用了可见光(封入有镓的金属卤化物灯)照射装置:FusionUVSystems,Inc.制Light HAMMER10、阀:V阀、峰值照度:1600mW/cm2、累积照射量1000/mJ/cm2(波长380~440nm)。需要说明的是,使用Solatell公司制造的Sola-Check系统测定了可见光的照度。
(活性能量射线固化型粘接剂组合物的调整)
实施例1~10、比较例1~5
按照表2中记载的配合表,将以下示出的各成分混合,在50℃下搅拌1小时,得到了实施例1~10、比较例1~5中使用的活性能量射线固化型粘接剂组合物。表中的数值表示将组合物总量设为100重量%时的重量%。
(1)活性能量射线固化型化合物(A)(以下也简称为“成分A”)
HEAA(羟乙基丙烯酸酰胺)、SP值29.5、丙烯酰基当量115.15、商品名“HEAA”兴人株式会社制
(2)活性能量射线固化型化合物(B)(以下也简称为“成分B”)
1,9NDA(1,9-壬二醇二丙烯酸酯)、SP值19.2、丙烯酰基当量134、商品名“LIGHTACRYLATE 1.9ND-A”、共荣社化学株式会社制
DCP-A(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯)、SP值20.3、丙烯酰基当量152.19、商品名“LIGHT ACRYLATE DCP-A”、共荣社化学株式会社制
HPPA(羟基特戊酸二丙烯酸酯加成物)、SP值19.6、丙烯酰基当量156.18、商品名“LIGHT ACRYLATE HPP-A”、共荣社化学株式会社制
P2H-A(苯氧基二乙二醇丙烯酸酯)、SP值20.4、丙烯酰基当量236.26、商品名“LIGHT ACRYLATE P2H-A”、共荣社化学株式会社制
(3)活性能量射线固化型化合物(C)(以下也简称为“成分C”)
ACMO(丙烯酰基吗啉)、SP值22.9、丙烯酰基当量141.17、商品名“ACMO”、兴人株式会社制
4HBA(丙烯酸4-羟基丁酯)、SP值23.8、丙烯酰基当量144.2、大阪有机化学工业社制、
M-5700:丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、SP值24.4、丙烯酰基当量222.24、商品名“ARONIX M-5700”、东亚合成株式会社制
(4)使(甲基)丙烯酸单体聚合而成的丙烯酸类低聚物(D)(以下也简称为“成分D”)
UP1190、商品名“ARUFON UP1190”、东亚合成株式会社制
(5)含硼酸基化合物(通式(1)中记载的化合物)
4-乙烯基苯硼酸、丙烯酰基当量180.2
(6)具有夺氢作用的自由基聚合引发剂
KAYACURE DETX-S(二乙基噻吨酮、通式(2)中记载的化合物)、商品名“KAYACUREDETX-S”、日本化药株式会社制
(7)光聚合引发剂
IRGACURE907(2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、通式(3)记载的化合物)、商品名“IRGACURE907”、BASF公司制
(偏振膜的制作)实施例1
使用线棒(第一理化株式会社制、No.2),在薄型起偏镜1的贴合面涂布在异丙醇中含有4-乙烯基苯硼酸0.3重量%的易粘接组合物,在60℃下热风干燥1分钟,从而将溶剂除去,制作了一面具备易粘接层的薄型起偏镜1。接下来,使用MCD涂布机(富士机械株式会社制)(单元形状:蜂窝、凹印辊线数:1000条/英寸、转速140%/对线速度),在透明保护膜的贴合面涂敷调整为表1中记载的配合量为活性能量射线固化型粘接剂组合物,使得厚度达到0.7μm,用辊机贴合于上述薄型起偏镜1的易粘接层形成面。然后,通过活性能量射线照射装置从贴合的透明保护膜侧照射上述可见光,使活性能量射线固化型粘接剂固化后,在70℃下热风干燥3分钟,得到了在一面具备透明保护膜、且具有薄型起偏镜1的偏振膜。贴合以25m/min的线速度进行。
(偏振膜的制作)实施例2~10、比较例1~5
使用线棒(第一理化株式会社制、No.2),在具备薄型起偏镜2的光学膜层叠体的薄型起偏镜2的表面涂布在异丙醇中含有4-乙烯基苯硼酸0.3重量%的易粘接组合物,在60℃下热风干燥1分钟,从而将溶剂除去,制作了带易粘接层的起偏镜。接下来,使用MCD涂布机(富士机械株式会社制)(单元形状:蜂窝、凹印辊线数:1000条/英寸、转速140%/对线速度),在透明保护膜的贴合面涂敷调整为表2中记载的配合量的活性能量射线固化型粘接剂组合物,使得厚度达到0.7μm,用辊机贴合于带易粘接层的起偏镜。然后,通过活性能量射线照射装置从贴合的透明保护膜侧照射上述可见光,使活性能量射线固化型粘接剂固化后,在70℃下热风干燥3分钟。然后,将非晶性PET基材剥离,得到了具有薄型偏振膜的偏振膜。贴合以25m/min的线速度进行。
