CN116761717A - 叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置 - Google Patents

叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116761717A
CN116761717A CN202280009328.2A CN202280009328A CN116761717A CN 116761717 A CN116761717 A CN 116761717A CN 202280009328 A CN202280009328 A CN 202280009328A CN 116761717 A CN116761717 A CN 116761717A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
optical film
group
liquid crystal
adhesive layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280009328.2A
Other languages
English (en)
Inventor
大久保康
建部隆
藤枝奈奈惠
南条崇
齐藤真纪子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Publication of CN116761717A publication Critical patent/CN116761717A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/20Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
    • C09J7/29Laminated material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/06Interconnection of layers permitting easy separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J201/00Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/38Pressure-sensitive adhesives [PSA]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/20Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/318Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for the production of liquid crystal displays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/8791Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本发明的技术问题在于提供一种与玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异的叠层膜。此外,本发明提供一种将玻璃板与该叠层膜贴合而成的叠层体、具备该叠层膜或叠层体的偏振片、该偏振片卷的制造方法、以及具备该偏振片的显示装置。本发明的叠层膜是至少包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜,其中,所述光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm。

Description

叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置
技术领域
本发明涉及叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置。更详细而言,本发明涉及与具有挠性的薄玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对于反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异的叠层膜等。
背景技术
近来,可折叠的柔性显示器受到了关注。由于不同于液晶显示器的不需要背光源的有机EL显示器的出现,对可折叠的柔性显示器的关注正在提高,并正在进行开发。对于柔性显示器所具备的部件,为了赋予折叠功能,要求进一步的薄膜化,偏振片、最表层(覆盖层)等也不例外。
通常,偏振片作为将光学膜与起偏镜层贴合,进而叠层粘合层而成的偏振片卷来进行制造,然后,适宜地成型为适当的形状,安装于显示器基板。因此,对于偏振片,如果还考虑挠性,则除了要求光学膜的厚度等物理性质的均匀性以外,还要求对于包含折叠动作在内的耐冲击性,并且要求即使在高温高湿下的反复折叠动作中也不产生光学不均的特性。不均的产生主要在于偏振片的内侧的层,由于会对戴着偏光太阳镜的状态下的视觉辨认性造成影响,因此要求在起偏镜外侧的层中也不变化的特性。
此外,显示器基板优选使用玻璃,随着近来的薄膜化,较多使用玻璃薄膜。但是,一般而言,玻璃越薄,耐冲击越弱,越容易破裂。因此,对于贴合有作为柔性显示器的显示基板的玻璃薄膜和偏振片的叠层体,也要求对于包含折叠动作在内的耐冲击性。
此外,专利文献1中,对于具有玻璃制的板与树脂制的光学膜通过粘合剂贴合而成的结构的光学叠层体中的“不均现象”,考虑到以往未被重视的玻璃制的板所引起的双折射,通过使用显示出消除玻璃制的板的光弹性的固有双折射的值的粘合剂来进行改善。
但是,该技术没有设想具有便携性的柔性显示器特有的、适合于室外那样的高温高湿下的反复折叠动作引起的光学不均、以及玻璃的耐冲击性改良的设计,不满足新的市场要求。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6550576号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于所述问题、状况而完成的,其解决技术问题在于提供一种与玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对于反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异的叠层膜。此外,本发明提供将玻璃板与该叠层膜贴合而成的叠层体、具备该叠层膜或叠层体的偏振片、该偏振片卷的制造方法、以及具备该偏振片的显示装置。
解决技术问题的手段
本发明人为了解决所述技术问题,在对所述问题的原因等进行研究的过程中发现,可以得到包含特定厚度的光学膜和粘合层的叠层膜、特别是粘合层的厚度比以往薄,与玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异的叠层膜,从而完成了本发明。
即,本发明涉及的所述技术问题通过以下的手段解决。
1.一种叠层膜,其至少包含光学膜、粘合层和脱模膜,其中,所述光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm。
2.根据第1项所述的叠层膜,其中,所述光学膜的膜厚满足下述式1,
式1:5<|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100<20。
3.根据第1项或第2项所述的叠层膜,其中,所述光学膜的水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下为500~3000g/m2·天的范围内。
4.根据第1项~第3项中任一项所述的叠层膜,其中,相对于光学膜,所述光学膜中的橡胶粒子的含量为40~85质量%的范围内。
5.根据第1项~第4项中任一项所述的叠层膜,其中,剥离所述脱模膜并经由所述粘合层而贴合基板时,对所述基板的粘合力为3.0N/25mm以上。
6.根据第1项~第5项中任一项所述的叠层膜,其中,所述粘合层为用于玻璃的粘合层。
7.根据第1项~第6项中任一项所述的叠层膜,其中,所述粘合层的水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下为800~5000g/m2·天的范围内。
8.根据第1项~第7项中任一项所述的叠层膜,其中,所述粘合层的水蒸气透过率高于所述光学膜的水蒸气透过率。
9.一种叠层体,其中,第1项~第8项中任一项所述的叠层膜与玻璃板经由所述粘合层而实现了贴合。
10.一种偏振片,其具备第1项~第9项中任一项所述的叠层膜或叠层体。
11.一种偏振片卷的制造方法,其经过在至少包含光学膜、粘合层及脱模膜的叠层膜的所述光学膜面侧贴合起偏镜而制备偏振片的贴合工序、及卷取所述偏振片的卷取工序而制造偏振片卷,其中,所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm。
12.根据第11项所述的偏振片卷的制造方法,其中,在中途的工序中不剥离所述脱模膜而进行卷取。
13.根据第11项或第12项所述的偏振片卷的制造方法,其中,所述偏振片卷至少包含所述脱模膜、所述粘合层、所述光学膜和所述起偏镜。
14.一种显示装置,其基板的厚度在10~100μm的范围内,并且具备第10项所述的偏振片。
发明效果
通过本发明的所述手段,能够提供一种与玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对于反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异的叠层膜。此外,本发明可以提供将玻璃板与该叠层膜贴合而成的叠层体、具备该叠层膜或叠层体的偏振片、该偏振片卷的制造方法、及具备该偏振片的显示装置。
关于本发明的效果的表现机理或作用机理尚不明确,但推测如下。
本发明中,在包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜中,将光学膜和粘合层的膜厚(也称为“厚度”)设为一定的范围内。
通过该特征,能够得到与玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异的叠层膜。
以往,对于粘合层,由于重视异种材料彼此的粘合性(或粘接性)、以及缓和异种材料彼此的收缩的功能,因此通常进行使粘合层具有厚度来确保两种功能的设计。因此,随着显示器的薄型化,其它部件的薄型化得到推进,另一方面,粘合层的进一步薄层(膜)化没有太大进展。
但是,在近来的柔性显示器的开发中,在以往的粘合层的情况下,由于反复折叠动作导致的粘合力降低成为了问题。此外,最近的玻璃基板由于薄膜化及向柔性显示器的搭载,而与以往的玻璃基板相比,存在容易破损的问题,即耐冲击性成为了技术问题。
即,随着玻璃基板的薄膜化,玻璃基板当然会变脆。这些当然起因于玻璃基板伴随负荷的物理性变动,认为与玻璃基板相接的粘合层在以往的设计膜厚中由于壁厚且柔软而无法抑制物理性变动,结果产生了耐冲击性弱的技术问题。此外,认为粘合层与发生了物理性变化的基板的粘接力的劣化导致显示装置的耐久性的技术问题。
发明人针对该技术问题,进行了迄今为止的制造过程中的因子分离等的详查,发现为了具有耐冲击性而特意使粘合层和被赋予粘合层的光学膜的膜厚变薄,并且确定粘合层的赋予阶段,由此能够解决该技术问题。
推测这是因为,在玻璃基板被薄膜化、可折叠的超薄膜化时,特意减少粘合层的厚度,使偏振片等光学膜与作为刚体的玻璃基板的距离接近,并且提高各层间的粘接性,由此能够赋予耐冲击性。
此外,考虑将依次具有光学膜、粘合层及玻璃板的叠层体进行反复折叠时的各层。在以玻璃板成为内侧的方式进行折叠的情况下,粘合层和光学膜随着玻璃板的运动而被拉伸、折叠。此时,粘合层的厚度越厚,光学膜越被拉伸。相反,在以玻璃板成为外侧的方式进行折叠的情况下,粘合层和光学膜随着玻璃板的运动而被压缩、折叠。此时,粘合层的厚度越厚,光学膜越被压缩。
通常,光学膜所使用的树脂与玻璃板相比伸缩性高,因反复进行这样的折叠动作,光学膜反复进行伸缩。并且,认为由于粘合不良,光学膜逐渐浮起,产生光学不均。此外,由于应力集中于玻璃板的折叠部分,因此认为玻璃板容易破损。此外,认为由于玻璃板与树脂的热膨胀系数及湿度膨胀系数不同,因此在高温高湿的环境下,特别容易引起粘合不良,也容易产生光学不均。
因此,可以推测,本发明的光学膜和粘合层通过使厚度变薄并处于一定的范围内,从而减小由折叠动作引起的光学膜的伸缩,抑制光学不均的产生。此外,可以推测施加于玻璃板的应力减轻,不易发生破损。
附图说明
[图1A]本发明的叠层膜的基本的层结构
[图1B]本发明的叠层膜的基本的层结构
[图2]表示本发明的一个实施方式的光学膜的制造方法的示意图
[图3]本发明的叠层体的基本的层结构
[图4A]本发明的偏振片的基本的层结构
[图4B]本发明的偏振片的基本的层结构
[图4C]本发明的偏振片的基本的层结构
[图5A]本发明的一个实施方式的具有起偏镜层的偏振片的基本的层结构
[图5B]本发明的一个实施方式的具有起偏镜层的偏振片的基本的层结构
[图5C]本发明的一个实施方式的具有起偏镜层的偏振片的基本的层结构
[图6]表示本发明的偏振片卷的制造方法的示意图
[图7]表示本发明的带玻璃板的偏振片卷的制造方法的示意图
[图8]折叠显示器时的示意图
具体实施方式
本发明的叠层膜是至少包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜,其中,所述光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm。
该特征是与下述实施方式共通或对应的技术特征。
作为本发明的实施方式,从本发明的效果显现的观点出发,所述光学膜的膜厚优选满足下述式1,
式1:5<|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100<20。
通过使表面适度地具有凹凸,从提高与上层的密合性的观点出发是优选的。
此外,从将光学膜与起偏镜层贴合时形成的粘接层的耐久性的观点出发,优选所述光学膜的水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下处于500~3000g/m2·天(g/m2/day)的范围内。通过将光学膜的透湿度设为500g/m2·天以上,使得粘接层中所含的水分和溶剂容易向光学膜侧扩散,粘接耐久性得到提高。另一方面,若设定为3000g/m2·天以下,则光学膜不易吸湿·膨胀,对于尺寸变动等,粘接耐久性变好。
此外,从赋予韧性(柔软性),提高折叠后耐性的观点出发,优选相对于光学膜,所述光学膜中的橡胶粒子的含量为40~85质量%的范围内。
从光学膜与玻璃板的密合性的观点出发,优选剥离所述脱模膜并经由所述粘合层而贴合基板时对所述基板的粘合力为3.0N/25mm以上。
从与玻璃基板的粘接性的观点出发,所述粘合层优选为用于玻璃的粘合层。
从将光学膜与起偏镜层贴合时形成的粘接层的耐久性的观点出发,优选所述粘合层的水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下处于800~5000g/m2·天的范围内。通过将粘合层的透湿度设为800g/m2·天以上,使得粘接层中所含的水分和溶剂容易从光学膜侧进一步向粘合层扩散,粘接耐久性得到提高。另一方面,设为5000g/m2·天以下时,粘合层变得不易吸湿·膨胀,对于尺寸变动等,粘接耐久性变好。
从将光学膜与起偏镜层贴合时形成的粘接层的耐久性的观点出发,优选所述粘合层的水蒸气透过率高于所述光学膜的水蒸气透过率。通过使粘合层的水蒸气透过率高于光学膜的水蒸气透过率,使得水分和溶剂容易向光学膜进而向粘合层扩散。
此外,本发明的偏振片卷的制造方法是经过在至少包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜的所述光学膜面侧贴合起偏镜而制备偏振片的贴合工序、和卷取所述偏振片的卷取工序而制造偏振片卷的制造方法,其中,所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm。
该特征是与下述实施方式共通或对应的技术特征。
作为本发明的实施方式,从体现本发明的效果的观点出发,从生产性和耐久性的观点出发,优选在中途的工序中不剥离所述脱模膜而进行卷取。即,通过在具有脱模膜的状态下进行卷取,防止粘合层粘附于制造装置、支撑体等。此外,容易适宜地成型为适当的形状。
此外,从同样的观点出发,所述偏振片卷优选至少包含所述脱模膜、所述粘合层、所述光学膜和所述起偏镜。
本发明的偏振片可以在显示装置中适宜地使用。
以下,对本发明及其构成要素以及本发明的具体实施形态·方式进行详细说明。需要说明的是,本申请中,“~”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的含义进行使用。但是,在数值前存在“超过”或“小于”的情况下,不包含数值作为下限值和上限值。例如,“1μm以上且小于10μm”详细而言是指“为1μm以上并且低于10μm”。
<<1本发明的叠层膜的概要>>
本发明的叠层膜是至少包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜,其中,所述光学膜的膜厚(也称为“厚度”)为1μm以上且小于10μm,并且所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm。
图1A是表示本发明的叠层膜50的层结构的基本构成的截面图。
如图1A所示,本发明的叠层膜50包含光学膜1、粘合层2和脱模膜3。
此外,如图1B所示,光学膜1也可以在与粘合层2接触的面的相反侧的面配置用于形成光学膜1的支撑体4。支撑体4也作为本发明的光学膜的保护膜、即在工程作业时对叠层膜50赋予充分的韧性并且容易操作的支撑体而发挥功能。
以下,对本发明的构成要素进行详细说明。但是,在以下的说明中,本发明并不限定于此。
[1.1]光学膜
本发明的光学膜的厚度在1μm以上且小于10μm的范围内。通过设为所述范围内,而发挥作为偏振片内的支撑体的作用,赋予充分的耐折性。厚度优选在2~8μm的范围内,更优选在3~7μm的范围内。
所述厚度小于1μm时,作为光学膜的韧性变弱,与玻璃板贴合时的叠层体得不到充分的耐冲击性。此外,若为10μm以上,则对于弯折的强度降低,产生光学不均。此外,在具备本发明的叠层膜的偏振片中,在弯折时容易产生痕迹、折痕、白化,容易产生光学缺陷,因此需要设为所述范围内。
此外,在光学膜包含添加剂的情况下,优选在0.0001~0.01质量%的范围内包含分子量1000以下的添加剂。
[1.1.1]光学膜构成树脂
本发明的光学膜所使用的树脂没有特别限制,可举出:纤维素酯类树脂、环烯烃类树脂、富马酸二酯类树脂、聚丙烯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、聚芳酯类树脂、聚酰亚胺类树脂、以及苯乙烯类树脂或其复合树脂。此外,从控制耐折性等物理特性,并且提高光学特性的观点出发,优选包含在侧链具有羰基的直链状高分子材料、或包含在主链具有环状结构的高分子材料。因此,优选使用环烯烃类树脂、富马酸二酯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、或苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。
<环烯烃类树脂>
光学膜中使用的环烯烃类树脂优选为环烯烃单体的聚合物、或环烯烃单体与其以外的共聚性单体的共聚物。
作为环烯烃单体,优选为具有降冰片烯骨架的环烯烃单体,更优选为具有下述通式(A-1)或(A-2)所示的结构的环烯烃单体。
[化学式1]
通式(A-1)
通式(A-1)中,R1~R4彼此独立地表示氢原子、碳原子数为1~30的烃基、或极性基团。p表示0~2的整数。其中,R1~R4不全部同时表示氢原子,R1~R2不同时表示氢原子,R3和R4不同时表示氢原子。
通式(A-1)中,作为R1~R4所示的碳原子数为1~30的烃基,例如优选为碳原子数为1~10的烃基,更优选为碳原子数为1~5的烃基。碳原子数为1~30的烃基可以进一步具有例如包含卤素原子、氧原子、氮原子、硫原子或硅原子的连接基团。作为这样的连接基团的实例,可举出羰基、亚氨基、醚键、甲硅烷基醚键、硫醚键等2价极性基团。作为碳原子数为1~30的烃基的实例,可举出甲基、乙基、丙基和丁基等。
通式(A-1)中,作为R1~R4所表示的极性基的实例,可举出羧基、羟基、烷氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基、酰胺基及氰基。其中,优选羧基、羟基、烷氧基羰基及芳氧基羰基,从确保溶液制膜时的溶解性的观点出发,优选烷氧基羰基及芳氧基羰基。
从提高光学膜的耐热性的观点出发,通式(A-1)中的p优选为1或2。这是因为,若p为1或2,则所得到的聚合物的空间位阻(体积)变高,容易使玻璃化转变温度上升。此外,还具有如下优点:能够对湿度进行一些响应,容易控制作为叠层体的卷曲平衡。
[化学式2]
通式(A-2)
通式(A-2)中,R5表示氢原子、碳原子数为1~5的烃基或具有碳原子数为1~5的烷基的烷基甲硅烷基。R6表示羧基、羟基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基、酰胺基、氰基或卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)。p表示0~2的整数。
通式(A-2)中的R5优选表示碳原子数为1~5的烃基,更优选表示碳原子数为1~3的烃基。
通式(A-2)中的R6优选表示羧基、羟基、烷氧基羰基及芳氧基羰基,就确保溶液制膜时的溶解性的观点而言,更优选为烷氧基羰基及芳氧基羰基。
从提高光学膜的耐热性的观点出发,通式(A-2)中的p优选表示1或2。这是因为,若p表示1或2,则所得到的聚合物的空间位阻(体积)变高,容易使玻璃化转变温度上升。
具有通式(A-2)表示的结构的环烯烃单体从提高在有机溶剂中的溶解性的方面出发是优选的。有机化合物通常因破坏对称性而结晶性降低,在有机溶剂中的溶解性提高。通式(A-2)中的R5和R6相对于分子的对称轴仅单侧的环构成碳原子发生了取代,因此分子的对称性低,即,具有通式(A-2)表示的结构的环烯烃单体的溶解性高,适合于通过溶液流延法制造光学膜的情况。
相对于构成环烯烃类树脂的全部环烯烃单体的合计,环烯烃单体的聚合物中的具有通式(A-2)表示的结构的环烯烃单体的含有比例例如可以为70摩尔%以上,优选为80摩尔%以上,更优选为100摩尔%。若包含一定以上的具有通式(A-2)表示的结构的环烯烃单体,则树脂的取向性提高,因此相位差(延迟)值容易上升。
以下,将具有通式(A-1)表示的结构的环烯烃单体的具体例示于例示化合物1~14,将具有通式(A-2)表示的结构的环烯烃单体的具体例示于例示化合物15~34。
[化学式3]
作为能够与环烯烃单体共聚的共聚性单体的实例,可举出能够与环烯烃单体开环共聚的共聚性单体、以及能够与环烯烃单体加成共聚的共聚性单体等。
作为能够开环共聚的共聚性单体的实例,可举出环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯和二环戊二烯等环烯烃。
作为能够加成共聚的共聚性单体的实例,可举出含不饱和双键的化合物、乙烯基类环状烃单体及(甲基)丙烯酸酯等。含不饱和双键的化合物例如为碳原子数为2~12(优选2~8)的烯烃类化合物,作为其实例,可举出乙烯、丙烯及丁烯等。作为乙烯基类环状烃单体的实例,可举出4-乙烯基环戊烯和2-甲基-4-异丙烯基环戊烯等乙烯基环戊烯类单体。作为(甲基)丙烯酸酯的实例,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和(甲基)丙烯酸环己酯等碳原子数为1~20的(甲基)丙烯酸烷基酯。
相对于构成共聚物的全部单体的合计,环烯烃单体与共聚性单体的共聚物中的环烯烃单体的含有比例例如可以设为20~80摩尔%的范围内,优选设为30~70摩尔%的范围内。
环烯烃类树脂如上所述,是具有降冰片烯骨架的环烯烃单体、优选具有通式(A-1)或(A-2)所示的结构的环烯烃单体聚合或共聚而得到的聚合物,作为其实例,可举出以下物质。
1)环烯烃单体的开环聚合物
2)环烯烃单体和能够与其开环共聚的共聚性单体的开环共聚物
3)所述1)或2)的开环(共)聚合物的氢化物
4)通过Friedel-Crafts反应使所述1)或2)的开环(共)聚合物环化后,进行氢化而得到的(共)聚合物
5)环烯烃单体与包含不饱和双键的化合物的饱和共聚物
6)环烯烃单体与乙烯基类环状烃单体的加成共聚物及其氢化物
7)环烯烃单体与(甲基)丙烯酸酯的交替共聚物
所述1)-7)的聚合物均可以通过公知的方法、例如日本特开2008-107534号公报、日本特开2005-227606号公报中记载的方法得到。所述2)的开环共聚中使用的催化剂、溶剂例如可以使用日本特开2008-107534号公报的段落0019~0024中记载的催化剂、溶剂。所述3)和6)的氢化中使用的催化剂例如可以使用日本特开2008-107534号公报的段落0025~0028中记载的催化剂。
所述4)的Friedel-Crafts反应中使用的酸性化合物例如可以使用日本特开2008-107534号公报的段落0029中记载的酸性化合物。所述5)-7)的加成聚合中使用的催化剂例如可以使用日本特开2005-227606号公报的段落0058~0063中记载的催化剂。所述7)的交替共聚反应例如可以通过日本特开2005-227606号公报的段落0071和0072中记载的方法进行。
其中,优选所述1)~3)和5)的聚合物,更优选所述3)和5)的聚合物。即,从能够提高得到的环烯烃类树脂的玻璃化转变温度且提高透光率的方面出发,环烯烃类树脂优选包含下述通式(B-1)所示的结构单元和下述通式(B-2)所示的结构单元中的至少一者,更优选仅包含通式(B-2)所示的结构单元、或包含通式(B-1)所示的结构单元和通式(B-2)所示的结构单元这两者。
通式(B-1)所示的结构单元为源自所述通式(A-1)所示的环烯烃单体的结构单元,通式(B-2)所示的结构单元为源自所述通式(A-2)所示的环烯烃单体的结构单元。
[化学式4]
通式(B-1)
通式(B-1)中,X表示-CH=CH-或-CH2CH2-。R1~R4及p分别与通式(A-1)的R1~R4及p含义相同。
[化学式5]
通式(B-2)
通式(B-2)中,X表示-CH=CH-或-CH2CH2-。R5~R6及p分别与通式(A-2)的R5~R6及p含义相同。
本发明中使用的环烯烃类树脂可以使用市售品,例如可举出JSR(株式会社)制的ARTON(注册商标)G(例如G7810等)、ARTON F、ARTON R(例如R4500、R4900和R5000等)和ARTON RX(例如RX4500等)。
环烯烃类树脂的特性粘度[η]inh在30℃的测定中优选为0.2~5cm3/g的范围内,更优选为0.3~3cm3/g的范围内,进一步优选为0.4~1.5cm3/g的范围内。
环烯烃类树脂的数均分子量(Mn)优选为8000~100000的范围内,更优选为10000~80000的范围内,进一步优选为12000~50000的范围内。环烯烃类树脂的重均分子量(Mw)优选为20000~300000的范围内,更优选为30000~250000的范围内,进一步优选为40000~200000的范围内。环烯烃类树脂的数均分子量、重均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)以聚苯乙烯换算来测定。
<凝胶渗透色谱法>
溶剂:二氯甲烷
柱:Shodex(注册商标)K806、K805、K803G(将3根昭和电工(株式会社)制连接使用)
柱温:25℃
样品浓度:0.1质量%
检测器:RI Model 504(GL Science公司制)
泵:L6000(日立制作所(株式会社)制)
流量:1.0mL/min
校正曲线:使用了基于标准聚苯乙烯STK standard聚苯乙烯(东曹(株式会社)制)Mw=500~2800000的范围内的13个样品的校正曲线。13个样品优选大致等间隔地使用。
特性粘度[η]inh、数均分子量和重均分子量在所述范围内时,环烯烃类树脂的耐热性、耐水性、耐化学品性、机械特性和作为光学膜的成型加工性变得良好。
环烯烃类树脂的玻璃化转变温度(Tg)通常为110℃以上,优选为110~350℃的范围内,更优选为120~250℃的范围内,进一步优选为120~220℃的范围内。Tg为110℃以上时,容易抑制高温条件下的变形。另一方面,若Tg为350℃以下,则成型加工变得容易,也容易抑制由成型加工时的热引起的树脂的劣化。
环烯烃类树脂的含量相对于光学膜优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上。
<富马酸二酯类树脂>
光学膜中使用的富马酸二酯类树脂为包含富马酸二异丙酯残基单元和具有碳原子数为1或2的烷基的富马酸二酯残基单元的富马酸二酯类树脂。
此处,具有碳原子数为1或2的烷基的富马酸二酯残基单元中的碳原子数为1或2的烷基分别独立,例如可举出:甲基、乙基等。此外,它们任选被氟、氯等卤素基团、醚基、酯基或氨基取代。作为具有碳原子数为1或2的烷基的富马酸二酯残基单元,例如可举出:富马酸二甲酯残基单元、富马酸二乙酯残基单元。此外,它们可以包含1种或2种以上。
作为具体的富马酸二酯类树脂,可举出例如:富马酸二异丙酯/富马酸二甲酯共聚物树脂、富马酸二异丙酯/富马酸二乙酯共聚物树脂等。
只要不超过本发明的范围,所述富马酸二酯类树脂可以包含其他单体残基单元,作为其他单体残基单元,例如可举出选自下述中的1种或2种以上:苯乙烯残基单元、α-甲基苯乙烯残基单元等苯乙烯类残基单元;(甲基)丙烯酸残基单元;(甲基)丙烯酸甲酯残基单元、(甲基)丙烯酸乙酯残基单元、(甲基)丙烯酸丁酯残基单元等(甲基)丙烯酸酯残基单元;乙酸乙烯酯残基单元、丙酸乙烯酯残基单元等乙烯基酯类残基单元;丙烯腈残基单元;甲基丙烯腈残基单元;甲基乙烯基醚残基单元、乙基乙烯基醚残基单元、丁基乙烯基醚残基单元等乙烯基醚类残基单元;N-甲基马来酰亚胺残基单元、N-环己基马来酰亚胺残基单元、N-苯基马来酰亚胺残基单元等N-取代马来酰亚胺类残基单元;乙烯残基单元、丙烯残基单元等烯烃类残基单元;富马酸二正丁酯残基单元、富马酸双(2-乙基己基)酯残基单元等上述富马酸二酯残基单元以外的富马酸二酯类残基单元;以及肉桂酸和肉桂酸酯残基单元。
本发明中使用的富马酸二酯类树脂的配合比例优选为:富马酸二异丙酯残基单元为50~99摩尔%的范围内,并且具有碳原子数为1或2的烷基的富马酸二酯残基单元为1~50摩尔%的范围内。从提高制成相位差膜时的相位差特性、强度的观点出发,特别优选富马酸二异丙酯残基单元为60~95摩尔%的范围内,并且具有碳原子数为1或2的烷基的富马酸二酯残基单元为5~40摩尔%的范围内的富马酸二酯类树脂。
本发明中使用的富马酸二酯类树脂优选由通过所述凝胶渗透色谱法测定的溶出曲线而得到的以标准聚苯乙烯换算的数均分子量在50000~250000的范围内。
<聚芳酯类树脂>
聚芳酯类树脂在用于光学膜时韧性优异。该聚芳酯类树脂至少包含源自芳香族二醇的构成单元和源自芳香族二羧酸的构成单元。
本发明中使用的聚芳酯类树脂可以使用市售品,例如可举出UNITIKA株式会社制的PAR树脂“U-100”、重均分子量100000。
<聚酰亚胺类树脂>
聚酰亚胺类树脂可以为四羧酸二酐与二胺的聚合反应物。
四羧酸二酐可以为芳香族四羧酸二酐、脂肪族四羧酸二酐、脂环式四羧酸二酐中的任一种,优选为芳香族四羧酸二酐。二胺可以为芳香族二胺、脂肪族二胺、脂环式二胺中的任一种,优选为芳香族二胺。
聚酰亚胺类树脂的重均分子量Mw没有特别限制,从提高光学膜的韧性、不易因输送张力而断裂的观点出发,优选为10万~30万的范围内,更优选为13万~25万的范围内。聚酰亚胺类树脂的重均分子量Mw的测定方法与上述相同。
聚酰亚胺类树脂的含量相对于光学膜优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上。
<(甲基)丙烯酸类树脂>
光学膜中使用的(甲基)丙烯酸类树脂优选至少包含源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元(U1)和源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)。包含源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)的(甲基)丙烯酸类树脂具有减小光学膜的光弹性系数、即使吸湿膨胀也不易产生不均的优点。
(甲基)丙烯酸类树脂可以进一步包含上述以外的其他结构单元。这样的其他结构单元的实例包含丙烯酸金刚烷酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸环烷基酯等。其中,从减少因包含源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)而导致的脆性恶化的观点等出发,优选进一步包含源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)。
即,(甲基)丙烯酸类树脂更优选包含源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元(U1)、源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)和源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)。
相对于构成(甲基)丙烯酸类树脂的全部结构单元,源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元(U1)的含量优选为50~95质量%,更优选为70~90质量%。
源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)具有比较刚直的结构,因此能够提高光学膜的机械强度。此外,源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)为空间位阻(体积)较高的结构,在树脂基体中具有能够使橡胶粒子移动的微小的空隙,因此能够使橡胶粒子不均匀地分布于光学膜的表层部。
相对于构成(甲基)丙烯酸类树脂的全部结构单元,源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)的含量优选为1~25质量%的范围内。源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)的含量为1质量%以上时,光学膜在高湿度环境下的保存性优异。若为25质量%以下,则光学膜的脆性不易过度受损。从上述观点出发,源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)的含量更优选为7~15质量%的范围内。
源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)可对树脂赋予适度的柔软性,因此例如可改善因包含源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)而导致的脆性。
丙烯酸烷基酯优选为:烷基部分的碳原子数为1~7的范围内,优选为1~5的范围内的丙烯酸烷基酯。作为丙烯酸烷基酯的实例,可举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯等。
相对于构成(甲基)丙烯酸类树脂的全部结构单元,源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)的含量优选为1~25质量%的范围内。源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)的含量为1质量%以上时,能够对(甲基)丙烯酸类树脂赋予适度的柔软性,因此光学膜的脆性受到抑制,不易断裂。源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)的含量为25质量%以下时,光学膜的玻璃化转变温度(Tg)不会变得过低,光学膜在高湿度环境下的保存性优异。从上述观点出发,源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)的含量更优选为5~15质量%的范围内。
源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)相对于源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)与源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)的合计量的比例优选为20~70质量%的范围内。若该比例为20质量%以上,则容易提高光学膜的弹性模量,若为70质量%以下,则能够抑制光学膜的脆性。
(甲基)丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为100℃以上,更优选为120~150℃的范围内。(甲基)丙烯酸类树脂的Tg在所述范围内时,容易提高光学膜的耐热性。为了调节(甲基)丙烯酸类树脂的Tg,例如优选调节源自苯基马来酰亚胺的结构单元(U2)、源自丙烯酸烷基酯的结构单元(U3)的含量。
(甲基)丙烯酸类树脂的重均分子量(Mw)没有特别限制,可以根据目的进行调节。关于(甲基)丙烯酸类树脂的重均分子量,例如从促进树脂分子彼此的缠结而提高光学膜的韧性、不易断裂的观点、适度增大湿度膨胀系数(也称为“CHE比”)、容易调节为对粘合而言优选的程度的卷曲量的观点出发,优选为10万以上,更优选为100万以上。(甲基)丙烯酸类树脂的重均分子量为100万以上时,能够提高得到的光学膜的韧性。由此,在输送光学膜时,能够抑制光学膜因输送张力而断裂,能够提高输送稳定性。从同样的观点出发,(甲基)丙烯酸类树脂的重均分子量进一步优选为150万~300万的范围内。重均分子量的测定方法如上所述。
<苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物>
苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物(以下也称为苯乙烯-丙烯酸类树脂)在用于光学膜时透明性优异。此外,也可以通过苯乙烯部分的共聚比例来调节吸湿膨胀系数,因此通过变更它们的比例,可以控制作为叠层体的卷曲。
苯乙烯-丙烯酸类树脂通过使至少苯乙烯单体与(甲基)丙烯酸酯单体加成聚合而形成。就苯乙烯单体而言,除了由CH2=CH-C6H5的结构式表示的苯乙烯以外,还包含在苯乙烯结构中具有公知的侧链、官能团的苯乙烯衍生物。
此外,就(甲基)丙烯酸酯单体而言,除了CH(R1)=CHCOOR2(R1表示氢原子或甲基,R2表示碳原子数为1~24的烷基)所示的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以外,还包含在这些酯的结构中具有公知的侧链、官能团的丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯衍生物
作为苯乙烯单体的实例,可举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯。
作为(甲基)丙烯酸酯单体的实例,可举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸苯酯等丙烯酸酯单体;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯等甲基丙烯酸酯。
需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯单体”是“丙烯酸酯单体”和“甲基丙烯酸酯单体”的总称,是指它们中的一者或两者。例如,“(甲基)丙烯酸甲酯”是指“丙烯酸甲酯”和“甲基丙烯酸甲酯”中的一者或两者。
所述(甲基)丙烯酸酯单体可以为1种,也可以为1种以上。例如,使用苯乙烯单体和2种以上的丙烯酸酯单体形成共聚物、使用苯乙烯单体和2种以上的甲基丙烯酸酯单体形成共聚物、以及组合使用苯乙烯单体与丙烯酸酯单体及甲基丙烯酸酯单体形成共聚物均可。
从容易控制可塑性的观点出发,所述苯乙烯-丙烯酸类树脂的重均分子量(Mw)优选为5000~150000的范围内,更优选为30000~120000的范围内。
本发明中使用的苯乙烯-丙烯酸类树脂可以使用市售品,例如可举出DE NKA株式会社制的MS树脂“TX320XL”。
[1.1.2]橡胶粒子
在使用本发明的光学膜、特别是(甲基)丙烯酸类树脂、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物的情况下,从赋予韧性(柔软性),提高耐冲击性的观点出发,优选相对于光学膜在10~90质量%的范围内包含橡胶粒子。此外,从改善效果的大小及防止雾度产生等观点出发也优选。更优选为40~85质量%的范围内。
本发明的橡胶粒子是包含橡胶状聚合物的粒子。橡胶状聚合物是玻璃化转变温度为20℃以下的软质的交联聚合物。作为这样的交联聚合物的实例,可举出丁二烯类交联聚合物、(甲基)丙烯酸类交联聚合物、及有机硅氧烷类交联聚合物。通过适当调节这些树脂的比例,能够消除与使橡胶粒子分散的基体聚合物的折射率差,抑制雾度的产生。其中,从不易损害光学膜的透明性的观点出发,优选(甲基)丙烯酸类交联聚合物,更优选丙烯酸类交联聚合物(丙烯酸类橡胶状聚合物)。
即,橡胶粒子优选为包含丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的粒子。
关于丙烯酸类橡胶状聚合物(a):
丙烯酸类橡胶状聚合物(a)是包含源自丙烯酸酯的结构单元作为主要成分的交联聚合物。包含其作为主要成分是指:源自丙烯酸酯的结构单元的含量为后述的范围。丙烯酸类橡胶状聚合物(a)优选为:包含源自丙烯酸酯的结构单元、源自能够与其共聚的其他单体的结构单元和源自在1分子中具有2个以上自由基聚合性基团(非共轭的反应性双键)的多官能性单体的结构单元的交联聚合物。
丙烯酸酯优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯等烷基的碳原子数为1~12的丙烯酸烷基酯。丙烯酸酯可以为1种,也可以为2种以上。
相对于构成丙烯酸类橡胶状聚合物(a1)的全部结构单元,源自丙烯酸酯的结构单元的含量优选为40~80质量%的范围内,更优选为50~80质量%的范围内。丙烯酸酯的含量为所述范围内时,容易对光学膜赋予充分的韧性。
能够共聚的其他单体是能够与丙烯酸酯共聚的单体中除多官能性单体以外的单体。即,能够共聚的单体不具有2个以上的自由基聚合性基团。能够共聚的单体的实例包含甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯;苯乙烯、甲基苯乙烯等苯乙烯类;(甲基)丙烯腈类;(甲基)丙烯酰胺类;(甲基)丙烯酸。其中,能够共聚的其他单体优选包含苯乙烯类。能够共聚的其他单体可以为1种,也可以为2种以上。
相对于构成丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的全部结构单元,源自能够共聚的其他单体的结构单元的含量优选为5~55质量%的范围内,更优选为10~45质量%的范围内。
作为多官能性单体的实例,可举出:(甲基)丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、苹果酸二烯丙酯、己二酸二乙烯基酯、二乙烯基苯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甲羟丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
相对于构成丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的全部结构单元,源自多官能性单体的结构单元的含量优选为0.05~10质量%的范围内,更优选为0.1~5质量%的范围内。多官能性单体的含量为0.05质量%以上时,容易提高所得到的丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的交联度,因此所得到的光学膜的硬度、刚性不会过度受损,为10质量%以下时,光学膜的韧性不易受损。
构成丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的单体组成,例如可以通过利用热分解G C-MS检测的峰面积比进行测定。
橡胶状聚合物的玻璃化转变温度(Tg)优选为0℃以下,更优选为-10℃以下。橡胶状聚合物的玻璃化转变温度(Tg)为0℃以下时,能够对膜赋予适度的韧性。橡胶状聚合物的玻璃化转变温度(Tg)通过与上述同样的方法测定。
橡胶状聚合物的玻璃化转变温度(Tg)可以通过橡胶状聚合物的组成来调节。例如,为了降低丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的玻璃化转变温度(Tg),优选增加丙烯酸类橡胶状聚合物(a)中的烷基的碳原子数为4以上的丙烯酸酯/能够共聚的其他单体的质量比(例如设为3以上,优选设为4~10的范围内)。
包含丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的粒子可以为由丙烯酸类橡胶状聚合物(a)构成的粒子、或者具有包含玻璃化转变温度为20℃以上的硬质的交联聚合物(c)的硬质层和包含配置于其周围的丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的软质层的粒子(也将它们称为“弹性体”);也可以为包含在丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的存在下将甲基丙烯酸酯等单体的混合物聚合至少1段以上而得到的丙烯酸类接枝共聚物的粒子。包含丙烯酸类接枝共聚物的粒子优选为具有包含丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的核部和覆盖其的壳部的核-壳型的粒子。
包含丙烯酸类橡胶状聚合物的核壳型橡胶粒子:
(核部)
核部包含丙烯酸类橡胶状聚合物(a),根据需要可以进一步包含硬质的交联聚合物(c)。即,核部可以具有包含丙烯酸类橡胶状聚合物的软质层和包含配置于其内侧的硬质的交联聚合物(c)的硬质层。
交联聚合物(c)可以为以甲基丙烯酸酯为主要成分的交联聚合物。即,交联聚合物(c)优选为包含源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元、源自能够与其共聚的其他单体的结构单元和源自多官能性单体的结构单元的交联聚合物。
甲基丙烯酸烷基酯可以为上述的甲基丙烯酸烷基酯;能够共聚的其他单体可以为上述的苯乙烯类、丙烯酸酯等;多官能性单体可举出与作为上述的多官能性单体而举出的单体同样的单体。
相对于构成交联聚合物(c)的全部结构单元,源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的含量可以在40~100质量%的范围内。相对于构成其他交联聚合物(c)的全部结构单元,源自能够共聚的其他单体的结构单元的含量可以在0~60质量%的范围内。相对于构成其他交联聚合物的全部结构单元,源自多官能性单体的结构单元的含量可以在0.01~10质量%的范围内。
(壳部)
壳部包含接枝结合于丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的、包含源自甲基丙烯酸酯的结构单元作为主要成分的甲基丙烯酸类聚合物(b)(其他聚合物)。包含其作为主要成分是指:源自甲基丙烯酸酯的结构单元的含量为后述的范围。