<相容层的厚度测定>
为了观察膜截面,使用透射型电子显微镜(TEM)(日立制作所制、产品名“H-7650”)以加速电压100kV对通过超薄切片法制作的试验片进行观察,拍摄了TEM照片,确认相容层的存在,并测量其厚度。
<裂纹评价:热冲击试验>
在实施例及比较例中得到的偏振膜的透明保护膜侧设置粘合剂层,制备了带粘合剂层的偏振膜。使用CO2激光(Comnet株式会社制、产品名:LaserPro-SPIRIT),将带粘合剂层的偏振膜裁切成图1的形状(对50mm×150mm的长方形的一个长边侧向14°内侧赋予角度而成的形状(吸收轴方向为50mm))。将上述给定形状的带粘合剂层的偏振膜1贴合于0.5mm厚的无碱玻璃,制作了样品。将该样品投入进行-40~85℃的热冲击各30分钟×200次的环境中后,确认图1中示出的带粘合剂层的偏振膜1的A部分(带粘合剂层的偏振膜1的一个长边侧成为V字的部分)有无贯穿裂纹的产生。进行该试验10次,将产生了裂纹的情况作为×,将未产生的情况作为○。CO2激光的照射条件如下所述。
(照射条件)
波长:10.6μm
激光输出:30W
振荡模式:脉冲振荡
激光的直径:70μm
激光照射面:保护膜侧
<偏振膜的光学耐久性>
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)测定了制得的偏振膜的透射率及偏振度。
需要说明的是,偏振度P通过将2片相同的偏振膜以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
各透射率是将通过格兰泰勒棱镜起偏镜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。
对该偏振膜的偏振膜面实施电晕处理并贴合厚度20μm的丙烯酸类粘合剂,将丙烯酸类粘合剂的另一面贴合于无碱玻璃,基于上述的定义测定了偏振度P及透射率的初始值。接下来,将该带玻璃的偏振膜投入65℃90%RH的环境中250小时,测定了带玻璃的偏振膜经时后的偏振度P及透射率。将用经时后的偏振度P减去初始的偏振度P而得到的数值作为偏振度变化(Δ偏振度P),将用经时后的透射率减去初始的透射率而得到的数值作为透射率变化(Δ透射率)。关于Δ透射率,为1.3以下时意味着光学耐久性良好,超过1.3的情况意味着光学耐久性恶化。另外,关于Δ偏振度P,为-0.1以内时意味着光学耐久性良好,为-0.1以下的情况下意味着光学耐久性恶化。
<粘接力>
将偏振膜在与起偏镜的拉伸方向平行的方向切出200mm、在正交方向切出15mm的大小,将偏振膜贴合于玻璃板。然后,用切刀在保护膜与起偏镜之间切出切口,采用万能拉力机、向90度方向将保护膜和起偏镜以剥离速度1000m/min剥离,测定了其剥离强度(N/15mm)。剥离强度超过1.3(N/15mm)的情况意味着粘接力优异,剥离强度为1.0~1.3(N/mm)的情况意味着粘接力为实际使用水平,剥离强度小于1.0(N/mm)的情况意味着粘接力差。
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Claims (21)
1.一种偏振膜,其在起偏镜的至少一面隔着粘接剂层设置有透明保护膜,
所述透明保护膜为纤维素类树脂膜,
所述粘接剂层是由固化物层形成的,所述固化物层是通过对活性能量射线固化型粘接剂组合物照射活性能量射线而成的,
将所述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物含有:
SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(A)0.0重量%、
SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2的活性能量射线固化型化合物(B)5.0~80重量%、以及
丙烯酰基吗啉40~80重量%。
2.根据权利要求1所述的偏振膜,其中,
所述起偏镜的厚度为3μm以上且15μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的偏振膜,其中,
将所述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物含有所述活性能量射线固化型化合物(B)20~80重量%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振膜,其中,
所述活性能量射线固化型粘接剂组合物含有使(甲基)丙烯酸单体聚合而成的丙烯酸类低聚物(D)。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的偏振膜,其中,