构成甲基丙烯酸类聚合物(b)的甲基丙烯酸酯优选为甲基丙烯酸甲酯等烷基的碳原子数为1~12的范围内的甲基丙烯酸烷基酯。甲基丙烯酸酯可以为1种,也可以为2种以上。
相对于构成甲基丙烯酸类聚合物(b)的全部结构单元,甲基丙烯酸酯的含量优选为50质量%以上。甲基丙烯酸酯的含量为50质量%以上时,容易得到与包含源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元作为主要成分的甲基丙烯酸类树脂的相容性。从上述观点出发,相对于构成甲基丙烯酸类聚合物(b)的全部结构单元,甲基丙烯酸酯的含量更优选为70质量%以上。
甲基丙烯酸类聚合物(b)可以进一步包含源自能够与甲基丙烯酸酯共聚的其它单体的结构单元。能够共聚的其他单体的实例包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯等丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等具有脂环、杂环或芳香环的(甲基)丙烯酸类单体(含环的(甲基)丙烯酸类单体)。
相对于构成甲基丙烯酸类聚合物(b)的全部结构单元,源自能够共聚的单体的结构单元的含量优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下。
在本实施方式中,由于光学膜未被拉伸,因此橡胶粒子的形状可以为接近正球状的形状。即,观察光学膜的截面或表面时的橡胶粒子的长径比可以为1~2左右。
本发明的橡胶粒子的平均粒径优选在100~400nm的范围内。橡胶粒子的平均粒径为100nm以上时,容易对光学膜赋予充分的韧性、应力缓和性,为400nm以下时,光学膜的透明性不易受损。从同样的观点出发,橡胶粒子的平均粒径更优选为150~300nm的范围内。
橡胶粒子的平均粒径可以通过以下的方法算出。
橡胶粒子的平均粒径可以作为叠层膜的表面或切片的通过SEM拍摄或T EM拍摄得到的100个粒子的等效圆直径的平均值来进行测定。等效圆直径可以通过将拍摄得到的粒子的投影面积换算成具有相同面积的圆的直径而求出。此时,将通过倍率5000倍的SEM观察和/或TEM观察而观察到的橡胶粒子用于平均粒径的计算。
[1.1.3]添加剂
本发明的光学膜可以根据需要进一步包含添加剂,相对于光学膜,优选在0.0001~1质量%的范围内包含分子量1000以下的添加剂,更优选在0.001~0.1质量%的范围内包含分子量1000以下的添加剂。作为其他成分的实例,可举出抗氧化剂、消光剂(微粒)、增塑剂、紫外线吸收剂、抗静电剂等。
<抗氧化剂>
从抑制析出物的扩散的观点出发,本发明的光学膜优选相对于光学膜在0.0001~0.01质量%的范围内包含分子量1000以下的抗氧化剂,可以提高光学膜的经时保存性。
作为抗氧化剂,可以使用公知的抗氧化剂。特别是可优选使用内酯类、硫类、酚类、双键类、受阻胺类、磷类化合物。
所述内酯类化合物可以使用市售品,例如可举出:BASF Japan株式会社制的“IrgafosXP40、IrgafosXP60(商品名)”等。
所述硫类化合物可以使用市售品,例如可举出住友化学株式会社制的“Sumilizer(注册商标)TPL-R”和“Sumilizer(注册商标)TP-D”。
作为所述酚类化合物,优选具有2,6-二烷基苯酚的结构的化合物,可以使用市售品,例如可举出BASF Japan株式会社制的“Irganox(注册商标)1076”、“Irganox(注册商标)1010”、株式会社ADEKA制的“ADK STAB(注册商标)AO-50”等。
所述双键类化合物可以使用市售品,例如可举出住友化学株式会社制的“Sumilizer(注册商标)GM”和“Sumilizer(注册商标)GS”。通常,相对于树脂,在0.05~20质量%的范围内,优选在0.1~1质量%的范围内进行添加。
所述受阻胺类化合物可以使用市售品,例如可举出BASF Japan株式会社制的“Tinuvin(注册商标)144”和“Tinuvin(注册商标)770”、株式会社ADEKA制的“ADK STAB(注册商标)LA-52”。
所述磷类化合物可以使用市售品,例如可举出住友化学株式会社制的“Sumilizer(注册商标)GP”、株式会社ADEKA制的“ADK STAB(注册商标)PEP-24G”、“ADK STAB(注册商标)PEP-36”和“ADK STAB(注册商标)3010”、BASF Ja pan株式会社制的“IRGAFOSP-EPQ”、堺化学工业株式会社制的“GSY-P101”。
此外,也可包含如美国专利第4137201号说明书中所记载的具有环氧基的化合物作为酸捕捉剂。
相对于作为光学膜的主原料的树脂,优选在0.0001~0.01质量%的范围内包含这些抗氧化剂,更优选在0.002~0.01质量%的范围内进行添加。
这些抗氧化剂可以仅使用1种,也可以组合使用数种不同种类的化合物。例如,优选组合使用内酯类、磷类、酚类及双键类化合物。
<微粒>
本发明的光学膜还优选包含微粒。
关于本发明中使用的微粒,作为无机化合物的实例,可举出:二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、碳酸钙、滑石、粘土、烧制高岭土、烧制硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙。此外,也可以优选使用有机化合物的微粒。作为有机化合物的实例,可以使用:聚四氟乙烯、乙酸纤维素、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙酯、丙烯酸苯乙烯类树脂、聚硅氧烷类树脂、聚碳酸酯树脂、苯并胍胺类树脂、三聚氰胺类树脂、聚烯烃类粉末、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂或聚氟乙烯类树脂、淀粉等有机高分子化合物的粉碎分级物、利用悬浮聚合法合成的高分子化合物。
就浊度变低的方面而言,微粒优选为包含硅的微粒,特别优选为二氧化硅,例如可以以AEROSIL(注册商标)R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(以上为日本AEROSIL(株式会社)制造)的商品名市售而使用。
[1.1.4]光学膜的物理性质
<厚度>
本发明的光学膜通过将厚度调节为满足下述式1,而能够提高与粘合层的密合性,并且能够通过涂布形成粘合层。
式1:5<|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100<20(%)
此处,平均膜厚值(A)是从膜随机提取的10处的膜厚值的平均值。
通过使式1内的|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100(%)所示的值超过5%,而使得表面适度地具有凹凸,因此能够得到提高与上层的密合性的效果,通过使其小于20%,而使得表面的凹凸不会过大,不会影响上层的涂布性、平滑性。此外,从粘合层的耐久性的观点出发,更优选为8%以上且小于17%。
膜厚的测定可以使用市售的膜厚测定装置,例如,作为膜厚测定系统,可举出Filmetrics公司制的“F20-UV”。
此外,所述光学膜的厚度的偏差ρ优选调节为0.5±0.2μm的范围内。详细而言,在后述的叠层膜的制造方法中进行说明。
<水蒸气透过率>
从在具备本发明的叠层膜的偏振片中贴合光学膜与起偏镜层时形成的粘接层的耐久性的观点出发,本发明的光学膜优选水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下为500~3000g/m2·天的范围内。通过将光学膜的透湿度设为500g/m2·天以上,而使得粘接层中所含的水分和溶剂容易向光学膜侧扩散,粘接耐久性得到提高。另一方面,若设定为3000g/m2·天以下,则光学膜不易吸湿·膨胀,对于尺寸变动等,粘接耐久性变好。
此外,更优选为750~2500g/m2·天的范围内,进一步优选为1000~2000g/m2·天的范围内。从与上述同样的观点出发,优选本发明的光学膜具有透湿性。
关于所述水蒸气透过率的测定方法,在下述实施例的栏中进行详细说明。
<相位差Ro以及Rt>
本发明的光学膜可以将起偏镜层叠层于表面而作为相位差膜等光学膜发挥功能。
光学膜中,例如从作为IPS模式用的相位差膜使用的观点出发,在测定波长590nm、23℃、55%RH的环境下测定的面内方向的相位差Ro优选为0~10nm的范围内,更优选为0~5nm的范围内。光学膜的厚度方向的相位差Rt优选为-40~40nm的范围内,更优选为-25~25nm的范围内。
Ro和Rt分别由下述式定义。
式(a):Ro=(nx-ny)×d
式(b):Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
式中,nx表示光学膜的面内慢轴方向(折射率最大的方向)的折射率,ny表示与光学膜的面内慢轴正交的方向的折射率,nz表示光学膜的厚度方向的折射率,d表示光学膜的厚度(nm)。
光学膜的面内慢轴可以通过自动双折射率计AXO SCAN(Axo Scan Mue llerMatrix Polarimeter:AXOMETRICS公司制)来确认。
Ro和Rt可以通过以下的方法进行测定。
1)将光学膜在23℃、55%RH的环境下调湿24小时。利用阿贝折射计测定该膜的平均折射率,使用市售的测微计测定厚度d。
2)分别使用自动双折射率计AXO SCAN(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:AXOMETRICS公司制),在23℃、55%RH的环境下测定调湿后的膜的测定波长590nm下的延迟Ro及Rt。
光学膜的相位差Ro以及Rt例如能够通过树脂的种类、拉伸条件、干燥条件来调节。例如,通过提高干燥温度,能够降低Rt。
[1.2]粘合层
本发明的粘合层中,厚度在1μm以上且小于10μm的范围内。通过为所述范围内,在与玻璃板贴合的柔性显示器中,使得耐冲击性的提高及反复折叠时的不均的抑制优异。
所述厚度小于1μm时,对玻璃板的粘合力降低。此外,若为10μm以上,则容易引起耐冲击性的降低及反复折叠时的不均的产生。
所述厚度优选在2~8μm的范围内,更优选在3~7μm的范围内。
本发明的粘合层例如可以使用包含以下所示的(甲基)丙烯酸类共聚物和交联剂的粘合剂来形成。此外,该粘合剂根据需要可以包含选自硅烷偶联剂、抗静电剂及紫外线吸收剂中的至少1种,也可以包含有机溶剂。
[1.2.1]粘合层构成成分
作为构成本发明的粘合层的成分,可以使用用于粘合剂的树脂、根据各种目的而使用的各种添加剂。
粘合层可以由以(甲基)丙烯酸类、橡胶类、氨基甲酸酯类、酯类、聚硅氧烷类、聚乙烯基醚类这样的树脂为主要成分的粘合剂组合物而构成。
其中,优选以透明性、耐候性、耐热性等优异的(甲基)丙烯酸类树脂为基础的粘合剂组合物。粘合剂组合物可以为活性能量射线固化型、热固化型。
需要说明的是,本发明的光学膜可以经由粘合层贴合于显示基板。本发明的光学膜为树脂制,在与由收缩率不同的材料构成的显示基板进行贴合的情况下,有可能在粘合层产生应力。
因此,优选为粘合层的固有双折射的值抵消因树脂制的光学膜的伸缩应力而产生的玻璃板的光弹性的构成。此外,更优选为对于因树脂制的光学膜的伸缩应力而产生的该膜的光弹性及玻璃板的光弹性中的任一者均得到抵消的构成。
例如,作为优选的实例,作为粘合层的构成成分而包含以下说明的(甲基)丙烯酸类共聚物(P)和交联剂(Q)。此外,根据需要,可以包含选自硅烷偶联剂和抗静电剂中的至少一种,也可以包含有机溶剂。
<(甲基)丙烯酸类共聚物(P)>
(甲基)丙烯酸类共聚物(P)大致由3种成分构成。P1)显示正双折射的成分(且控制透湿度的成分)、P2)赋予交联·固化功能的成分、及P3)包含负双折射的成分。
(甲基)丙烯酸类共聚物(P)通过将烷基的长度适当控制为甲酯~长链烷基酯,而可以控制例如Tg、透湿度等物理性质。优选为将以50质量%以上且99.5质量%以下的范围内的量包含烷基的碳原子数为1以上的甲基丙烯酸烷基酯(p1)、以0质量%以上且小于40质量%的范围内的量包含含交联性官能团的单体(p2)的单体成分、以0.5质量%以上且小于50质量%的范围内的量包含单体(p3)的单体成分共聚而得到的共聚物,所述单体(p3)包含含负双折射的官能团。其中,从控制透湿度的观点出发,通过提高均聚物的玻璃化转变温度(T g)低于-10℃的单体的混合比,可以降低透湿度。具体而言,通过使具有C(碳原子数)8以上的烷基的单体为50质量%以上,能够将透湿度控制在所期望的范围。作为具有C8以上的烷基的单体,例如可举出甲基丙烯酸辛酯(-20℃)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(-10℃)、甲基丙烯酸月桂酯(-65℃)、甲基丙烯酸异硬脂酯(-18℃)等。
更优选为将以60质量%以上且90质量%以下的范围内的量包含(p1)、以0质量%以上且小于40质量%的范围内的量包含含交联性官能团的单体(p2)的单体成分、以5质量%以上且小于30质量%的范围内的量包含单体(p3)的单体成分共聚而得到的共聚,所述单体(p3)包含含负双折射的官能团。
进一步优选为将以65质量%以上且85质量%以下的范围内的量包含(p1)、以0质量%以上且小于20质量%的范围内的量包含含交联性官能团的单体(p2)的单体成分、以10质量%以上且小于20质量%的范围内的量包含单体(p3)的单体成分共聚而得到的共聚物,所述单体(p3)包含含负双折射的官能团。
本说明书中,也将丙烯酸类和甲基丙烯酸类统称为“(甲基)丙烯酸类”。此外,也将聚合物中所含的源自某种单体A的构成单元记作“单体A单元”。此外,也将所述(p1)、(p2)和(p3)分别称为“单体(p1)”、“单体(p2)”和“单体(p3)”。
(甲基)丙烯酸烷基酯的均聚物的玻璃化转变温度(Tg)采用Polymer Handb ookFourth Edition(Wiley-Interscience 1999)中记载的值。
本发明的叠层膜可以经由粘接层贴合起偏镜层而形成偏振片。关于粘接层,如后述([3.3]粘接层)那样,优选使用水性粘接剂。层结构为脱模膜、粘合层、光学膜、粘接层、起偏镜层的顺序,其具有粘接层中所含的水分容易向相邻的起偏镜层扩散的性质。因此,通过抑制水分向起偏镜层的扩散,能够防止起偏镜层的劣化。
如上所述,本发明的光学膜具有透湿性,因此粘接层中所含的水分容易向光学膜扩散。此外,本发明的粘合层通过具有透湿性,使得向光学膜扩散的水分进一步向粘合层扩散,因此能够进一步防止起偏镜层的劣化。本发明的粘合层通过单体(p1)和(p2)的构成,可以控制为适度的透湿性。
<<甲基丙烯酸烷基酯(p1)>>
单体(p1)是均聚物的Tg小于-10℃、烷基的碳原子数为8以上的甲基丙烯酸烷基酯。优选均聚物的Tg在-80~-10℃的范围内且烷基的碳原子数为8以上的所述单体,更优选Tg在-70~-30℃的范围内且烷基的碳原子数为8以上的所述单体,进一步优选Tg在-70~-30℃的范围内且烷基的碳原子数为10以上的所述单体。
通过使用将单体(p1)共聚而得到的共聚物(P),而具有降低水分向起偏镜层的扩散的效果,因此通过调节配合比,可以得到具有适度的水蒸气透过率的粘合剂。
作为单体(p1),例如可举出:甲基丙烯酸辛酯(-20℃)、甲基丙烯酸异辛酯(-45℃)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(-10℃)、甲基丙烯酸异癸酯(-41℃)、甲基丙烯酸月桂酯(-65℃)、甲基丙烯酸十四烷基酯(-18℃)。括号内的数值表示各单体的均聚物的Tg。
若使用包含源自均聚物的Tg低的甲基丙烯酸烷基酯的构成单元的(甲基)丙烯酸类共聚物,则能够对粘合层赋予适度的应力缓和性。此外,若使用甲基丙烯酸烷基酯的烷基为长链的,则除了应力缓和性以外,还可赋予疏水性。例如,通过使用具有长链烷基的单体(p1),而具有降低水分向起偏镜层的扩散的效果,因此通过调节配合比,可以得到具有适当的透湿度的粘合层。
单体(p1)可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
形成共聚物(P)的单体成分100质量%中,单体(p1)的使用量为50质量%以上且99.5质量%以下,优选为70~99质量%的范围内,更优选为80~98.5质量%的范围内。单体(p1)的使用量在所述范围时,在所得到的粘合层能够表现出适度的透湿功能的方面上是优选的。
<<含交联性官能团的单体(p2)>>
形成共聚物(P)的单体成分包含:具有能够与交联剂(Q)反应的交联性官能团的单体、即包含交联性官能团的单体(p2)。作为单体(p2),例如可举出:含羟基单体、含羧基单体。
作为含羟基单体,例如可举出:含羟基的(甲基)丙烯酸酯,具体可举出:(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-羟基辛酯等(甲基)丙烯酸羟烷基酯。(甲基)丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子数为通常在2~8的范围内,优选在2~6的范围内。
作为含羧基单体,例如可举出:(甲基)丙烯酸-β-羧基乙酯、(甲基)丙烯酸-5-羧基戊酯、琥珀酸单(甲基)丙烯酰氧基乙酯、ω-羧基聚己酸内酯单(甲基)丙烯酸酯等含羧基的(甲基)丙烯酸酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸。
为了得到粘合层的适度的透湿功能,所述单体(p2)优选具有甲基丙烯酸结构,单体(p2)可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
形成共聚物(P)的单体成分100质量%中,单体(p2)的使用量为0.5质量以上且10质量%以下,优选为1~8质量%的范围内,进一步优选为2~6质量%的范围内。单体(p2)的使用量为所述上限值以下时,由共聚物(P)和交联剂(Q)形成的交联密度不会变得过高,可得到应力缓和性优异的粘合层。单体(p2)的使用量为所述下限值以上时,可有效地形成交联结构,可得到在常温下具有适度强度的粘合层。
此外,单体(p2)优选以使得共聚物(P)的酸值为15以下的方式进行设定,更优选10以下,进一步优选8以下。酸值为所述上限值以下时,能够抑制由酸的游离引起的构成起偏镜的碘等二色性色素的劣化,因此优选。
<<包含含负双折射的官能团的单体(p3)>>
形成共聚物(P)的单体成分100质量%中,单体(p3)的使用量为0质量以上且50质量%以下,优选为5~45质量%的范围内,进一步优选为10~40质量%的范围内。单体(p3)的使用量通过其他具有正双折射的成分(p1和p2)的双折射的程度来调节。此外,在双折射用于对显示器显示的画质的影响小的部位的情况下,也可以不包含。作为具有负双折射的单体,可举出(甲基)丙烯酸酯的芳香族酯。具体而言,可举出丙烯酸苯氧基乙酯(PHEA)、(甲基)丙烯酸苄酯、丙烯酸苯氧基二乙二醇酯、乙氧基化邻苯基苯酚丙烯酸酯(A-LEN-10)、2-丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸酯等。
需要说明的是,就共聚物(P)而言,基于共聚中使用的含羧基单体的分子量、含羧基单体的配合量(质量%)通过下式算出。需要说明的是,56.1为KO H的分子量。
聚合物的酸值(mgKOH/g)=56.1/X×(Y/100)×1000
=561/X×Y
X:含羧基单体的分子量
Y:含羧基单体的配合量
<<其他单体>>
作为形成共聚物(P)的单体成分,在不损害共聚物(P)的物理性质的范围内,例如也可以使用所述单体(p1)以外的(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯、烷氧基聚亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯、含脂环式基团的(甲基)丙烯酸酯、含酸基单体、含氨基单体、含酰胺基单体、含氮类杂环单体、含氰基单体等其它单体。
单体(p1)以外的(甲基)丙烯酸烷基酯例如由式:CH2=CR1-COOR2表示。式中,R1为氢或甲基,R2为碳原子数为1~18的烷基。可举出例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷酯、丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、丙烯酸异硬脂酯。
作为(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯,例如可举出:(甲基)丙烯酸甲氧基甲酯、(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-3-甲氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-乙氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸-4-乙氧基丁酯。
作为烷氧基聚亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯,例如可举出:甲氧基二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基三乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇单(甲基)丙烯酸酯。
作为包含脂环式基团或芳香环的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出:(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯。
作为含酸基单体,例如可举出:马来酸酐、衣康酸酐、侧链具有磷酸基的(甲基)丙烯酸类单体、侧链具有硫酸基的(甲基)丙烯酸类单体。作为含氨基单体,例如可举出:(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等含氨基的(甲基)丙烯酸酯。作为含酰胺基单体,例如可举出:(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-己基(甲基)丙烯酰胺。作为含氮类杂环单体,例如可举出:乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰基吗啉、乙烯基己内酰胺。作为含氰基单体,例如可举出:氰基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯腈。
此外,作为形成共聚物(P)的单体成分,在不损害共聚物(P)的物理性质的范围内,也可以使用例如苯乙烯类单体、乙酸乙烯酯等共聚性单体。
作为苯乙烯类单体,例如可举出:苯乙烯;甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、庚基苯乙烯、辛基苯乙烯等烷基苯乙烯;氟苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、碘苯乙烯等卤代苯乙烯;硝基苯乙烯、乙酰基苯乙烯、甲氧基苯乙烯。
其他单体可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
形成共聚物(P)的单体成分100质量%中,其他单体(例:其他(甲基)丙烯酸酯、共聚性单体)的总使用量优选为0~45质量%的范围内,更优选为0~25质量%的范围内。
<<(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的制造条件>>
(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的制造条件无特别限定,例如可通过溶液聚合法制造。具体而言,在反应容器内投入聚合溶剂和单体成分,在氮气等非活性气体气氛下添加聚合引发剂,将反应引发温度设定在通常40~100℃的范围内,优选50~80℃的范围内,将反应体系维持在通常50~90℃的范围内,优选70~90℃的范围内的温度,在4~20小时的范围内进行反应。