下述式(1)表示的所述活性能量射线固化型粘接剂组合物的丙烯酰基当量Cae为140以上,
Cae=1/Σ(WN/Nae) (1)
所述式(1)中,WN为组合物中的活性能量射线固化型化合物N的质量分数,Nae为活性能量射线固化型化合物N的丙烯酰基当量。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的偏振膜,其中,
所述活性能量射线固化型粘接剂组合物含有具有夺氢作用的自由基聚合引发剂。
7.根据权利要求6所述的偏振膜,其中,
所述自由基聚合引发剂为噻吨酮类自由基聚合引发剂。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的偏振膜,其中,
所述活性能量射线固化型粘接剂组合物含有丙烯酸类低聚物(D),
在所述透明保护膜与所述粘接剂层之间形成有它们的组成连续地变化的相容层,
将所述相容层的厚度设为P(μm)、将组合物总量为100重量%时的所述丙烯酸类低聚物(D)的含量设为Q重量%时,P×Q的值小于10。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的偏振膜,其中,
在所述起偏镜及所述透明保护膜的至少一个贴合面具备下述通式(1)表示的化合物,
式中,X为包含反应性基团的官能团,R1及R2分别独立地表示氢原子、任选具有取代基的脂肪族烃基、芳基、或杂环基,
所述通式(1)表示的化合物介于所述起偏镜与所述粘接剂层之间、和/或介于所述透明保护膜与所述粘接剂层之间。
10.根据权利要求9所述的偏振膜,其中,
所述通式(1)表示的化合物为下述通式(1’)表示的化合物,
式中,Y为有机基团,X、R1及R2与上述含义相同。
11.根据权利要求9或10所述的偏振膜,其中,
在所述起偏镜的贴合面具备所述通式(1)表示的化合物。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的偏振膜,其中,
所述通式(1)表示的化合物所具有的反应性基团是选自α,β-不饱和羰基、乙烯基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、氨基、醛基、巯基、卤素基团中的至少1种反应性基团。
13.一种偏振膜的制造方法,该方法包括:
在起偏镜及透明保护膜的至少一面涂敷活性能量射线固化型粘接剂组合物的涂敷工序;
将所述起偏镜及所述透明保护膜贴合的贴合工序;以及
从所述起偏镜面侧或所述透明保护膜面侧照射活性能量射线,从而隔着使所述活性能量射线固化型粘接剂组合物固化而得到的粘接剂层使所述起偏镜及所述透明保护膜粘接的粘接工序,
所述透明保护膜为纤维素类树脂膜,
将所述活性能量射线固化型粘接剂组合物总量设为100重量%时,该组合物含有:
SP值为29.0(MJ/m3)1/2以上且32.0(MJ/m3)1/2以下的活性能量射线固化型化合物(A)0.0重量%、
SP值为18.0(MJ/m3)1/2以上且小于21.0(MJ/m3)1/2的活性能量射线固化型化合物(B)5.0~80重量%、以及
丙烯酰基吗啉40~80重量%。
14.根据权利要求13所述的偏振膜的制造方法,其中,
所述起偏镜的厚度为3μm以上且15μm以下。
15.根据权利要求13或14所述的偏振膜的制造方法,该方法包括:
使下述通式(1)表示的化合物附着于所述起偏镜及所述透明保护膜的至少一个贴合面的易粘接处理工序,
式中,X为包含反应性基团的官能团,R1及R2分别独立地表示氢原子、任选具有取代基的脂肪族烃基、芳基、或杂环基。
16.根据权利要求15所述的偏振膜的制造方法,其中,
所述通式(1)表示的化合物为下述通式(1’)表示的化合物,
式中,Y为有机基团,X、R1及R2与上述含义相同。
17.根据权利要求13~16中任一项所述的偏振膜的制造方法,其中,
在所述涂敷工序前,对待贴合的一侧的面进行电晕处理、等离子体处理、准分子处理或火焰处理,所述待贴合的一侧的面为所述起偏镜及所述透明保护膜的至少一面。
18.根据权利要求13~17中任一项所述的偏振膜的制造方法,其中,
所述活性能量射线包含波长范围380~450nm的可见光。
19.根据权利要求13~18中任一项所述的偏振膜的制造方法,其中,
所述活性能量射线在波长范围380~440nm的累积照度与波长范围250~370nm的累积照度之比为100:0~100:50。
20.一种光学膜,其至少层叠有1片权利要求1~12中任一项所述的偏振膜。
21.一种图像显示装置,其使用了权利要求1~12中任一项所述的偏振膜、和/或权利要求20所述的光学膜。
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