共聚物(P)例如通过将包含所述单体(p1)和(p2)的单体成分共聚而得到,可以为无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。其中优选无规共聚物。
作为溶液聚合用的聚合溶剂,例如可举出:苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类;正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烃类;环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等脂环式烃类;二乙醚、二异丙醚、1,2-二甲氧基乙烷、二丁醚、四氢呋喃、二噁烷、苯甲醚、苯乙醚、二苯醚等醚类;氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、氯苯等卤代烃类;乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯等酯类;丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类;乙腈、苯甲腈等腈类;二甲亚砜、环丁砜等亚砜类等。这些聚合溶剂可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
作为溶液聚合用的聚合引发剂,例如可举出:偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂。具体而言,可举出:2,2’-偶氮二异丁腈等偶氮类化合物、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰等过氧化物。其中优选偶氮类化合物。作为偶氮类化合物,例如可举出:2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2-环丙基丙腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、2-苯基偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮二(N,N’-二亚甲基异丁基脒)、2,2’-偶氮二[2-甲基-N-(2-羟基乙基)-丙酰胺]、2,2’-偶氮二(异丁酰胺)二水合物、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮二(2-氰基丙醇)、2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸)二甲酯、2,2’-偶氮二[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]。这些聚合引发剂可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
相对于形成(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的单体成分100质量份,聚合引发剂通常以0.01~5质量份,优选以0.1~3质量份的范围内的量使用。此外,也可以在所述聚合反应过程中适当追加聚合引发剂、链转移剂、单体成分和聚合溶剂。
<<(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的物理性质和含量>>
(甲基)丙烯酸类共聚物(P)通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算值计通常为40万~300万的范围内,优选为60万~250万的范围内,更优选为80万~200万的范围内,进一步优选为80万~130万的范围内。通过使用Mw在所述范围内且具有所述单体单元的共聚物(P),而具有降低水分向起偏镜层的扩散的效果,因此通过选择共聚物(P)的混合比,能够表现出适度的透湿度。此外,容易取得粘合力的平衡,可以制成适于涂布的粘度的粘合剂。
(甲基)丙烯酸类共聚物(P)通过GPC法测定的分子量分布(Mw/Mn)通常为15以下,优选为2~15的范围内,更优选为4~13的范围内。
(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的玻璃化转变温度(Tg)例如可根据构成该共聚物的单体单元及其含有比例,通过Fox公式算出。可以以使得通过Fox公式求出的玻璃化转变温度(Tg)通常在-80~-20℃的范围内,优选在-70~-30℃的范围内的方式合成(甲基)丙烯酸类共聚物(P)。通过使用具有这样的玻璃化转变温度(Tg)的(甲基)丙烯酸类共聚物(P),能够得到应力缓和性和耐久性优异,并且常温下粘合性优异的粘合剂。
Fox公式:1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+…+(Wm/Tgm)
W1+W2+…+Wm=1
式中,Tg是(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的玻璃化转变温度,Tg1、Tg2、…、Tgm是由各单体构成的均聚物的玻璃化转变温度,W1、W2、…、Wm是源自各单体的构成单元在所述共聚物(P)中的重量分数。作为源自各单体的构成单元的质量分数,可以使用共聚物合成时的各单体相对于全部单体的投料比例。
所述Fox公式中的由各单体构成的均聚物的玻璃化转变温度例如可以使用Polymer Handbook Fourth Edition(Wiley-Interscience 1999)记载的值。
本发明中使用的粘合剂中,(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的含量在粘合剂中除有机溶剂以外的固体成分100质量%中通常为60~99.99质量%的范围内,更优选为70~99.95质量%的范围内,特别优选为80~99.90质量%的范围内。如果(甲基)丙烯酸类共聚物(P)的含量在所述范围内,则作为粘合剂的性能达到平衡,粘合性优异。
[1.2.2]交联剂
<交联剂(Q)>
本发明中使用的粘合剂还包含交联剂(Q)。
交联剂(Q)只要是能够与(甲基)丙烯酸类共聚物(P)所具有的、源自含交联性官能团的单体(p2)的交联性官能团发生交联反应的成分,就没有特别限定,例如可举出:异氰酸酯化合物(Q1)、金属螯合物(Q2)、环氧化合物(Q3)。
交联剂(Q)可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
本发明中使用的粘合剂中,交联剂(Q)的含量相对于(甲基)丙烯酸类共聚物(P)100质量份通常为0.01~5质量份,更优选为0.05~2.5质量份,进一步优选为0.1~1质量份。该含量在所述范围时,从容易取得耐久性与应力缓和性的平衡的方面考虑是优选的。
<<异氰酸酯化合物(Q1)>>
作为异氰酸酯化合物(Q1),通常使用1分子中的异氰酸酯基数量在2以上的异氰酸酯化合物。通过利用异氰酸酯化合物(Q1)使(甲基)丙烯酸类共聚物(P)交联,能形成交联体(网状聚合物)。
异氰酸酯化合物(Q1)的异氰酸酯基数量通常为2以上,优选为2~8的范围内,更优选为3~6的范围内。如果异氰酸酯基数量在所述范围内,则从(甲基)丙烯酸类共聚物(P)与异氰酸酯化合物(Q1)的交联反应效率的观点以及保持粘合剂层的柔软性的观点出发是优选的。
作为1分子中的异氰酸酯基数量为2的二异氰酸酯化合物,例如可举出:脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯。作为脂肪族二异氰酸酯,可举出:亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1,5-戊烷二异氰酸酯、3-甲基-1,5-戊烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯等碳原子数为4~30的脂肪族二异氰酸酯。作为脂环族二异氰酸酯,可举出:异佛尔酮二异氰酸酯、环戊基二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、氢化二苯甲烷二异氰酸酯、氢化四甲基二甲苯二异氰酸酯等碳原子数为7~30的脂环族二异氰酸酯。作为芳香族二异氰酸酯,例如可举出:苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苯醚二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二苯丙烷二异氰酸酯等碳原子数为8~30的芳香族二异氰酸酯。
作为1分子中的异氰酸酯基数量为3以上的异氰酸酯化合物,例如可举出:芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯。具体可举出:2,4,6-甲苯三异氰酸酯、1,3,5-苯三异氰酸酯、4,4’,4”-三苯甲烷三异氰酸酯。
此外,作为异氰酸酯化合物(Q1),例如可举出:异氰酸酯基数量为2或3以上的所述异氰酸酯化合物的多聚体(例如2聚体或3聚体、缩二脲体、异氰脲酸酯体)、衍生物(例如多元醇与2分子以上的二异氰酸酯化合物的加成反应产物)、聚合物。作为所述衍生物中的多元醇,作为低分子量多元醇例如可举出:三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇等3元以上的醇;作为高分子量多元醇例如可举出:聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸类多元醇、聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇。
作为这样的异氰酸酯化合物,例如可举出:二苯基甲烷二异氰酸酯的3聚体、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯的缩二脲体或异氰脲酸酯体、三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯的反应产物(例如甲苯二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯的3分子加成物)、三羟甲基丙烷与六亚甲基二异氰酸酯的反应产物(例如六亚甲基二异氰酸酯的3分子加成产物)、聚醚多异氰酸酯、聚酯多异氰酸酯。
异氰酸酯化合物(Q1)中,从能够提高熟化(エージング)性的方面考虑,优选三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯的反应产物(综研化学(株式会社)制L-45、综研化学(株式会社)制TD-75等)、六亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯的异氰脲酸酯体(旭化成(株式会社)制TSE-100、日本聚氨酯工业(株式会社)制2050等)。
异氰酸酯化合物(Q1)可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
<<金属螯合物(Q2)>>
作为金属螯合物(Q2),例如可举出:铝、铁、铜、锌、锡、钛、镍、锑、镁、钒、铬、锆等多价金属与醇盐、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯等配位而成的化合物。
其中特别优选铝螯合物(综研化学(株式会社)制M-12AT等)。具体可举出:异丙醇铝、仲丁醇铝、乙酰乙酸乙酯·二异丙醇铝、三(乙酰乙酸乙酯)铝、三(乙酰丙酮)铝。
金属螯合物(Q2)可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
金属螯合物(Q2)通过配位键将(甲基)丙烯酸类共聚物(P)交联(伪交联)。在使用金属螯合物(Q2)作为交联剂(Q)的情况下,在室温时维持所述交联,聚合物发挥凝聚性,与之相对,在高温时所述交联被部分解除,粘合层显示更优异的柔软性。
<<环氧化合物(Q3)>>
作为环氧化合物(Q3),通常使用1分子中的环氧基数量在2以上的环氧化合物。例如可举出:乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、1,3-双(N,N-二缩水甘油氨甲基)环己烷、N,N,N’,N’-四缩水甘油基-间苯二甲胺、N,N,N’,N’-四缩水甘油基氨基苯基甲烷、三缩水甘油基异氰脲酸酯、间N,N-二缩水甘油基氨基苯基缩水甘油醚、N,N-二缩水甘油基甲苯胺、N,N-二缩水甘油基苯胺。
[1.2.3]添加剂
<硅烷偶联剂>
本发明中使用的粘合剂优选还包含硅烷偶联剂。硅烷偶联剂有助于使粘合层牢固地粘接于玻璃板等被粘物,防止在高温高湿环境下发生剥离。
作为硅烷偶联剂,例如可举出:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等包含聚合性不饱和基团的硅烷偶联剂;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甲氧基硅烷、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包含环氧基的硅烷偶联剂;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等含氨基的硅烷偶联剂;3-氯丙基三甲氧基硅烷等含卤素的硅烷偶联剂、3-氧代丁酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯和低聚物型硅烷偶联剂等。其中,具有与(甲基)丙烯酸类共聚物(P)中所含的官能团反应而形成共价键的官能团、或可通过与(甲基)丙烯酸类共聚物(P)相互作用而形成键的官能团的硅烷偶联剂,从在高温高湿环境下不易产生剥离的方面考虑是优选的。
本发明中使用的粘合剂中,硅烷偶联剂的含量相对于(甲基)丙烯酸类共聚物(P)100质量份通常为1质量份以下,优选为0.01~1质量份的范围内,更优选为0.05~0.5质量份的范围内。含量在所述范围时,有防止高温高湿环境下的剥离、高温环境下的硅烷偶联剂的渗出的倾向。
<抗静电剂>
抗静电剂例如可以用于降低本发明的粘合层的表面电阻值。作为抗静电剂,例如可举出:表面活性剂、离子性化合物、导电性聚合物。
作为表面活性剂,例如可举出:具有季铵盐类、酰胺季铵盐类、吡啶盐类、第1级~第3级氨基等阳离子性基团的阳离子性表面活性剂;具有磺酸盐基、硫酸酯盐基、磷酸酯盐基等阴离子性基团的阴离子性表面活性剂;烷基甜菜碱类、烷基咪唑啉甜菜碱类、烷胺氧化物类、氨基酸硫酸酯类等两性表面活性剂;甘油脂肪酸酯类、山梨糖醇酐脂肪酸酯类、聚氧乙烯烷基胺类、聚氧乙烯烷基胺脂肪酸酯类、N-羟乙基-N-2-羟烷基胺类、烷基二乙醇酰胺类等非离子性表面活性剂。
此外,作为表面活性剂,还可举出具有聚合性基团的反应型乳化剂,也可以使用将包含所述表面活性剂或反应性乳化剂的单体成分高分子量化而得到的聚合物类表面活性剂。
离子性化合物由阳离子部和阴离子部构成,在室温下(23℃、50%RH)可以为固体状,也可以为液体状。
作为构成离子性化合物的阳离子部,可以为无机类阳离子或有机类阳离子中的任一者,也可以为两者。作为无机类阳离子,优选碱金属离子和碱土金属离子,更优选抗静电性优异的Li+、Na+和K+。作为有机类阳离子,例如可举出:吡啶鎓阳离子、哌啶鎓阳离子、吡咯烷鎓阳离子、吡咯啉阳离子、吡咯阳离子、咪唑鎓阳离子、四氢嘧啶鎓阳离子、二氢嘧啶鎓阳离子、吡唑鎓阳离子、吡唑啉鎓阳离子、四烷基铵阳离子、三烷基锍阳离子、四烷基鏻阳离子和这些的衍生物。
作为构成离子性化合物的阴离子部,只要是能够与阳离子部进行离子键合而形成离子性化合物的阴离子部,就没有特别限制。具体来说,例如可举出:F-、Cl-、Br-、I-、AlCl4 -、Al2Cl7 -、BF4 -、PF6 -、SCN-、ClO4 -、NO3 -、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、(F2SO2)2N-、(CF3SO2)3C-、AsF6 -、SbF6 -、NbF6 -、TaF6 -、F(HF)n -、(CN)2N-、C4F9SO3 -、(C2F5SO2)2N-、C3F7COO-和(CF3SO2)(CF3CO)N-。其中,包含氟原子的阴离子由于提供低熔点的离子性化合物而优选,特别优选(F2SO2)2N-及(CF3SO2)2N-,从不易引起起偏镜层的劣化的方面考虑,特别优选(CF3SO2)2N-
作为离子性化合物,优选双(三氟甲磺酰基)亚胺锂、双(二氟磺酰基)亚胺锂、三(三氟甲磺酰基)甲烷锂、双(三氟甲磺酰基)亚胺钾、双(二氟磺酰基)亚胺钾、1-乙基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-己基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-辛基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸盐、1-辛基-4-甲基吡啶鎓双(氟磺酰基)亚胺、1-辛基-4-甲基吡啶鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、三丁基甲基铵双(氟磺酰基)亚胺、三丁基甲基铵双(三氟甲磺酰基)亚胺、(N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵四氟硼酸盐、N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-辛基吡啶鎓氟磺酰亚胺、1-辛基-3-甲基吡啶鎓、三氟锍酰亚胺(トリフルオロスルホニウムイミド)。
作为导电性聚合物,例如可举出:聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯及它们的衍生物。
本发明中使用的粘合剂中,抗静电剂的含量相对于(甲基)丙烯酸类共聚物(P)100质量份通常为3质量份以下,优选为0.01~3质量份的范围内,更优选为0.05~2.5质量份的范围内。
<有机溶剂>
为了制备涂布性,本发明中使用的粘合剂优选包含有机溶剂。作为有机溶剂,可举出:(甲基)丙烯酸类共聚物(P)栏中所述的聚合溶剂。例如,可以将所述共聚中得到的、包含(甲基)丙烯酸类共聚物(P)和聚合溶剂的聚合物溶液与交联剂(Q)混合,制备粘合剂。本发明中使用的粘合剂中,有机溶剂的含量通常在50~90质量%的范围内,优选在60~85质量%的范围内。
需要说明的是,本说明书中,“固体成分”是指粘合剂中的含有成分中除所述有机溶剂以外的全部成分,“固体成分浓度”是指所述固体成分相对于粘合剂100质量%的比例。
<其他添加剂>
本发明中使用的粘合剂除了所述成分以外,在不损害本发明的效果的范围内,可以包含选自抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、防金属腐蚀剂、增粘剂、增塑剂、交联促进剂、所述(P)以外的(甲基)丙烯酸类聚合物和再加工剂中的1种或2种以上。
[1.2.4]物理性质
<水蒸气透过率>
本发明的粘合层的水蒸气透过率优选为800g/m2·天以上且5000/m2·天以下,更优选为1000~4000g/m2·天以下,进一步优选为1500~3500g/m2·天。
关于所述水蒸气透过率的测定方法,在下述实施例的栏中进行详细说明。
通过使水蒸气透过率处于所述范围,从将光学膜与起偏镜层贴合时形成的粘接层的耐久性的观点出发是优选的。通过将粘合层的透湿度设为800g/m2·天以上,而使得粘接层中所含的水分和溶剂容易从光学膜侧进一步向粘合层扩散,使得粘接耐久性得到提高。另一方面,设为5000g/m2·天以下时,粘合层变得不易吸湿·膨胀,对于尺寸变动等,粘接耐久性变好。需要说明的是,本发明的粘合层即使在高温、高湿环境下,也可防止起偏镜层的收缩,并且可防止裂纹等的产生。
从将光学膜与起偏镜层贴合时形成的粘接层的耐久性的观点出发,优选所述粘合层的水蒸气透过率高于所述光学膜的水蒸气透过率。通过使粘合层的水蒸气透过率高于光学膜的水蒸气透过率,使得水分和溶剂容易向光学膜进而向粘合层扩散。
<粘合力>
本发明的叠层膜对基板的粘合力可以基于JIS Z-0237:2009中记载的“粘合带·粘合片试验方法”进行测定。从对贴合于基板时的反复折叠动作的耐久性的观点出发,对基板的粘合力优选为3.0N/25mm以上,更优选为4.0N/25mm以上。进一步优选为4.5N/25mm以上。基板没有特别限定,优选为玻璃板、热塑性树脂。
关于所述粘合力的测定方法,在下述实施例的栏中进行详细说明。
[1.3]脱模膜
本发明的脱模膜没有特别限定,通常使用在透明基材膜上形成有脱模层的脱模膜。作为透明基材膜,可以与后述的制备光学膜时使用的支撑体同样地使用各种树脂膜,优选为聚酯膜。聚酯膜可以为单层结构,也可以为叠层结构。
[1.3.1]脱模膜构成成分
<聚酯膜>
聚酯膜中使用的聚酯可以为均聚聚酯,也可以为共聚聚酯。在由均聚聚酯构成的情况下,优选使芳香族二羧酸与脂肪族二醇缩聚得到的均聚聚酯。作为芳香族二羧酸,可举出:对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸等,作为脂肪族二醇,可举出:乙二醇、二乙二醇、1,4-环己烷二甲醇等。作为代表性的聚酯,可举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。另一方面,作为共聚聚酯的二羧酸成分,可举出:间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、己二酸、癸二酸、羟基羧酸(例如对羟基苯甲酸等)等的一种或两种以上,作为二醇成分,可举出:乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇等的一种或两种以上。在任意一种情况下,本发明所说的聚酯是指:作为通常60摩尔%以上,优选80摩尔%以上为对苯二甲酸乙二醇酯单元的聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯。
本发明中,优选在聚酯层中以赋予易滑性作为主要目的而配合粒子。对于配合的粒子的种类而言,只要是能够赋予易滑性的粒子就没有特别限定,作为具体例,例如,可举出:二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、磷酸钙、磷酸镁、高岭土、氧化铝及氧化钛等粒子。此外,也可以使用日本特公昭59-5216号公报、日本特开昭59-217755号公报等中记载的耐热性有机粒子。作为该其它耐热性有机粒子的实例,可举出:热固化性脲醛树脂、热固化性酚醛树脂、热固化性环氧树脂、苯并胍胺树脂等。此外,在聚酯制造工序中,也能够使用使催化剂等金属化合物的一部分沉淀、微分散而得到的析出粒子。
另一方面,关于使用的粒子的形状,也没有特别限定,可以使用球状、块状、棒状、扁平状等任一种形状。此外,关于其硬度、比重、颜色等也没有特别限制。这一系列的粒子根据需要也可以将2种以上组合使用。
从膜的滑动性及外观等观点出发,本发明中的脱模膜的表面粗糙度(SRa)通常在10~30nm的范围内,优选在10~20nm的范围内。
聚酯膜中包含的粒子的平均粒径通常在0.2~1μm的范围内。在粒径为0.2μm以上的情况下,能够防止膜表面的平坦化,防止膜制造工序中的卷绕特性的劣化。在粒径为1μm以下的情况下,为了赋予滑动性而赋予的这些粒子不会成为一部分从脱模膜飞出的トッキ,从本发明中成为邻接层的粘合层的层厚均匀性,进而粘合性和粘合耐久性的观点出发是优选的。
此外,从膜的易滑性及透明性的观点出发,聚酯层中的粒子含量通常优选为0.01~3质量%的范围内。
作为向聚酯层中添加粒子的方法,没有特别限定,可以采用现有公知的方法。例如,可在制造构成各层的聚酯的任意阶段中进行添加,优选可以在酯化的阶段、或者酯交换反应结束后,进行缩聚反应。
此外,可以通过使用带有通风口的混炼挤出机,将分散在乙二醇或水等中的粒子的浆料与聚酯原料进行混合的方法,或使用混炼挤出机,将干燥的粒子与聚酯原料进行混合的方法等来进行。
需要说明的是,在本发明的聚酯膜中,在所述粒子以外,根据需要还可添加现有公知的抗氧化剂、抗静电剂、热稳定剂、润滑剂、染料、颜料等。
为了在用途上使操作性良好,构成本发明的脱模膜的聚酯膜的厚度优选为30~75μm的范围内。在膜厚度为30μm以上的情况下,即使进行偏振片的进一步薄膜化,作为膜叠层体的强度也不会不足,操作性也不会降低。另一方面,在75μm以下的情况下,性价比良好,卷状产品中的卷长的长尺寸化不会变得困难,在连续生产中也不会有作业性降低的情况。
<脱模层>
从使脱模性良好的观点出发,构成本发明的脱模膜的脱模层优选包含固化型聚硅氧烷树脂。可以使用以固化型聚硅氧烷树脂为主要成分的类型,也可以使用通过与聚氨酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂等有机树脂的接枝聚合等而得到的改性聚硅氧烷类型等。
作为固化型聚硅氧烷树脂的种类,可以使用加成型、缩合型、紫外线固化型、电子束固化型、无溶剂型等任意的固化反应类型。若举出具体例,则可举出:信越化学工业(株式会社)制KS-774、KS-775、KS-778、KS-779H、K S-847H、KS-856、X-62-2422、X-62-2461、X-62-1387、X-62-5039、X-62-5040、KNS-3051、X-62-1496、KNS320A、KNS316、X-62-1574A/B、X-62-7052、X-62-7028A/B、X-62-7619、X-62-7213、MOMENTIVE·PERFORMANCE·M ATERIALS制YSR-3022、TPR-6700、TPR-6720、TPR-6721、TPR6500、TP R6501、UV9300、UV9425、XS56-A2775、XS56-A2982、UV9430、TPR6600、TPR6604、TPR6605、TORAY·DOWING(株式会社)制SRX357、SRX211、SD 7220、SD7292、LTC750A、LTC760A、LTC303E、SP7259、BY24-468C、SP7248S、BY24-452、DKQ3-202、DKQ3-203、DKQ3-204、DKQ3-205、DKQ3-210等。此外,为了调节脱模层的剥离性等,也可以组合使用剥离控制剂。
[1.4]叠层膜的制造方法
本发明的叠层膜是至少包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜,其中,所述光学膜的厚度在1μm以上且小于10μm的范围内,并且所述粘合层的厚度在1μm以上且小于10μm的范围内。
本发明的叠层膜的形态没有特别限制,在出于各种目的而实际应用之前,例如可以为带状。即,本发明的叠层膜优选在与其宽度方向正交的方向上卷取成卷状而制成卷体。
本发明的叠层膜例如可以在支撑体上形成光学膜后,依次叠层粘合层和脱模膜而得到。
此外,也可以在形成脱模膜后形成粘合层,与在支撑体上形成的光学膜贴合而得到。关于该制造方法,详细如下所示。
[1.4.1]光学膜的制造方法
本发明的光学膜形成于支撑体上。制造方法具有:1)得到光学膜用溶液的工序;2)将得到的光学膜用溶液赋予至支撑体的表面的工序;3)从所赋予的光学膜用溶液中除去溶剂,形成光学膜的工序。
1)得到光学膜用溶液的工序
制备包含所述树脂和溶剂的光学膜用溶液(也称为“掺杂物”)。
光学膜用溶液中使用的溶剂只要是能够使树脂良好地分散或溶解的溶剂即可,没有特别限制。例如,作为本发明中使用的有机溶剂,可举出:醇类(甲醇、乙醇、二醇、三醇、四氟丙醇等)、二醇类、溶纤剂类、酮类(丙酮、甲乙酮等)、羧酸类(甲酸、乙酸等)、碳酸酯类(碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等)、酯类(乙酸乙酯、乙酸丙酯等)、醚类(异丙醚、THF等)、酰胺类(二甲基亚砜等)、烃类(庚烷等)、腈类(乙腈等)、芳香族类(环己基苯、甲苯、二甲苯、氯苯等)、卤代烷基类(二氯甲烷(也称为“Methylene dichloride”)等)、胺类(1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、二氮杂双环十一碳烯等)、内酯类等。
其中,从在制备光学膜用的掺杂物进行制膜时容易处理的观点出发,优选沸点在大气压下为100℃以下的氯类溶剂。具体而言,优选为二氯甲烷(也称为“Methylenedichloride”)。二氯甲烷由于树脂的溶解性高、干燥速度快,因此容易调节涂布膜的膜质。此外,可以添加亲水性的溶剂,作为亲水性的溶剂,可举出酮类、醇类,优选为醇类。更优选为异丙醇、乙醇、甲醇等,最优选为甲醇。作为添加量,优选为1~20质量%的范围内,更优选为3~10质量%的范围内。
从容易将粘度调节为后述的范围的观点出发,光学膜用溶液的树脂浓度例如优选为1.0~20质量%的范围内。此外,从减少涂膜的干燥时的收缩量的观点出发,光学膜用溶液的树脂浓度优选适度地高,更优选超过5质量%且为20质量%以下,进一步优选超过5质量%且为15质量%以下。此外,通过调节溶液浓度,使得形成膜所需的时间变短,它们的干燥时间也可以成为控制光学膜的表面状态的手段。为了实现高浓度化,可以适当使用混合溶剂。
光学膜用溶液的粘度只要是能够形成所期望的厚度的光学膜的程度即可,没有特别限制,例如优选为5~5000mPa·s的范围内。光学膜用溶液的粘度为5mPa·s以上时,容易形成适度厚度的光学膜,为5000mPa·s以下时,能够抑制因溶液的粘度上升而产生厚度不均。从同样的观点出发,光学膜用溶液的粘度更优选为100~1000mPa·s的范围内。光学膜用溶液的粘度可以在25℃下用E型粘度计测定。
2)赋予光学膜用溶液的工序
接着,将得到的光学膜用溶液赋予至支撑体的表面。具体而言,将得到的光学膜用溶液涂布于支撑体的表面。
<支撑体>
支撑体在形成光学膜时进行支撑,通常使用树脂膜。支撑体的厚度优选为50μm以下。由于需要一定程度的强度(韧性、刚性)作为支撑体,因此支撑体的厚度优选为15~45μm的范围,更优选为20~40μm的范围内。
作为所使用的树脂,可举出:纤维素酯类树脂、环烯烃类树脂、聚丙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、聚芳酯类树脂以及苯乙烯类树脂或其复合树脂,其中,作为在高湿度环境下的保存性优异的树脂,优选使用聚酯类树脂。
作为树脂膜的实例,包含聚酯类树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)等)等。其中,从容易处理的观点出发,优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的聚酯类树脂膜。
树脂膜可以为经过热处理(热缓和)的树脂膜,也可以为经过拉伸处理的树脂膜。
热处理是为了降低树脂膜的残留应力(例如伴随拉伸的残留应力等),没有特别限制,将构成树脂膜的树脂的玻璃化转变温度设为Tg时,可以在(Tg+60)~(Tg+180)℃下进行。
拉伸处理是为了使树脂膜的残留应力增加,拉伸处理例如优选在树脂膜的双轴方向上进行。拉伸处理可以在任意的条件下进行,例如可以在拉伸倍率120~900%左右下进行。树脂膜是否被拉伸可以通过例如是否存在面内慢轴(沿折射率成为最大的方向延伸的轴)来确认。拉伸处理可以在叠层光学膜之前进行,也可以在叠层之后进行,优选在叠层之前进行拉伸。
聚酯类树脂膜(也简单地称为聚酯膜)可以使用市售品,例如可举出东洋纺公司制的“聚对苯二甲酸乙二醇酯膜TN100”、TEIJIN DUPONT FILMS公司制的“MELINEX ST504”等。
支撑体可以在树脂膜的表面具有剥离层。剥离层在制备偏振片时能够容易地将支撑体从光学膜剥离。
剥离层可以包含公知的剥离剂,没有特别限制。剥离层中所含的剥离剂的实例包含:聚硅氧烷类剥离剂和非聚硅氧烷类剥离剂。
作为聚硅氧烷类剥离剂的实例,可举出公知的聚硅氧烷类树脂。作为非聚硅氧烷类剥离剂的实例,可举出使聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物等与长链烷基异氰酸酯反应而得到的长链烷基侧基型聚合物、烯烃类树脂(例如共聚聚乙烯、环状聚烯烃、聚甲基戊烯)、聚芳酯类树脂(例如芳香族二羧酸成分与二元酚成分的缩聚物)、氟树脂(例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、PFA(四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯的共聚物)、FEP(四氟乙烯与六氟丙烯的共聚物)、ETFE(四氟乙烯与乙烯的共聚物))等。
剥离层的厚度只要是能够表现出所期望的剥离性的程度即可,没有特别限制,例如优选为0.1~1.0μm的范围内。
支撑体可以包含增塑剂作为添加剂。作为增塑剂,没有特别限定,优选选自多元醇酯类增塑剂、邻苯二甲酸酯类增塑剂、柠檬酸类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂、磷酸酯类增塑剂、多元羧酸酯类增塑剂和聚酯类增塑剂等。
此外,支撑体可以包含紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,可举出:苯并三唑类、2-羟基二苯甲酮类或水杨酸苯酯类的紫外线吸收剂等。例如可举出:2-(5-甲基-2-羟基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-双(α,α-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)苯并三唑等三唑类、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮类。
此外,为了提高输送性,本发明中使用的支撑体优选包含微粒。
微粒优选使用无机化合物的微粒,作为实例,可举出:二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、烧制高岭土、烧制硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及磷酸钙。此外,也优选使用有机化合物的微粒,作为实例,可举出:聚四氟乙烯、乙酸纤维素、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸亚乙酯、丙烯酸苯乙烯类树脂、聚硅氧烷类树脂、聚碳酸酯树脂、苯并胍胺类树脂、三聚氰胺类树脂、聚烯烃类粉末、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、或者聚氟乙烯类树脂、淀粉等有机高分子化合物的粉碎分级物、利用悬浮聚合法合成的高分子化合物。
从降低浊度的观点出发,微粒优选包含硅。特别优选二氧化硅,例如可举出:日本AEROSIL(株式会社)制的“AEROSIL R972、R972V、R974、R812、200、200V、300、R202、OX50、TT600(商品名)”。
作为本发明中使用的支撑体的制造方法,可以使用通常的吹胀法、T-模头法、压延法、切削法、流延法、乳液法、热压法等制造法,从抑制着色、抑制异物缺陷、抑制模线等光学缺陷等观点出发,制膜方法优选溶液流延法和熔融流延法。此外,若为溶液流延法,则加工工序中的温度低,因此可通过使用各种添加剂而赋予高功能化。
在通过溶液流延法进行制膜的情况下,支撑体的制造方法优选包含如下工序:使热塑性树脂及所述微粒等添加剂溶解、分散于溶剂中而制备掺杂物的工序(溶解工序;掺杂物制备工序);将掺杂物在不断输送的环状金属支撑体上进行流延的工序(流延工序);将流延后的掺杂物作为幅材(ウェブ)进行干燥的工序(溶剂蒸发工序);从金属支撑体剥离的工序(剥离工序);干燥、拉伸、保持宽度的工序(拉伸·保持宽度·干燥工序);将完成的膜卷取成卷状的工序(卷取工序)。
优选使用如上制造的支撑体,通过下述方法形成本发明的光学膜。
光学膜用溶液的涂布方法没有特别限制,例如可以为背涂法、凹版涂布法、旋涂法、线棒涂布法、辊涂法等公知的方法。其中,从能够形成薄且均匀厚度的涂膜的观点出发,优选背涂法。
3)形成光学膜的工序
接着,从赋予支撑体的光学膜用溶液中除去溶剂,形成光学膜。
具体而言,使赋予至支撑体的光学膜用溶液干燥。干燥例如可以通过送风或加热来进行。其中,从容易抑制光学膜的卷曲等的观点出发,优选通过送风使其干燥,此外,从控制下述膜厚偏差的观点出发,优选在干燥初期和干燥后半段赋予风速差。具体而言,存在如下倾向:初期的风速越高,膜厚偏差越大,初期的风速越低,膜厚偏差越小。
因此,通过调节干燥条件(例如干燥温度、干燥风量、干燥时间等),能够控制光学膜的疏密,将所述光学膜的厚度调节为满足所述式1。
所述光学膜的膜厚的偏差优选调节为0.5±0.2μm的范围内。从提高与上层的密合性的观点出发,优选朝向使得膜质变得疏松的方向进行调节,具体而言,优选提高干燥速度,优选在0.0015~0.05kg/hr·m2的范围内,更优选在0.002~0.05kg/hr·m2的范围内。
干燥速度表示为每单位时间、单位面积蒸发的溶剂的质量。干燥速度通常可以通过干燥温度来调节。干燥温度取决于所使用的溶剂种类,例如可以为50~200℃(相对于所使用的溶剂的沸点Tb为(Tb-50)~(Tb+50)℃。温度控制可以分多个阶段进行。在进行了某种程度的干燥后,通过在更高温下干燥,可以控制干燥速度、膜质。
如上所述,本实施方式的光学膜可以为带状。因此,本实施方式的叠层膜的制造方法优选还包含:4)将带状的叠层膜卷取成卷状而制成卷体的工序。
4)卷取光学膜而得到卷体的工序
将得到的带状的光学膜在与其宽度方向正交的方向上卷成卷状,制成卷体。
带状的光学膜的长度没有特别限制,例如可以为100~10000m左右。此外,带状的光学膜的宽度优选为1m以上,更优选为1.1~4m的范围内。从提高膜的均匀性的观点出发,更优选为1.3~2.5m的范围内。
<制造装置>
本发明中使用的光学膜的制造方法例如可以通过图2所示的制造装置来进行。
图2是用于实施本发明的光学膜的制造方法的制造装置B200的示意图。制造装置B200具有供给部B210、涂布部B220、干燥部B230、冷却部B240和卷取部B250。Ba~Bd表示输送支撑体B110的输送辊。
供给部B210具有放出卷绕于卷芯的带状的支撑体B110的卷体B201的放出装置(未图示)。
涂布部B220是涂布装置,其具有:支撑辊B221,其保持支撑体B110;涂布头B222,其向由支撑辊B221保持的支撑体B110涂布光学膜用溶液;以及减压室B223,其设置于涂布头B222的上游侧。
从涂布头B222喷出的光学膜用溶液的流量能够通过未图示的泵进行调节。从涂布头B222喷出的光学膜用溶液的流量设定为:在以预先调节的涂布头B222的条件连续涂布时能够稳定地形成给定厚度的涂布层的量。
减压室B223是用于使涂布时形成于来自涂布头B222的光学膜用溶液与支撑体B110之间的液珠(涂布液的积液)稳定化的机构,能够调节减压度。减压室B223与减压鼓风机(未图示)连接,以使得内部得到减压。减压室B223成为没有空气泄漏的状态,并且,与支撑辊的间隙也被调节得较窄,能够形成稳定的涂布液的液珠。
干燥部B230是使形成于支撑体B110的表面的涂膜干燥的干燥装置,其具有干燥室B231、干燥用气体的导入口B232和排出口B233。干燥风的温度和风量根据涂膜的种类和支撑体B110的种类适当决定。通过在干燥部B230中设定干燥风的温度和风量、干燥时间等条件,能够调节干燥后的涂膜的残留溶剂量。干燥后的涂膜的残留溶剂量可以通过比较干燥后的涂膜的单位质量和该涂膜充分干燥后的质量来进行测定。
(残留溶剂量)
光学膜是涂布光学膜用溶液而得到的,因此有时残留有源自该溶液的溶剂。残留溶剂量可以通过使用溶剂·涂布液浓度、光学膜干燥时的风速、干燥温度·时间、干燥室的条件(外部空气或内部空气循环)、涂布时背辊的加热温度等来控制。
如上所述,若设为高速干燥,则膜变得疏松,能够控制表面状态。
从光学膜的卷曲平衡的观点出发,在将所述光学膜的残留溶剂量设为S1时,光学膜的残留溶剂量优选满足下述式2。
式2:10<S1<1000(ppm)
具体而言,光学膜的残留溶剂量更优选小于800ppm,若考虑光学膜的卷曲平衡,则更优选500以上且小于700ppm。此外,通过选择在支撑体上也残留溶剂的溶剂-涂布工艺,使得支撑体与光学膜的密合性得到提高。作为支撑体的残留溶剂量,优选在10~100ppm的范围内。
支撑体和光学膜的残留溶剂量可以利用顶空气相色谱进行测定。顶空气相色谱法中,将样品封入容器中,进行加热,在容器中充满挥发成分的状态下迅速地将容器中的气体注入气相色谱仪,进行质谱分析,进行化合物的鉴定,同时对挥发成分进行定量。在顶空法中,能够通过气相色谱仪观测挥发成分的全部峰,并且通过使用利用了电磁相互作用的分析法,也能够以高精度一并进行挥发物质、单体等的定量。
冷却部B240对具有在干燥部B230中干燥而得到的涂膜(光学膜)的支撑体B110的温度进行冷却,调节为适当的温度。冷却部B240具有冷却室B241、冷却风入口B242和冷却风出口B243。冷却风的温度及风量可根据涂膜的种类及支撑体B110的种类而适当决定。此外,在即使不设置冷却部B240也成为适当的冷却温度的情况下,也可以不设置冷却部B240。
卷取部B250是用于卷取形成有光学膜的支撑体B110而得到卷体B251的卷取装置(未图示)。
[1.4.2]粘合层的形成方法
本发明的粘合层优选以与脱模膜邻接的层的形式而形成。关于脱模膜的形成方法,如后所述。
本发明的粘合层可以使用粘合剂来形成。本发明中使用的粘合剂可以通过利用以往公知的方法将(甲基)丙烯酸类共聚物(P)、交联剂(Q)和根据需要而定的其他成分混合来制备。
例如可举出:在合成(甲基)丙烯酸类共聚物(P)时得到的包含该聚合物的聚合物溶液中配合交联剂(Q)和根据需要而定的其它成分。
接着,将得到的粘合剂赋予脱模膜的脱模层面侧。具体而言,将所得到的粘合剂涂布于脱模膜的脱模层面侧。
作为粘合剂的涂布方法,可采用公知的方法,例如通过旋涂法、刮涂法、辊涂法、棒涂法、刮刀涂布法、模涂法、凹版涂布法等涂布至给定的厚度并干燥的方法。
粘合层的形成条件例如如下所述。
将该粘合剂涂布于脱模膜上,根据溶剂的种类而不同,通常在50~150℃的范围内,优选在60~100℃的范围内,通常在1~10分钟的范围内,优选在2~7分钟的范围内进行干燥而除去溶剂,形成涂膜。干燥涂膜的厚度通常在1μm以上且小于10μm的范围内,优选在3~7μm的范围内。
在脱模膜上形成粘合层后,与光学膜贴合。将这样得到的叠层膜在通常3天以上,优选7~10天的范围内,通常5~60℃的范围内,优选15~40℃的范围内,通常30~70%RH的范围内,优选40~70%RH的范围内的环境下进行养护。如果在所述熟化条件下进行交联,则可高效地形成交联体(网状聚合物)。
[1.4.3]脱模膜的制造方法
作为本发明的脱模膜的基材,可以使用各种树脂膜,此处,对通过以聚酯膜为基材,并叠层脱模层而得到本发明的脱模膜的情况的实例进行说明。
聚酯膜可以使用[1.3.1]脱模膜构成成分中记载的聚酯,优选利用冷却辊将从模头挤出的熔融片材冷却固化而得到未拉伸片材的方法。此时,为了使片材的平面性提高,需要提高片材与旋转冷却滚筒的密合性,优选采用静电施加密合法和/或液体涂布密合法。
接着,将得到的未拉伸片材在双轴方向进行拉伸。此时,首先利用辊或拉幅机方式的拉伸机在一个方向拉伸所述未拉伸片材。拉伸温度通常为70~120℃的范围内,优选为80~110℃的范围内,拉伸倍率通常为2.5~7.0倍的范围内,优选为3.0~6.0倍的范围内。接着,与第一阶段的拉伸方向正交的拉伸温度通常为70~170℃的范围内,拉伸倍率通常为3.0~7.0倍的范围内,优选为3.5~6.0倍的范围内,进一步优选为5.0~6.0倍的范围内。然后,继续以180~270℃的范围内的温度在紧拉下或30%以内的缓和下进行热处理,得到双轴取向膜。在所述拉伸中,也可以采用通过2阶段以上进行一个方向的拉伸的方法。此时,优选以使得最终双向的拉伸倍率分别在所述范围内的方式进行拉伸。
此外,关于本发明中的聚酯膜制造,也可采用同时双轴拉伸法。同时双轴拉伸法是将所述未拉伸片材在通常70~120℃的范围内,优选80~110℃的范围内进行温度控制的状态下沿机械方向和宽度方向同时拉伸并取向的方法,作为拉伸倍率,以面积倍率计为4~50倍的范围内,优选7~35倍的范围内,进一步优选10~25倍的范围内。然后,继续以170~250℃的范围内的温度在紧拉下或30%以内的缓和下进行热处理,得到拉伸取向膜。关于采用所述拉伸方式的同时二轴拉伸装置,可采用螺旋式、受电弓(Pantagraph)式、线性驱动式等现有公知的拉伸方式。
此外,可实施在所述的聚酯膜的拉伸工序中处理膜表面的、所谓的涂布拉伸法(在线涂布(インラインコーティング))。在通过涂布拉伸法在聚酯膜上设置涂布层的情况下,可与拉伸同时进行涂布,并且使涂布层的厚度根据拉伸倍率变薄,能够制造适合作为聚酯膜的膜。
接着,在聚酯膜上形成脱模层。脱模层中优选包含固化型聚硅氧烷树脂,可以使用[1.3.1]脱模膜构成成分中记载的固化型聚硅氧烷树脂。
作为涂布方法,可以使用公知的方法,例如反向凹版涂布法、直接凹版涂布法、辊涂法、模涂法、棒涂法、幕涂法等进行涂布、干燥的方法。
关于固化条件没有特别限定,在通过离线涂布设置脱模层的情况下,通常在120~200℃的范围内以3~40秒的范围内,优选在100~180℃的范围内以3~40秒的范围内为标准进行热处理即可。此外,可以根据需要组合使用热处理和紫外线照射等活性能量射线照射。需要说明的是,作为用于利用活性能量射线照射进行固化的能量源,可使用一直以来公知的装置和能量源。
从涂布性的方面出发,脱模层的涂布量(干燥后)通常为0.005~1g/m2,优选为0.005~0.5g/m2,更优选为0.01~0.2g/m2的范围内。涂布量(干燥后)为0.005g/m2以上时,涂布性和稳定性良好,容易得到均匀的涂膜。此外,在为1g/m2以下的情况下,脱模层自身的涂膜密合性、固化性等变得良好。
关于本发明中的脱模膜,可以在未设置脱模层的膜面上设置防静电层、防低聚物析出层等涂布层。此外,也可以在构成脱模膜的聚酯膜上预先施加电晕处理、等离子体处理等表面处理。
<<2叠层体>>
本发明的叠层体中,一个实施方式为本发明的叠层膜与玻璃板经由本发明的粘合层而实现了贴合。
需要说明的是,在本发明中,并不限定于玻璃板,也可以代替玻璃板而使用热塑性树脂等树脂作为基材。
图3中示出本发明的叠层体的优选的层结构的一个实例,但并不限定于此。
图3是表示本发明的叠层体的层结构的基本构成的截面图。
本发明的叠层体60包含光学膜1、粘合层2和玻璃板11。
本发明的叠层体通过将本发明的叠层膜与玻璃板隔着粘合层进行贴合而得到。通过使用本发明的叠层膜,该叠层体即使反复折叠也不易破损,不易产生光学不均。此外,玻璃板自身不易破损。
<玻璃板>
从弯曲性的观点出发,本发明的玻璃板的厚度优选为150μm以下。此外,更优选为120μm以下,进一步优选为100μm以下,特别优选为80μm以下。厚度的下限没有特别限定,从生产线中、后加工工序时的操作性、易开裂性的观点出发,优选为5μm以上,更优选为10μm以上,进一步优选为15μm以上。特别优选在25~50μm的范围内。
玻璃板的材质没有特别限定,只要是玻璃组成的材质就可以适当使用。作为实例,可举出:钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、以及无碱玻璃、碱玻璃等。其中,从抗热膨胀能力强、平滑性、耐久性、尺寸稳定性、成本等观点出发,优选无碱玻璃。
此外,玻璃板通过浮法、下拉法等公知的成形方法而成形。从玻璃板的表面成为未研磨的锻造面、变得非常平滑的观点出发,优选通过溢流下拉法而成形。作为上述记载的玻璃板,可以使用市售的玻璃板,可以使用SCHOT T公司制的“D263”、“Xensagtion Flex”、日本电气硝子公司制的“G-Leaf”、“Dynor ex UTG”、Corning公司制的“Gorillaglass”、AGC公司制的“Dragon Trail Pro”等玻璃薄膜。
玻璃板的表面可以预先适当实施表面处理。作为该表面处理,例如可举出利用硅烷偶联剂、钛偶联剂等的偶联剂处理、酸处理、碱处理、臭氧处理和离子处理等化学转化处理、等离子体处理、辉光放电处理、电弧放电处理和电晕处理等放电处理、紫外线处理、X射线处理、γ射线处理和激光处理等电磁波照射处理、其它火焰处理等各种表面处理。
需要说明的是,如上所述,本发明的光学膜可以经由粘合层贴合于玻璃板。本发明的光学膜为树脂制,在与由收缩率不同的材料构成的玻璃板贴合的情况下,在粘合层产生应力。认为由于该应力,粘合层产生双折射,使得偏振状态紊乱,有可能产生“不均现象”。
但是,认为在产生所述不均现象的情况下,通过使用成为抵消因树脂制的光学膜的伸缩应力产生的玻璃板的光弹性的构成的、显示粘合层固有的双折射的值的粘合剂,而使得“不均现象”得到改善。
此外,更优选为对于因树脂制的光学膜的伸缩应力而产生的该膜的光弹性及玻璃板的光弹性中的任一者均得到抵消的构成。
作为调节粘合层固有的双折射的值的方法,例如可以通过适当变更固化剂、交联剂等的使用量、单体等形成材料的组成、根据需要使用的其它添加剂等而容易地得到。形成本发明的粘合层的粘合剂没有特别限定,对使用的单体的种类、组成、固化剂的种类、使用量和制造方法也没有特别限定。
作为将粘合剂固有双折射的值调节为合适的值的方法的一个实例,通过适当配合作为玻璃化转变温度(Tg)低的丙烯酸类树脂并且取向双折射为负的丙烯酸丁酯(BA)和取向双折射为正的苯氧基丙烯酸酯(PHEA),可以调节所得共聚物的双折射率。
<<3偏振片>>
本发明的偏振片中,使用了本发明的叠层膜。
图4中示出本发明的偏振片的优选的层结构的一个实例,但并不限定于此。
图4A是表示本发明的偏振片70的层结构的基本构成的截面图。
本发明的偏振片70包含光学膜1、粘合层2、脱模膜3及起偏镜层21。
此外,如图4B所示,起偏镜层21可以在与光学膜1之间配置液晶取向层22,此外,也可以在相反侧的面经由粘接层24配置相位差膜23。此外,相位差膜23也可以为将粘合层2上的脱模膜3剥离后与相位差膜23贴合的形态(未图示)。
图4C是表示本发明的带玻璃板的偏振片80的层结构的基本构成的截面图。通过下述方式得到:剥离脱模膜3后,贴合玻璃板11,配置阻隔层27代替相位差膜23。需要说明的是,该玻璃板11可以为液晶显示器的基板玻璃,也可以为到达最表层的超薄膜玻璃。
从显示装置的弯曲性、视觉辨认性的观点出发,本发明的偏振片的厚度优选为10~100μm的范围内,更优选为30~80μm的范围内,进一步优选为40~70μm的范围内。
[3.1]起偏镜层
本发明的偏振片可以通过在本发明的叠层膜或叠层体上进一步叠层起偏镜层而得到。
需要说明的是,“起偏镜”是指仅使一定方向的偏振面的光通过的元件。以下,关于本发明的起偏镜层的优选构成而示出其一个实例,但并不限定于此。
本发明的起偏镜层可以为图5A所示的以往大量使用的包含碘和聚乙烯醇(PVA)的起偏镜,在产业上,从提高对折叠动作的耐久性的观点出发,优选整体为薄膜的起偏镜,因此优选为图5B所示的在液晶层中添加二色性有机色素的方式的涂布型起偏镜。
图5A所示的起偏镜层21可以通过使二色性色素吸附取向于单轴拉伸后的树脂膜而形成。作为二色性色素,通常为碘和有机二色性色素,树脂膜中使用的树脂可以为疏水性树脂,也可以为亲水性树脂,优选为亲水性树脂。此外,树脂膜也可以被拉伸。
亲水性树脂的实例为聚乙烯醇类树脂、聚乙酸乙烯酯树脂及乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(EVA)树脂。疏水性树脂的实例为聚酰胺树脂和聚酯类树脂。
起偏镜层可以在染色后利用硼酸进行处理。在作为起偏镜层的树脂层由聚乙烯醇类树脂等亲水性树脂构成的情况下,与外部的水分进出比疏水性树脂多,认为这成为湿热环境下的色素脱落、光学树脂膜从端面的起偏镜层剥离的原因,根据本发明的构成,能够抑制这样的色素脱落、剥离。
起偏镜层优选隔着粘接层24具有起偏镜保护层28。作为起偏镜保护层,可以使用市售的纤维素酰化物膜(例如,Konica Minolta Tac KC8UX、KC5U X、KC4UX、KC8UCR3、KC4SR、KC4BR、KC4CR、KC4DR、KC4FR、K C4KR、KC8UY、KC6UY、KC4UY、KC4UE、KC8UE、KC8UY-HA、KC2UA、KC4UA、KC6UA、KC2UAH、KC4UAH、KC6UAH,以上为Konica Minolta Advanced Layer(株式会社)制)
起偏镜保护层中使用的膜的厚度没有特别限定,优选为1~100μm的范围内,更优选为3~40μm的范围内,特别优选为5~20μm的范围内。
此外,图5B所示的起偏镜层21可以通过将包含下述聚合性液晶化合物和二色性色素的聚合性液晶组合物固化而形成。由于可以使起偏镜层变薄,因此从得到充分的耐弯折性的观点出发是优选的。根据用途,这样的构成是充分的,为了进一步提高对起偏镜层的刮擦·高温高湿耐久性,优选在起偏镜层21上涂布阻隔层27或进一步贴合光学膜1而设置保护层(图5B中未图示)。
[3.1.1]聚合性液晶化合物
起偏镜层的形成中使用的聚合性液晶组合物(以下,也称为“聚合性液晶组合物(A’)”)中所含的聚合性液晶化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(A’)”)为具有至少1个聚合性基团的液晶化合物。
此处,聚合性基团是指能够通过由聚合引发剂产生的活性自由基、酸等参与聚合反应的基团。作为聚合性液晶化合物(A’)所具有的聚合性基团,例如可举出:乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基等。其中,优选自由基聚合性基团,更优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、乙烯基氧基,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基。
聚合性液晶化合物(A’)优选为显示近晶型液晶性的化合物。通过使用显示近晶型液晶性的聚合性液晶化合物,能够形成取向有序度高的起偏镜。聚合性液晶化合物(A’)所显示的液晶状态为近晶型相(近晶型液晶状态),从能够实现更高的取向有序度的观点出发,更优选为高阶近晶型相(高阶近晶型液晶状态)。
此处,高阶近晶型相是近晶型B相、近晶型D相、近晶型E相、近晶型F相、近晶型G相、近晶型H相、近晶型I相、近晶型J相、近晶型K相及近晶型L相,其中,更优选近晶型B相、近晶型F相及近晶型I相。液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,从能够进行致密的膜厚控制的方面考虑,优选热致性液晶。此外,聚合性液晶化合物(A’)可以为单体,可以为聚合性基团聚合而成的低聚物,也可以为聚合物。
作为聚合性液晶化合物(A’),只要是具有至少1个聚合性基团的液晶化合物就没有特别限定,可以使用公知的聚合性液晶化合物,优选显示近晶型液晶性的化合物。作为这样的聚合性液晶化合物,例如可举出:下述式(A’1)所示的化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(A’1)”)。
式(A’1)U1-V1-W1-(X1-Y1-)n-X2-W2-V2-U2
式(A’1)中,X1和X2彼此独立地表示2价的芳香族基团或2价的脂环式烃基,此处,该2价的芳香族基团或2价的脂环式烃基中所含的氢原子任选被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的氟烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该2价的芳香族基团或2价的脂环式烃基的碳原子可以被氧原子或硫原子或氮原子取代。其中,X1和X2中的至少一者为任选具有取代基的1,4-亚苯基、或任选具有取代基的1,4-亚环己基。
Y1为单键或二价连接基团。
n为1~3,n为2以上时,多个X1彼此可以相同,也可以不同。X2可以与多个X1中任一项或全部相同,也可以不同。此外,n为2以上时,多个Y1彼此可以相同,也可以不同。从液晶性的观点出发,n优选为2以上。
U1表示氢原子或聚合性基团。
U2表示聚合性基团。
W1和W2彼此独立地为单键或二价连接基团。
V1及V2彼此独立地表示任选具有取代基的碳原子数为1~20的亚烷基,构成该亚烷基的-CH2-可被-O-、-S-或-NH-替换。
聚合性液晶化合物(A’1)中,X1和X2彼此独立地优选为任选具有取代基的1,4-亚苯基、或任选具有取代基的1,4-亚环己基,X1和X2中的至少一者为任选具有取代基的1,4-亚苯基、或任选具有取代基的1,4-亚环己基,优选为反式1,4-亚环己基。作为任选具有取代基的1,4-亚苯基、或任选具有取代基的1,4-亚环己基所任选具有的取代基,可举出:甲基、乙基及丁基等碳原子数为1~4的烷基、氰基及氯原子、氟原子等卤素原子。优选为无取代。
此外,关于聚合性液晶化合物(A’1),式(A’1)中,从容易表现出近晶型液晶性的方面出发,优选式(A’1-1)所示的部分(以下,也称为“部分结构(A’1-1)”)为非对称结构,
式(A’1-1):-(X1-Y1-)n-X2-
式中,X1、Y1、X2和n分别表示与上述相同的含义。
作为部分结构(A’1-1)为非对称结构的聚合性液晶化合物(A’1),例如可举出:n为1,1个X1与X2为彼此不同的结构的聚合性液晶化合物(A’1)。
此外,n为2,还可举出:作为2个Y1为彼此相同的结构的化合物的、2个X1为彼此相同的结构、1个X2为与这2个X1不同的结构的聚合性液晶化合物(A’1)、2个X1中与W1键合的X1为与另一个X1和X2不同的结构的、另一个X1和X2为彼此相同的结构的聚合性液晶化合物(A’1)。
此外,n为3,可举出:作为3个Y1为彼此相同结构的化合物的、3个X1和1个X2中的任1个为与其他3个全部不同的结构的聚合性液晶化合物(A’1)。
Y1优选为-CH2CH2-、-CH2O-、-CH2CH2O-、-COO-、-OCOO-、单键、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-、-CRa=N-或CO-NRa-。Ra及Rb彼此独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
Y1更优选为-CH2CH2-、-COO-或单键,在存在多个Y1的情况下,与X2键合的Y1更优选为-CH2CH2-或CH2O-。X1和X2全部为相同结构时,优选存在2个以上的彼此不同的键合方式的Y1。在存在多个彼此不同的键合方式的Y1的情况下,成为非对称结构,因此存在容易表现近晶型液晶性的倾向。
U2为聚合性基团。U1为氢原子或聚合性基团,优选聚合性基团。优选U1和U2均为聚合性基团,优选均为自由基聚合性基团。作为聚合性基团,可举出与作为聚合性液晶化合物(A’)所具有的聚合性基团而在前面例示的基团同样的基团。由U1表示的聚合性基团和由U2表示的聚合性基团可以彼此不同,优选为相同种类的基团。此外,聚合性基团可以为聚合的状态,也可以为未聚合的状态,优选为未聚合的状态。
作为V1及V2表示的亚烷基,可举出:亚甲基、亚乙基、1,3-亚丙基、1,3-亚丁基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,7-亚庚基、1,8-亚辛基、1,10-亚癸基、1,14-亚十四烷基及1,20-亚二十烷基等。V1及V2优选为碳原子数为2~12的范围内的亚烷基,更优选为碳原子数为6~12的范围内的亚烷基。
作为该亚烷基任选具有的取代基,可举出氰基和卤素原子等,该亚烷基优选为无取代的,更优选为无取代的直链状亚烷基。
W1及W2彼此独立地优选为单键、-O-、-S-、-COO-或OCOO-,更优选为单键或-O-。
作为聚合性液晶化合物(A’),只要是具有至少1个聚合性基团的聚合性液晶化合物就没有特别限定,可以使用公知的聚合性液晶化合物,优选显示近晶型液晶性。作为容易显示近晶型液晶性的结构,优选在分子结构中具有非对称性的分子结构,具体而言,可举出具有以下(A’-a)~(A’-i)的部分结构的聚合性液晶化合物。从容易显示高阶近晶型液晶性的观点出发,更优选具有(A’-a)、(A’-b)或(A’-c)的部分结构。需要说明的是,下述(A’-a)~(A’-i)中,*表示键合臂(单键)
[化学式6]
作为聚合性液晶化合物(A’),具体而言,例如可举出:下述(A’-1)~(A’-25)所示的化合物。聚合性液晶化合物(A’)具有1,4-亚环己基的情况下,该1,4-亚环己基优选为反式体。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
这些中,优选选自(A’-2)、(A’-3)、(A’-4)、(A’-5)、(A’-6)、(A’-7)、(A’-8)、(A’-13)、(A’-14)、(A’-15)、(A’-16)和(A’-17)表示的化合物中的至少一种。作为聚合性液晶化合物(A’),可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
聚合性液晶化合物(A’)例如可以通过Lub等,Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)、或日本专利第4719156号公报等中记载的公知的方法来制造。
本发明中,聚合性液晶组合物(A’)可以包含聚合性液晶化合物(A’)以外的其它聚合性液晶化合物,从得到取向有序度高的偏振膜的观点出发,聚合性液晶化合物(A’)相对于聚合性液晶组合物(A’)中所含的全部聚合性液晶化合物的总质量的比例优选为51质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
此外,在聚合性液晶组合物(A’)包含2种以上的聚合性液晶化合物(A’)的情况下,其中的至少1种可以为聚合性液晶化合物(A’1),也可以全部为聚合性液晶化合物(A’1)。通过组合多种聚合性液晶化合物,有时即使在液晶-结晶相变温度以下的温度下也能够暂时保持液晶性。
相对于聚合性液晶组合物(A’)的固体成分,聚合性液晶组合物(A’)中的聚合性液晶化合物的含量优选为40~99.9质量%的范围内,更优选为60~99质量%的范围内,进一步优选为70~99质量%的范围内。若聚合性液晶化合物的含量为所述范围内,则存在聚合性液晶化合物的取向性变高的倾向。需要说明的是,在本说明书中,聚合性液晶组合物(A’)的固体成分是指从聚合性液晶组合物(A’)中除去溶剂后的成分的总量。
[3.1.2]二色性色素
起偏镜层的形成中使用的聚合性液晶组合物(A’)中所含的二色性色素是指:具有分子的长轴方向上的吸光度与短轴方向上的吸光度不同的性质的色素。二色性色素只要具有所述性质就没有特别限制,可以为染料,也可以为颜料。此外,可以分别组合使用2种以上的染料或颜料,也可以组合使用染料和颜料。
作为二色性色素,优选有机二色性色素(也称为“有机二色性染料”),更优选在300~700nm的范围内具有极大吸收波长(λMAX)的色素。作为这样的二色性色素,可举出例如:吖啶色素、噁嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素等。
作为偶氮色素,可举出:单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素和芪偶氮色素等,优选双偶氮色素和三偶氮色素,例如可举出式(I)所示的化合物(以下也称为“化合物(I)”)。
式(I) K1(-N=N-K2)p-N=N-K3
式(I)中,K1及K3彼此独立地表示任选具有取代基的苯基、任选具有取代基的萘基、或任选具有取代基的1价杂环基。K2表示任选具有取代基的对亚苯基、任选具有取代基的1,4-亚萘基、或任选具有取代基的2价杂环基。p表示1~4的整数。p为2以上的整数时,多个K2彼此可以相同也可以不同。在可见光区域显示吸收的范围内,-N=N-键可以替换为-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-键。
作为1价杂环基,例如可举出:从喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、噁唑、苯并噁唑等杂环化合物中除去1个氢原子而得到的基团。作为2价杂环基,可举出从所述杂环化合物中除去2个氢原子而得到的基团。
作为K1和K3中的苯基、萘基和1价杂环基、以及K2中的对亚苯基、1,4-亚萘基和2价杂环基所任选具有的取代基,可举出:碳原子数为1~4的烷基;甲氧基、乙氧基、丁氧基等碳原子数为1~4的烷氧基;三氟甲基等碳原子数为1~4的氟代烷基;氰基;硝基;卤素原子;氨基、二乙基氨基、吡咯烷基等取代或无取代氨基(取代氨基是指具有1个或2个碳原子数为1~6的烷基的氨基、或2个取代烷基彼此键合而形成碳原子数为2~8的亚烷基的氨基。无取代氨基为-NH2)等。
化合物(I)中,优选以下的式(I-1)~式(I-8)中的任一者所示的化合物。
[化学式12]
式(I-1)~(I-8)中,B1-B30彼此独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基、硝基、取代或无取代的氨基(取代氨基和无取代氨基的定义如上所述)、氯原子或三氟甲基。
n1~n4彼此独立地表示0~3的整数。
n1为2以上时,多个B2彼此可以相同也可以不同,n2为2以上时,多个B6彼此可以相同也可以不同,n3为2以上时,多个B9彼此可以相同也可以不同,n4为2以上时,多个B14彼此可以相同也可以不同。
作为所述蒽醌色素,优选式(I-9)所示的化合物。
[化学式13]
式(I-9)中,R1~R8彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。
作为所述噁嗪色素,优选式(I-10)所示的化合物。
[化学式14]
式(I-10)中,R9~R15彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。
作为所述吖啶色素,优选式(I-11)所示的化合物。
[化学式15]
式(I-11)中,R16~R23彼此独立地表示氢原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或卤素原子。Rx表示碳原子数为1~4的烷基或碳原子数为6~12的芳基。
在式(I-9)、式(I-10)及式(I-11)中,作为Rx的碳原子数为1~6的烷基,可举出:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等,作为碳原子数为6~12的芳基,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基等。
作为花青色素,优选式(I-12)所示的化合物及式(I-13)所示的化合物。
[化学式16]
式(I-12)中,D1及D2彼此独立地表示式(I-12a)~式(I-12d)中任一项所示的基团。n5表示1~3的整数。
[化学式17]
[化学式18]
式(I-13)中,D3及D4彼此独立地表示式(I-13a)~式(1-13h)中任一项所示的基团。n6表示1~3的整数。
[化学式19]
这些二色性色素中,偶氮色素的直线性高,因此适于制备偏振性能优异的起偏镜,因此,形成起偏镜层的聚合性液晶组合物中所含的二色性色素优选为偶氮色素。
二色性色素的重均分子量通常在300~2000的范围内,优选在400~1000的范围内。
聚合性液晶组合物(A’)中的二色性色素的含量可以根据所使用的二色性色素的种类等适当确定,相对于聚合性液晶化合物100质量份,优选为0.1~50质量份的范围内,更优选为0.1~20质量份的范围内,进一步优选为0.1~12质量份的范围内。二色性色素的含量为所述范围内时,不易扰乱聚合性液晶化合物的取向,能够得到具有高取向有序度的起偏镜层。
[3.1.3]添加剂
聚合性液晶组合物(A’)可以进一步包含聚合性液晶化合物和二色性色素以外的添加剂,相对于聚合性液晶组合物(A’)的固体成分,添加剂优选超过0%且为20质量%以下,更优选超过0%且为10质量%以下。作为添加剂的实例,可举出:聚合引发剂、光敏化剂、流平剂、抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂等着色剂、阻燃剂和润滑剂等。
<聚合引发剂>
聚合引发剂是能够引发聚合性液晶化合物的聚合反应的化合物,从能够在更低温条件下引发聚合反应的方面考虑,优选光聚合引发剂。具体而言,可举出:能够通过光的作用产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选通过光的作用产生自由基的光聚合引发剂。聚合引发剂可以单独使用或组合使用两种以上。
作为光聚合引发剂,可以使用公知的光聚合引发剂,例如,作为产生活性自由基的光聚合引发剂,可举出自裂解型光聚合引发剂、夺氢型光聚合引发剂。
作为自裂解型光聚合引发剂,可举出:自裂解型的安息香类化合物、苯乙酮类化合物、羟基苯乙酮类化合物、α-氨基苯乙酮类化合物、肟酯类化合物、酰基氧化膦类化合物、偶氮类化合物等。此外,作为夺氢型光聚合引发剂,可举出:夺氢型的二苯甲酮类化合物、安息香醚类化合物、苄基缩酮类化合物、二苯并环庚酮类化合物、蒽醌类化合物、呫吨酮类化合物、噻吨酮类化合物、卤代苯乙酮类化合物、二烷氧基苯乙酮类化合物、卤代双咪唑类化合物、卤代三嗪类化合物、三嗪类化合物等。
作为产生酸的光聚合引发剂,可以使用碘鎓盐和锍盐等。
其中,从防止色素的溶解的观点出发,优选低温下的反应,从低温下的反应效率的观点出发,优选自裂解型光聚合引发剂,特别优选苯乙酮类化合物、羟基苯乙酮类化合物、α-氨基苯乙酮类化合物、肟酯类化合物。
作为光聚合引发剂,具体而言,例如可举出:以下的光聚合引发剂。
安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚和安息香异丁醚等安息香类化合物;
2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯酮和2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等羟基苯乙酮类化合物;
2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等α-氨基苯乙酮类化合物;
1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)]、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)等肟酯类化合物;
2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦和双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦等酰基氧化膦类化合物;
二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫化物、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮类化合物;
二乙氧基苯乙酮等二烷氧基苯乙酮类化合物;
2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等三嗪类化合物。就光聚合引发剂而言,例如可以在与聚合性液晶组合物(A)中所含的聚合性液晶化合物的关系中从所述光聚合引发剂中适当选择。
此外,光聚合引发剂可以使用市售品,作为实例,可举出:BASF公司制造的“IRGACURE(注册商标)907、184、651、819、250、369、379、127、754、OXE01、OXE02和OXE03”;IDM Resins B.V.公司制造的“Omnirad(注册商标)BCIM、Esacure(注册商标)1001M、Esacure(注册商标)KIP160”;精工化学株式会社制造的“SEIKUOR(注册商标)BZ、Z和BEE”;陶氏化学株式会社制造的“KAYACURE(注册商标)BP100和UVI-6992”;株式会社ADEKA制造的“A DEKA OPTOMER SP-152、N-1717、N-1919、SP-170、ADEKA ARKLS NC I-831和ADEKA ARKLSNCI-930”;DKSH株式会社制造的“TAZ-A和TAZ-PP”;株式会社三和化学制造的“TAZ-104”等。
相对于聚合性液晶化合物100质量份,聚合引发剂的含量优选为1~10质量份的范围内,更优选为1~8质量份的范围内,进一步优选为2~8质量份的范围内,特别优选为4~8质量份的范围内。若聚合引发剂的含量在所述上限和下限值内,则能够在不大幅扰乱聚合性液晶化合物的取向的情况下进行聚合性液晶化合物的聚合反应。
此外,从制造时的生产线污染、处理性的观点出发,聚合性液晶化合物的聚合率优选为60%以上,更优选为65%以上,进一步优选为70%以上。
<光敏化剂>
光敏化剂可以进一步促进聚合性液晶化合物的聚合反应。作为光敏化剂可举出:呫吨酮、噻吨酮等呫吨酮类化合物(例如2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽、包含烷氧基的蒽(例如二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪、红荧烯等。光敏化剂可以单独使用或组合使用2种以上。
聚合性液晶组合物(A’)包含光敏化剂时,其含量根据聚合引发剂和聚合性液晶化合物的种类及其量适当确定即可,相对于聚合性液晶化合物100质量份,优选在0.1~30质量份的范围内,更优选在0.5~10质量份的范围内,进一步优选在0.5~8质量份的范围内。
<流平剂>
流平剂具有调节聚合性液晶组合物的流动性、使通过涂布该聚合性液晶组合物而得到的涂膜更平坦的功能,具体而言,可举出表面活性剂。作为聚合性液晶组合物(A’)中的流平剂,优选选自以聚丙烯酸酯化合物为主要成分的流平剂和以含氟原子化合物为主要成分的流平剂中的至少1种。流平剂可以单独使用或组合使用2种以上。
作为以聚丙烯酸酯化合物为主要成分的流平剂,例如可举出:BYK-Che mie公司制的“BYK-350、BYK-352、BYK-353、BYK-354、BYK-355、BYK-358N、BYK-361N、BYK-380、BYK-381及BYK-392”。
作为以含氟原子化合物为主要成分的流平剂,例如可举出:DIC(株式会社)制的“MEGAFAC(注册商标)R-08、R-30、R-90、F-410、F-411、F-443、F-445、F-470、F-471、F-477、F-479、F-482和F-483”;AGC清美化学(株式会社)制的“SURFLON(注册商标)S-381、S-382、S-383、S-393、SC-101、SC-105、KH-40和SA-100”;(株式会社)大金精细化工(ダイキンファインケミカル)研究所制的“E1830和E5844”;三菱材料电子化成(株式会社)制的“EFTOP(注册商标)EF301、EFTOP(注册商标)EF303、EFTOP(注册商标)EF351和EFTOP(注册商标)EF352”。
在聚合性液晶组合物(A’)包含流平剂的情况下,其含量相对于聚合性液晶化合物100质量份优选在0.05~5质量份的范围内,更优选在0.05~3质量份的范围内。流平剂的含量为所述范围内时,存在容易使聚合性液晶化合物水平取向,并且不易产生不均,可得到更平滑的起偏镜层的倾向。
[3.1.4]形成方法
本发明的偏振片中,起偏镜优选为取向有序度高的起偏镜。取向有序度高的起偏镜在X射线衍射测定中可得到源自六方相、结晶相这样的高阶结构的布拉格峰。
布拉格峰是指源自分子取向的面周期结构的峰。因此,构成本发明的偏振片的起偏镜优选在X射线衍射测定中显示布拉格峰。即,在构成本发明的偏振片的起偏镜中,聚合性液晶化合物或其聚合物优选在X射线衍射测定中以使得该起偏镜显示布拉格峰的方式取向,更优选为聚合性液晶化合物的分子在吸收光的方向上取向的“水平取向”。
在本发明中,优选分子取向的面周期间隔在3.0~6.0埃的范围内的起偏镜。显示布拉格峰那样的高取向有序度可以通过控制所使用的聚合性液晶化合物的种类、二色性色素的种类、其量、以及聚合引发剂的种类、其量等来实现。
<起偏镜层的形成方法>
本发明中,起偏镜层的厚度可以根据所应用的显示装置而适当选择,优选为0.1~5μm的范围内的膜,更优选为0.3~4μm的范围内,进一步优选为0.5-3μm的范围内。若厚度与该范围相比过薄,则有时无法获得所需的光吸收,并且若厚度与该范围相比过厚,则存在液晶取向层的取向限制力降低、容易产生取向缺陷的倾向。
此外,从提高液晶取向度的观点出发,优选起偏镜层经由液晶取向层而叠层于作为基材的光学膜上。作为液晶取向层,就取向角的精度及品质、以及包含液晶取向层的偏振片的耐水性及弯曲性等观点而言,优选为光液晶取向层。在包含液晶取向层的情况下,液晶取向层的厚度优选为10~5000nm的范围内,更优选为10~1000nm的范围内。
本发明的偏振片可以通过如下方法制造:形成包含具有聚合性基团的聚合性液晶化合物和二色性色素的聚合性液晶组合物(A’)的涂膜,从所述涂膜中除去溶剂,接着,升温至聚合性液晶化合物相变至液相的温度以上后降温,使该聚合性液晶化合物相变至近晶型相,在保持该近晶型相的状态下使聚合性液晶化合物聚合而得到起偏镜层(以下,也称为“起偏镜层形成工序”)。
在起偏镜层形成工序中,聚合性液晶组合物(A’)的涂膜的形成可以通过在作为基材的光学膜上直接或隔着后述的液晶取向层涂布聚合性液晶组合物(A’)来进行。
作为基材,可以使用本发明的光学膜,可以直接叠层起偏镜层。此外,也可以使用与本发明的光学膜不同的膜(支撑体)作为基材,形成起偏镜层叠层膜,然后,经由粘接层与本发明的光学膜贴合。
通常显示近晶型液晶性的化合物的粘度高,因此从提高聚合性液晶组合物(A’)的涂布性而容易形成起偏镜层的观点出发,可以通过在聚合性液晶组合物(A’)中加入溶剂来进行粘度调节(以下,也将在聚合性液晶组合物中加入溶剂而得到的组合物称为“起偏镜层形成用组合物”)。
起偏镜层形成用组合物中使用的溶剂可以根据所使用的聚合性液晶化合物和二色性色素的溶解性等适当选择。具体而言,例如可举出水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈溶剂;四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚溶剂;以及,氯仿、氯苯等氯化烃溶剂。这些溶剂可以单独使用一种或组合使用两种以上。相对于构成聚合性液晶组合物(A’)的固体成分100质量份,溶剂的含量优选为100~1900质量份的范围内,更优选为150~900质量份的范围内,进一步优选为180~600质量份的范围内。
作为将起偏镜层形成用组合物涂布于基材等的方法,可举出:旋涂法、挤出法、凹版涂布法、模涂法、棒涂法、涂布器法等涂布法、柔版法等印刷法等公知的方法。
接着,在由起偏镜层形成用组合物得到的涂膜中所含的聚合性液晶化合物不聚合的条件下,通过干燥等除去溶剂,由此形成干燥涂膜。作为干燥方法,可举出自然干燥法、通风干燥法、加热干燥及减压干燥法等。
此外,为了使聚合性液晶化合物相变为液相,升温至聚合性液晶化合物相变为液相的温度以上后降温,使该聚合性液晶化合物相变为近晶型相(近晶型液晶状态)。该相变可以在所述涂膜中的溶剂除去后进行,也可以与溶剂的除去同时进行。
通过在保持聚合性液晶化合物的近晶型液晶状态的状态下使聚合性液晶化合物聚合,从而形成起偏镜层作为聚合性液晶组合物的固化层。作为聚合方法,优选光聚合法。在光聚合中,作为对干燥涂膜照射的光,可根据该干燥涂膜中所含的聚合性液晶化合物的种类(特别是该聚合性液晶化合物所具有的聚合性基团的种类)、聚合引发剂的种类及它们的量等而适当选择。
作为其具体例,可举出选自可见光、紫外光、红外光、X射线、α射线、β射线及γ射线中的1种以上的活性能量射线、活性电子束。其中,从容易控制聚合反应的进行的方面、作为光聚合装置可以使用本领域中广泛使用的光聚合装置的方面考虑,优选紫外光,优选预先选择聚合性液晶组合物中包含的聚合性液晶化合物、聚合引发剂的种类,使得能够利用紫外光进行光聚合。
此外,在聚合时,也可以通过一边利用适当的冷却手段将干燥涂膜冷却一边进行光照射来控制聚合温度。通过采用这样的冷却手段,如果在更低的温度下实施聚合性液晶化合物的聚合,则即使使用耐热性比较低的基材,也能够适宜地形成起偏镜层。在光聚合时,通过进行掩蔽、显影等,也可以得到图案化了的起偏镜层。
作为所述活性能量射线的光源,例如可举出:低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、卤素灯、碳弧灯、钨灯、镓灯、准分子激光、发出波长范围380~440nm的光的LED光源、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。
紫外线照射强度通常在10~3000mW/cm2的范围内。紫外线照射强度优选为对聚合引发剂的活化有效的波长区域中的强度。照射光的时间通常为0.1秒~10分钟的范围内,优选为1秒~5分钟的范围内,更优选为5秒~3分钟的范围内,进一步优选为10秒~1分钟的范围内。以这样的紫外线照射强度照射1次或多次时,其累积光量在10~3000mJ/cm2的范围内,优选在50~2000mJ/c m2的范围内,更优选在100~1000mJ/cm2的范围内。
通过进行光聚合,聚合性液晶化合物在保持近晶型相,优选高阶近晶型相的液晶状态的状态下进行聚合,形成起偏镜层。聚合性液晶化合物在保持近晶型相的液晶状态的状态下进行聚合而得到的起偏镜层还伴随着所述二色性色素的作用,与以往的主客体型偏振片、即由向列相的液晶状态形成的起偏镜层相比,具有偏振性能高的优点。此外,与仅涂布二色性色素、溶致性液晶的情况相比,还具有强度优异的优点。
<液晶取向层的制造方法>
本发明中,起偏镜层优选经由液晶取向层而形成。该液晶取向层具有使聚合性液晶化合物在所期望的方向上液晶取向的取向限制力。
作为液晶取向层,优选具有不会因包含聚合性液晶化合物的组合物的涂布等而溶解的溶剂耐性,并且具有在用于溶剂的除去、聚合性液晶化合物的取向的加热处理中的耐热性。本发明中,作为液晶取向层,就取向角的精度及品质、以及包含液晶取向层的偏振片的耐水性及弯曲性等观点而言,优选为光液晶取向层。光液晶取向层在通过选择所照射的偏振光的偏振方向而能够任意地控制取向限制力的方向的方面也是有利的。
光液晶取向层通常是通过将包含具有光反应性基团的聚合物或单体与溶剂的组合物(以下也称为“光液晶取向层形成用组合物”)涂布于基材上,并照射偏振光(优选为“偏振光UV”)而获得。
所谓光反应性基团是指通过照射光而产生液晶取向能力的基团。具体而言,可举出与通过光照射而产生分子的取向诱发反应或异构化反应、二聚化反应、光交联反应或者光分解反应等成为液晶取向能力的起源的光反应相关的基团。其中,从取向性优异的方面考虑,优选参与二聚化反应或光交联反应的基团。作为光反应性基团,优选为具有不饱和键的基团,特别优选为具有双键的基团,特别优选为具有选自碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)和碳-氧双键(C=O键)中的至少一个的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,可举出:乙烯基、多烯基、芪基、芪唑基、芪唑鎓基(Stilbazolium)、查耳酮基及肉桂酰基等。作为具有C=N键的光反应性基团,可举出:具有芳香族希夫碱及芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可举出:偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基、甲瓒基、以及具有氧化偶氮苯结构的基团。作为具有C=O键的光反应性基团,可举出:二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及马来酰亚胺基等。这些基团可具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙基氧基、氰基、烷氧基羰基、羟基、磺酸基、卤代烷基等取代基。
其中,优选参与光二聚化反应的光反应性基团,从光取向中所必需的偏振光照射量较少并且容易得到热稳定性、经时稳定性优异的光取向层的方面考虑,优选肉桂酰基及查耳酮基。作为具有光反应性基团的聚合物,特别优选该聚合物侧链的末端部成为肉桂酸结构的具有肉桂酰基的聚合物。
通过将光取向层形成用组合物涂布在基材上,能够在基材上形成光取向诱发层。作为该组合物中所含的溶剂,可举出与作为形成起偏镜层时可使用的溶剂在上文中例示的溶剂同样的溶剂,可根据具有光反应性基团的聚合物或单体的溶解性而适当选择。
光液晶取向层形成用组合物中的具有光反应性基的聚合物或单体的含量,可根据聚合物或单体的种类、目标光液晶取向层的厚度而适当调节,相对于光液晶取向层形成用组合物的质量,优选为至少0.2质量%,更优选为0.3~10质量%的范围。在不显著损害光液晶取向层的特性的范围内,光液晶取向层形成用组合物也可包含聚乙烯醇、聚酰亚胺等高分子材料、光敏化剂。
作为将光液晶取向层形成用组合物涂布于基材上的方法、及从所涂布的光液晶取向层形成用组合物中去除溶剂的方法,可举出:与将起偏镜层形成用组合物涂布于基材上的方法及去除溶剂的方法相同的方法。
偏振光UV的照射可以为对从涂布于基板上的光液晶取向层形成用组合物中除去溶剂后的物质直接照射偏振光UV的形式,也可以为从基材侧照射偏振光UV,使偏振光UV透过而进行照射的形式。此外,该偏振光特别优选实质上为平行光。所照射的偏振光的波长最好是具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团能吸收光能的波长区域的波长。具体而言,特别优选波长250~400nm的范围内的UV(紫外线)。
作为该偏振光照射中所用的光源,可举出:氙灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、KrF、ArF等紫外光激光等,更优选高压汞灯、超高压汞灯及金属卤化物灯。其中,高压汞灯、超高压汞灯和金属卤化物灯由于波长313nm的紫外线的发光强度较大,故而优选。通过将源自上述光源的光通过适当的起偏镜进行照射,而能够照射偏振光UV。作为该起偏镜,可以使用偏振光过滤器、Gran-Thompson、Gran-Taylor等偏振光棱镜、线栅型的起偏镜。
需要说明的是,如果在进行摩擦或偏振光照射时进行掩蔽,则还可以形成液晶取向的方向不同的多个区域(图案)。
[3.2]相位差膜
如图4B所示,本发明的偏振片可以为具备相位差膜作为与所述光学膜不同的膜(对置膜)的偏振片(例如椭圆偏振片)。本发明的偏振片中,所述相位差膜优选满足下述延迟值(相位差值)。
式X:100≤Ro(550)≤180
[式中,Ro(550)表示波长550nm下的面内相位差值]
若相位差膜具有所述式X所表示的面内相位差值,则作为所谓的λ/4板而发挥功能。从光学性能的观点出发,所述式X优选为100nm≤Ro(550)≤180nm,进一步优选为120nm≤Ro(550)≤160nm。
本发明的偏振片中,所述相位差膜的慢轴与偏振片的吸收轴所成的角度优选实质上为45°。需要说明的是,在本发明中,“实质上为45°”是指45°±5°。
此外,所述相位差膜优选满足下述式Y。
式Y:Ro(450)/Ro(550)<1。
[式中,Ro(450)和Ro(550)分别表示波长450nm和550nm下的面内相位差值]
满足所述式Y的相位差膜具有所谓的逆波长分散性,显示优异的偏振光性能。Ro(450)/Ro(550)的值优选为0.93以下,更优选为0.88以下,进一步优选为0.86以下,优选为0.80以上,更优选为0.82以上。
所述相位差膜可以为通过拉伸聚合物而赋予相位差的拉伸膜,但从偏振片的薄型化的观点出发,优选由包含聚合性液晶化合物的聚合物的聚合性液晶组合物(以下,也称为“聚合性液晶组合物(B’)”)构成。
图5C是表示相位差膜由包含聚合性液晶化合物的聚合物的聚合性液晶组合物构成的偏振片的一个实例的截面图。
带相位差层的偏振片70是将包含光学膜1、粘合层2及脱模膜3的本发明的叠层膜、由起偏镜层21及液晶取向层22构成的单元、和由支撑体26、液晶取向层22及含聚合性液晶化合物的层25构成的相位差膜单元经由粘接层24贴合而成的构成。需要说明的是,也可以与起偏镜层21相邻地形成阻隔层27。
在所述相位差膜中,聚合性液晶化合物通常在取向的状态下聚合。形成相位差膜的聚合性液晶化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(B’)”)是指具有聚合性官能团、特别是光聚合性官能团的液晶化合物。光聚合性官能团是指:可通过由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等参与聚合反应的基团。
作为光聚合性官能团,可举出:乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、环氧乙烷基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。液晶性可以为热致性液晶也可以为溶致性液晶,作为相秩序结构,可以为向列型液晶也可以为近晶型液晶。作为聚合性液晶化合物,可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为聚合性液晶化合物(B’),从成膜的容易性和赋予所述式(Y)所示的相位差性的观点出发,优选为具有下述(A)~(D)的特征的化合物。
(A)是具有热致液晶性的化合物。
(B)在该聚合性液晶化合物的长轴方向(a)上具有π电子。
(C)在与长轴方向(a)交叉的方向[交叉方向(b)]上具有π电子。
(D)将存在于长轴方向(a)的π电子的合计设为N(πa),将存在于长轴方向的分子量的合计设为N(Aa),由下式(i)定义的聚合性液晶化合物的长轴方向(a)的π电子密度:
式(i):D(πa)=N(πa)/N(Aa),
将存在于交叉方向(b)上的π电子的合计设为N(πb)、将存在于交叉方向(b)上的分子量的合计设为N(Ab),由下式(ii)定义的聚合性液晶化合物的交叉方向(b)的π电子密度:
式(ii):D(πb)=N(πb)/N(Ab),
两者存在下述关系(即,交叉方向(b)的π电子密度大于长轴方向(a)的π电子密度):
0≤[D(πa)/D(πb)]≤1。
需要说明的是,满足所述(A)~(D)的聚合性液晶化合物(B’)例如可以通过涂布在利用摩擦处理形成的液晶取向层上并加热至相变温度以上而形成向列相。在该聚合性液晶化合物(B’)取向而形成的向列相中,通常以聚合性液晶化合物的长轴方向彼此平行的方式取向,该长轴方向成为向列相的取向方向。
具有所述特性的聚合性液晶化合物(B’)通常大多显示逆波长分散性。作为满足所述(A)~(D)的特性的化合物,具体而言,例如可举出:下述式(II)所示的化合物。
[化学式20]
式(II)
所述式(II)所示的化合物可以单独使用或组合使用2种以上。
式(II)中,Ar表示任选具有取代基的二价芳香族基团。此处所说的芳香族基团是指具有平面性的环状结构的基团,该环状结构所具有的π电子数按照休克尔定律为[4n+2]个。此处,n表示整数。在包含-N=、-S-等杂原子而形成环结构的情况下,也包含含有这些杂原子上的非共价键电子对而满足休克尔定律,具有芳香族性的情况。该二价芳香族基团中优选包含氮原子、氧原子、硫原子中的至少1种以上。
式(II)中,G1和G2彼此独立地表示二价的芳香族基团或二价的脂环式烃基。此处,该二价芳香族基团或二价脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的氟烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该二价芳香族基团或二价脂环式烃基的碳原子任选被氧原子、硫原子或氮原子取代。
式(II)中,L1、L2、B1和B2彼此独立地为单键或二价连接基团。
式(II)中,k、l彼此独立地表示0~3的整数,满足1≤k+l的关系。此处,在2≤k+l的情况下,B1和B2、G1和G2可以彼此相同,也可以彼此不同。
式(II)中,E1和E2彼此独立地表示碳原子数为1~17的亚烷基,其中,亚烷基中所含的氢原子可以被卤素原子取代,该亚烷基中所含的-CH2-可以被-O-、-S-、-Si-取代。P1及P2彼此独立地表示聚合性基团或氢原子,至少一者为聚合性基团。
式(II)中,G1和G2彼此独立地优选为任选取代有选自卤素原子和碳原子数为1~4的烷基中的至少1个取代基的1,4-亚苯基、任选取代有选自卤素原子和碳原子数为1~4的烷基中的至少1个取代基的1,4-亚环己基,更优选为取代有甲基的1,4-亚苯基、无取代的1,4-亚苯基或无取代的1,4-反式-亚环己基,特别优选为无取代的1,4-亚苯基或无取代的1,4-反式-亚环己基。此外,优选存在多个的G1及G2中的至少一者为二价的脂环式烃基,此外,更优选与L1或L2键合的G1及G2中的至少一者为二价的脂环式烃基。
式(II)中,L1和L2彼此独立地优选为单键、碳原子数为1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-或C≡C-。其中,Ra1~Ra8分别独立地表示单键或碳原子数为1~4的亚烷基,Rc及Rd表示碳原子数为1~4的烷基或氢原子。L1和L2彼此独立,更优选为单键、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-或OCORa6-1-。此处,Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1分别独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一者。L1及L2分别独立,进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-或OCO-。
在本发明的优选的一个实施方式中,使用了式(II)中的G1和G2中的至少一者为二价的脂环式烃基,该二价的脂环式烃基通过作为-COO-的L1和/或L2与任选具有取代基的二价的芳香族基团Ar进行了键合的聚合性液晶化合物。
式(II)中,B1和B2彼此独立地优选为单键、碳原子数为1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-或Ra15OC=OORa16-。其中,Ra9~Ra16彼此独立地表示单键或碳原子数为1~4的亚烷基。B1和B2彼此独立,更优选为单键、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-或OCORa14-1-。此处,Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1分别独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一者。B1和B2彼此独立,进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-或OCOCH2CH2-。
式(II)中,从表现逆波长分散性的观点出发,k及l优选为2≤k+l≤6的范围,优选为k+l=4,更优选为k=2且l=2。若k=2且l=2,则成为对称结构,因此更优选。
式(II)中,E1及E2分别独立地优选为碳原子数为1~17的亚烷基,更优选为碳原子数为4~12的亚烷基。
式(II)中,作为P1或P2所示的聚合性基团,例如可举出:环氧基、乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、环氧乙烷基及氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。
式(II)中,Ar优选具有选自任选具有取代基的芳香族烃环、任选具有取代基的芳香族杂环和吸电子基团中的至少1种。作为该芳香族烃环,例如可举出:苯环、萘环、蒽环等,优选苯环、萘环。作为该芳香族杂环,可举出:呋喃环、苯并呋喃环、吡咯环、吲哚环、噻吩环、苯并噻吩环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、三唑环、三嗪环、吡咯啉环、咪唑环、吡唑环、噻唑环、苯并噻唑环、噻吩并噻唑环、噁唑环、苯并噁唑环和菲咯啉环等。其中,优选具有噻唑环、苯并噻唑环或苯并呋喃环,进一步优选具有苯并噻唑基。此外,在Ar中包含氮原子的情况下,该氮原子优选具有π电子。
式(II)中,Ar表示的2价芳香族基团中所含的π电子的总数Nπ优选为8以上,更优选为10以上,进一步优选为14以上,特别优选为16以上。此外,优选为30以下,更优选为26以下,进一步优选为24以下。
作为Ar所示的芳香族基团,例如可举出:以下的式(Ar-1)~式(Ar-23)的基团。
[化学式21]
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,*标记表示连接部,Z0、Z1和Z2彼此独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数为1~12的烷基亚磺酰基、碳原子数为1~12的烷基磺酰基、羧基、碳原子数为1~12的氟烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为1~12的烷硫基、碳原子数为1~12的N-烷基氨基、碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数为1~12的N-烷基氨磺酰基或碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨磺酰基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Q1及Q2分别独立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或O-,R2’及R3’分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,J1及J2分别独立地表示碳原子或氮原子。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Y1、Y2及Y3分别独立地表示任选被取代的芳香族烃基或芳香族杂环基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,W1及W2分别独立地表示氢原子、氰基、甲基或卤素原子,m表示0~6的整数。
作为Y1、Y2及Y3中的芳香族烃基,可举出:苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等碳原子数为6~20的芳香族烃基,优选苯基、萘基,更优选苯基。作为芳香族杂环基,可举出:呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少1个氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的碳原子数为4~20的芳香族杂环基,优选呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1和Y2彼此独立地可以为任选被取代的多环类芳香族烃基或多环类芳香族杂环基。多环类芳香族烃基是指稠合多环类芳香族烃基或源自芳香环集合的基团。多环类芳香族杂环基是指稠合多环类芳香族杂环基或源自芳香环集合的基团。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Z0、Z1及Z2彼此独立地优选为氢原子、卤素原子、碳原子数为1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数为1~12的烷氧基,Z0进一步优选为氢原子、碳原子数为1~12的烷基、氰基,Z1及Z2进一步优选为氢原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,Q1和Q2优选为-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’优选为氢原子。其中,特别优选-S-、-O-、-NH-。
式(Ar-1)~(Ar-23)中,从分子的稳定性的观点出发,优选式(Ar-6)及式(Ar-7)。
式(Ar-17)~(Ar-23)中,Y1可以与其所键合的氮原子和Z0一起形成芳香族杂环基。作为芳香族杂环基,可举出作为Ar可以具有的芳香族杂环在上文中记载的基团,例如可举出:吡咯环、咪唑环、吡咯啉环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吲哚环、喹啉环、异喹啉环、嘌呤环、吡咯烷环等。该芳香族杂环基任选具有取代基。此外,Y1可以与其所键合的氮原子及Z0一起为上述的任选被取代的多环类芳香族烃基或多环类芳香族杂环基。例如可举出:苯并呋喃环、苯并噻唑环、苯并噁唑环等。需要说明的是,所述式(II)所示的化合物例如可以按照日本特开2010-31223号公报中记载的方法来制造。
相对于聚合性液晶组合物(B’)的固体成分100质量份,构成相位差膜的聚合性液晶组合物(B’)中的聚合性液晶化合物(B’)的含量例如为70~99.5质量份的范围内,优选为80~99质量份的范围内,更优选为90~98质量份的范围内。若含量为所述范围内,则存在相位差膜的取向性变高的倾向。此处,固体成分是指从聚合性液晶组合物(B’)中除去溶剂等挥发成分后的成分的合计量。
聚合性液晶组合物(B’)可以包含用于引发聚合性液晶化合物(B’)的聚合反应的聚合引发剂。作为聚合引发剂,可以从该领域中以往使用的聚合引发剂中适当选择使用,可以为热聚合引发剂,也可以为光聚合引发剂,从能够在更低温条件下引发聚合反应的方面考虑,优选光聚合引发剂。优选可举出与作为可在聚合性液晶组合物(A’)中使用的光聚合引发剂而在上文中例示的光聚合引发剂同样的光聚合引发剂。
此外,聚合性液晶组合物(B’)可以根据需要而包含光敏化剂、流平剂以及作为聚合性液晶组合物(A’)中所含的添加剂而例示的添加剂等。作为光敏化剂及流平剂,可举出与作为聚合性液晶组合物(A’)中可使用的光敏化剂及流平剂而在上文中例示的光敏化剂及流平剂相同的。
相位差膜例如可如下获得:将通过在包含聚合性液晶化合物(B’)及根据需要而定的聚合引发剂、添加剂等的聚合性液晶组合物(B’)中加入溶剂并进行混合及搅拌而制备的组合物(以下也称为“相位差膜形成用组合物”)涂布于基材或液晶取向层上,通过干燥去除溶剂,利用加热和/或活性能量射线使所获得的涂膜中的聚合性液晶化合物(B’)固化而获得。作为相位差膜的制备中所使用的基材和/或液晶取向层,可举出:与作为制备本发明的起偏镜层时可使用的基材和/或液晶取向层而在上文中例示的相同的。
相位差膜形成用组合物中使用的溶剂、相位差膜形成用组合物的涂布方法、利用活性能量射线的固化条件等均可举出与本发明的起偏镜层的制备方法中可采用的相同的。
相位差膜的厚度可以根据所应用的显示装置而适当选择,从薄型化及弯曲性等观点出发,优选为0.1~10μm的范围内,更优选为1~5μm的范围内,进一步优选为1~3μm的范围内。
[3.3]粘接层
就本发明的偏振片中的粘接层而言,是能够将起偏镜层与相位差膜、作为保护层的光学膜、或各种功能层进行粘接的透明材料即可,对材料没有特别限定。作为粘接剂的实例,可举出水性粘接剂、感光性粘接剂、压敏性粘接剂等。
作为水性粘接剂中使用的树脂,可举出:环氧树脂。环氧树脂例如可以为氢化环氧树脂、脂环式环氧树脂或脂肪族环氧树脂。也可以将聚合引发剂(光阳离子聚合引发剂、热阳离子聚合引发剂、光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂等)、或其他添加剂(敏化剂等)添加到环氧树脂中。
此外,作为其它树脂,例如可举出:丙烯酰胺、丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯及环氧丙烯酸酯等丙烯酸类树脂、聚乙烯醇类树脂等。
作为压敏性粘接剂中使用的树脂,例如可举出:丙烯酸类树脂、聚硅氧烷类树脂、聚酯、聚氨酯或聚醚等。
粘接层的厚度优选为0.01~5μm的范围内,更优选为0.05~3μm的范围内,进一步优选为0.1~1μm的范围内。在使用压敏粘接剂的情况下,粘接层的厚度优选在2~500μm的范围内,更优选在2~200μm的范围内,进一步优选在2~50μm的范围内。
<<4本发明的偏振片卷的制造方法>>
本发明的偏振片卷的制造方法是经过在至少包含光学膜、粘合层和脱模膜的叠层膜的所述光学膜面侧贴合起偏镜而制备偏振片的贴合工序、和卷取所述偏振片的卷取工序而制造偏振片卷的制造方法,其中,所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm。
本发明的偏振片卷的制造方法中,在卷取偏振片时,优选也卷取脱模膜。即,从生产性和耐久性的观点出发,优选在粘合层不露出的状态下进行卷取。
此外,在本发明的偏振片卷的制造方法中,从生产性和耐久性的观点出发,优选在叠层膜内的脱模膜在中途的工序中不发生剥离的情况下进行卷取。即,先剥离作为先与光学膜接触的一侧的保护膜的支撑体,先对其一侧进行加工、粘接加工。由于在粘接加工时使用水性及溶剂类的粘接剂,因此为了不使粘接后的耐久粘接性降低,优选先将与光学膜接触的一侧的支撑体剥离,之后将粘合层侧的脱模膜剥离而进行粘合加工,即在不将脱模膜剥离的情况下进行加工。
[4.1]偏振片卷的制造方法
图4A是表示本发明的偏振片卷的层结构的基本构成的截面图。此外,也可具有相位差膜、液晶取向层,也可包含这些以外的其他层(粘接层等)。
本发明的叠层膜可以使用上述的叠层膜,通过上述的制造方法卷取成卷状而制造。此外,上述的叠层膜在具有支撑体的状态下进行卷取,由此支撑体发挥作为保护膜的功能,可以防止对光学膜的损伤等的产生或抑制卷曲,使操作变得容易。
此外,本发明的起偏镜层没有特别限定。对于图5A所示那样的偏振片70,优选分别制备叠层膜和起偏镜层21并进行贴合,更优选进一步贴合起偏镜保护层28。此外,通过涂布来制造起偏镜层的情况也包含在基于贴合的制造中。对于图5B所示那样的偏振片70,起偏镜层21可以通过上述的起偏镜层形成工序来制造,优选隔着液晶取向层22涂布在光学膜1上来制造。在利用涂布的制造中,能够使起偏镜层薄膜化,因此能够维持对于反复折叠动作的耐久性,并且能够得到更薄的偏振片。此外,为了进一步提高耐久性,也可以在起偏镜层的上层形成保护层。就保护层而言,可以进一步涂布阻隔层27和/或贴合本发明的光学膜1。
在本发明的偏振片卷的制造方法中,在贴合起偏镜层的情况下,优选包含形成起偏镜层的工序、在起偏镜层上形成粘接层的工序、贴合于起偏镜层的工序、卷取所制备的偏振片的工序。此外,在叠层膜具有支撑体(膜)的情况下,优选包含剥离该支撑体的工序。
图6中示出偏振片卷的制造方法的一个实例。即,图6所示的实例是将叠层膜50、起偏镜层21及起偏镜保护层28经由粘接层24贴合的制造方法。在该制造方法中,偏振片卷经过以下工序来制造:形成起偏镜层21的工序、形成起偏镜保护层28的工序、从叠层膜50剥离支撑体4的工序、在起偏镜层上形成粘接层24的工序、将叠层膜50内的光学膜1、起偏镜层21及起偏镜保护层28贴合而制备偏振片70的工序、及卷取所述偏振片70的工序。
需要说明的是,在以往的通常的制造方法中,在中途具有剥离脱模膜的工序及贴合保护膜的工序,在本发明的所述制造方法中,其中,在中途的工序中不剥离脱模膜而进行卷取。即,其中,脱模膜在中途没有变化,为相同的脱模膜。由此,不会浪费材料效率,能够减少作业工序。
此外,通过在具有脱模膜的状态下进行卷取,防止粘合层粘附于制造装置、支撑体等。此外,容易适宜地成型为适当的形状。此外,在经由粘接层贴合起偏镜层的情况下,具有粘接功能的成分在粘接剂中所含的水分、溶剂挥发、直至干燥为止的期间,需要一定程度地渗透至进行粘接的两个面,在所贴合的膜过薄的情况下,水分、溶剂的挥发过快,有时在成分充分渗透之前完成干燥,在这样的情况下,有时粘接力降低。在本发明的叠层膜中,粘接层的水分或残留溶剂从光学膜进一步向粘合层扩散,由于粘合层与脱模膜接触,因此扩散受到限制。因此,能够充分确保对于确保粘接性重要的渗透时间,能够维持粘接层的粘接力。
此外,在本发明的偏振片卷的制造方法中,在涂布起偏镜层的情况下,优选包含从叠层膜剥离支撑体的工序、在光学膜上涂布液晶取向层及起偏镜层的工序、将所制备的偏振片卷取的工序。关于在光学膜上通过涂布而形成液晶取向层及起偏镜层的方法,如上所述。
[4.2]偏振片卷的制造装置
作为用于实施本发明的偏振片卷的制造方法的装置,只要是具有在至少包含光学膜、粘合层及脱模膜的叠层膜的所述光学膜面侧贴合起偏镜层而制备偏振片膜的机构、及卷取所述偏振片膜的机构的装置(参照图6)、或者具有在叠层膜的所述光学膜面侧通过涂布形成起偏镜层而制备偏振片膜的机构、及卷取所述偏振片膜的机构的装置即可。
[4.3]带玻璃板的偏振片卷的制造方法
本发明的偏振片卷优选制成与玻璃板贴合的带玻璃板的偏振片卷。通常,用于显示器的最表层的玻璃板和偏振片均为薄膜,因此分别需要保护膜。但是,本发明的叠层膜具有保护起偏镜层和玻璃板两者的功能,因此通过制备玻璃板与偏振片一体化而成的偏振片卷,能够减少保护膜,提供更薄并且对反复折叠动作具有耐久性的显示器。
玻璃板可以适当使用上述(<<2叠层体>>)的玻璃板。图7表示带玻璃板的偏振片卷的制造方法的一个实例。其为经过从本发明的偏振片70剥离脱模膜3的工序、将偏振片70内的粘合层2与玻璃板11贴合而制备带玻璃板的偏振片80的工序、以及卷取所述带玻璃板的偏振片80的工序的制造方法。可以通过贴合和涂布中的任一种来制备偏振片70,在通过涂布来制备的情况下,如图7所示,优选包含液晶取向层22和阻隔层27。需要说明的是,将这样的用于最表层的透明基板和偏振片制备成一体化的偏振片卷的方法,不仅在最表层为玻璃板的情况下,并且在使用透明聚酰亚胺的情况下,也能够缓和施加于最表面的应力,因此对于弯折时的褶皱的抑制、白化抑制是有效的。
<<5显示装置>>
本发明的显示装置具备本发明的叠层膜。本发明的显示装置例如可以通过隔着粘合层将本发明的偏振片贴合于显示装置内的基板而得到。从对折叠动作的耐久性的观点出发,基板的厚度优选为10~100μm的范围内。基板没有特别限定,优选为玻璃板、热塑性树脂。显示装置是指具有显示元件的装置,其包含发光元件或发光装置作为发光源。作为显示装置,可举出液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置、无机电致发光(EL)显示装置、触摸面板显示装置、电子发射显示装置(场发射显示装置(FED等)、表面传导电子发射显示装置(SED))、电子纸(使用了电子油墨、电泳元件的显示装置)、等离子体显示装置、投射型显示装置(光栅阀(GLV)显示装置、具有数字微镜器件(DMD)的显示装置等)及压电陶瓷显示器等。
液晶显示装置也包含透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置、反射型液晶显示装置、直视型液晶显示装置及投影型液晶显示装置等中的任意一种。这些显示装置可以为显示2维图像的显示装置,也可以为显示3维图像的立体显示装置。特别是,作为本发明的显示装置,优选有机EL显示装置和触摸面板显示装置,特别优选有机EL显示装置。
此外,折叠型显示器优选为如下结构:连续的1面显示器在携带时能够折成2折,由此使尺寸减半,提高便携性,更优选薄型及轻量化。因此,折叠型显示器的弯曲半径优选为5mm以下,更优选为3mm以下。若弯曲半径为5mm以下,则能够实现折叠状态下的薄型化。可以说弯曲半径越小越好,可以为0.1mm以上,也可以为0.5mm以上。即使为1mm以上,与不具有折叠构造的以往的显示器相比,实用性也充分良好。折叠时的弯曲半径是对将图8的示意图的显示器90折叠时的R的部位测定的半径,其是指将折叠时的折叠部分的曲线部位用圆弧近似的情况下的圆的半径。
根据该实施方式,本发明的显示装置即使反复进行折叠动作也不易引起破损、劣化,在室外那样的高温高湿下,即使反复进行折叠动作,显示器的视觉辨认性也优异。例如,搭载有该折叠型显示器的便携式终端设备提供良好的图像,富有功能性,便携性等便利性优异。
实施例
以下,举出实施例具体说明本发明,但本发明并不限于这些。此外,实施例中,使用“份”或“%”的表示,如无特别说明,表示“质量份”或“质量%”。
(实施例1)
<<叠层膜的制备>>
[光学膜的制备]
<光学膜1的制备>
(支撑体)
作为支撑体,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜):(东洋纺公司制TN 100,有包含非聚硅氧烷类剥离剂的脱模层,厚度38μm)
(光学膜1用溶液的制备)
将下述成分混合,得到光学膜1用溶液。
二氯甲烷(沸点41℃) 800质量份
丙烯酸类1:MMA/PMI/MADA共聚物(60/20/20质量比),Mw:150万,Tg:137℃(需要说明的是,下文中表示简称。MMA:甲基丙烯酸甲酯,PMI:苯基马来酰亚胺,MADA:丙烯酸金刚烷酯)20质量份
橡胶粒子R1 80质量份
分散剂(聚氧乙烯月桂醚磷酸钠:分子量332)添加在光学膜中成为0.006质量%的添加量
(光学膜1的制备)
在所述支撑体的剥离层上,通过背涂法使用模头涂布光学膜1用溶液后,通过下述干燥步骤进行光学膜的干燥,由此形成厚度5μm的光学膜,得到光学膜1。
(初期干燥)
第一步骤:40℃下1分钟
第二步骤:70℃下1分钟
第三步骤:100℃下1分钟
第四步骤:130℃下2分钟
(后干燥)
第五步骤:110℃下15分钟
<橡胶粒子R1的制备>
使用通过以下方法制备的核-壳型橡胶粒子。
在带搅拌机的8L聚合装置中投入以下的物质。
去离子水 180质量份
聚氧乙烯月桂醚磷酸 0.002质量份
硼酸 0.473质量份
碳酸钠 0.047质量份
氢氧化钠 0.008质量份
将聚合机内用氮气充分置换后,将内温设为80℃,作为2质量%水溶液而投入过硫酸钾0.021质量份。接着,将在由甲基丙烯酸甲酯84.6质量%、丙烯酸丁酯5.9质量%、苯乙烯7.9质量%、甲基丙烯酸烯丙酯0.5质量%、正辛基硫醇1.1质量%构成的单体混合物(c’)21质量份中加入聚氧乙烯月桂醚磷酸0.07质量份而得到的混合液用63分钟连续地添加到所述溶液中。此外,使聚合反应继续60分钟,由此得到最内硬质聚合物(c)。
然后,分别作为2质量%水溶液而添加0.021质量份氢氧化钠,作为2质量%水溶液而添加0.062质量份过硫酸钾。接着,用117分钟连续添加在由丙烯酸丁酯80.0质量%、苯乙烯18.5质量%、甲基丙烯酸烯丙酯1.5质量%构成的单体混合物(a’)39质量份中加入聚氧乙烯月桂醚磷酸0.25质量份而得到的混合液。添加结束后,以2质量%水溶液添加过硫酸钾0.012质量份,使聚合反应继续120分钟,得到软质层(由丙烯酸类橡胶状聚合物(a)构成的层)。软质层的玻璃化转变温度(Tg)为-30℃。软质层的玻璃化转变温度是根据组成比对构成丙烯酸类橡胶状聚合物(a)的各单体的均聚物的玻璃化转变温度进行平均而算出的。
然后,以2质量%水溶液而添加过硫酸钾0.04质量份,用78分钟连续添加由甲基丙烯酸甲酯97.5质量%、丙烯酸丁酯2.5质量%构成的单体混合物(b’)26.1质量份。进一步使聚合反应继续30分钟,得到聚合物(b)。
将得到的聚合物(b)投入3质量%硫酸钠温水溶液中,使其盐析、凝固。接着,反复进行脱水、清洗后,使其干燥,得到3层结构的丙烯酸类接枝共聚物粒子(橡胶粒子R1)。得到的橡胶粒子R1的平均粒径为200nm。
橡胶粒子的平均粒径通过以下的方法测定。
(平均粒径)
用Zeta电位·粒径测定系统(OTSUKA ELECTRONICS株式会社制ELSZ-2000ZS)测定得到的分散液中的橡胶粒子的分散粒径。
<光学膜2~7的制备>
在光学膜1的制备中,使厚度如表II所示地变化,除此以外,同样地制备光学膜2~7。
<光学膜8~11的制备>
在光学膜1的制备中,使丙烯酸1与橡胶粒子R1的含有比例分别变化为60:40、80:20、15:85及10:90,除此以外,同样地制备光学膜8~11。
<光学膜12的制备>
(支撑体)
作为支撑体,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜):(东洋纺公司制TN 100,有包含非聚硅氧烷类剥离剂的剥离层,厚度38μm)。
(光学膜12用溶液的制备)
将下述成分混合,得到光学膜12用溶液。
二氯甲烷(沸点41℃):860质量份
甲醇(沸点65℃):40质量
COP1(G7810:JSR(株式会社)制ARTON(注册商标)G7810,Mw:14万、具有羧酸基的环烯烃类树脂)100质量份
抗氧化剂(Irganox(注册商标)1076:BASF公司制:分子量531)添加在光学膜中成为0.002质量%的添加量
(光学膜12的制备)
在所述支撑体的剥离层上,通过背涂法使用模头涂布光学膜12用溶液后,通过下述干燥步骤进行光学膜的干燥,由此形成厚度5μm的光学膜,得到光学膜12。
第一步骤:40℃下1分钟
第二步骤:70℃下1分钟
第三步骤:100℃下1分钟
第四步骤:130℃下2分钟
<光学膜13~16的制备>
在光学膜12的制备中,如表II所示改变厚度,除此以外,同样地制备光学膜13~16。
<光学膜17的制备>
(支撑体)
作为支撑体,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜):(东洋纺公司制TN 100,有包含非聚硅氧烷类剥离剂的剥离层,厚度38μm)。
(光学膜17用溶液的制备)
二氯甲烷(沸点41℃):860质量份
甲醇(沸点65℃):40质量
TAC:乙酰基取代度为2.9的乙酰纤维素100质量份
抗氧化剂(Irganox1076:BASF公司制:分子量531)添加在光学膜中成为0.002质量%的添加量
(光学膜17的制备)
在所述支撑体的剥离层上,通过背涂法使用模头涂布光学膜17用溶液后,通过下述干燥步骤进行光学膜的干燥,由此形成厚度5μm的光学膜,得到光学膜17。
第一步骤:40℃下1分钟
第二步骤:70℃下1分钟
第三步骤:100℃下1分钟
第四步骤:130℃下2分钟
<光学膜18的制备>
(支撑体)
作为支撑体,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜):(东洋纺公司制TN 100,有包含非聚硅氧烷类剥离剂的剥离层,厚度38μm)。
(聚酰亚胺1的制备)
在具备干燥氮气导入管、冷却器、充满甲苯的Dean-Stark冷凝器、搅拌机的4颈烧瓶中,加入下述式所示的MeO-DABA 5.146g(20mmol),加入γ-丁内酯(GBL)20mL及甲苯10mL,在氮气流下,在室温下进行搅拌。
[化学式22]
向其中加入1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐(H-PMDA)粉末4.483g(20mmol),在80℃下加热搅拌6小时。然后,将外部温度加热至190℃,将伴随酰亚胺化而产生的水与甲苯一起共沸蒸馏除去。持续6小时加热、回流、搅拌,结果未确认到水的产生。接着一边蒸馏除去甲苯一边加热7小时,然后蒸馏除去甲苯后投入甲醇进行再沉淀,得到聚酰亚胺粉体6.4g(收率72%)。
(光学膜18用溶液的制备)
二氯甲烷(沸点41℃):900质量份
聚酰亚胺1(所述聚酰亚胺粉体):100质量份
(光学膜18的制备)
在所述支撑体的剥离层上,通过背涂法使用模头涂布光学膜18用溶液后,通过下述干燥步骤进行光学膜的干燥,由此形成厚度5μm的光学膜,得到光学膜18。
(初期干燥)
第一步骤:40℃下1分钟
第二步骤:70℃下1分钟
第三步骤:100℃下1分钟
第四步骤:130℃下2分钟
(后干燥)
第五步骤:110℃下15分钟
<光学膜19的制备>
(支撑体)
作为支撑体,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜):(东洋纺公司制TN 100,有包含非聚硅氧烷类剥离剂的剥离层,厚度38μm)。
(光学膜19用溶液的制备)
二氯甲烷(沸点41℃):860质量份
甲醇(沸点65℃):40质量
聚芳酯(U-100:UNITIKA公司制):100质量份
抗氧化剂(Irganox1076:BASF公司制:分子量531)添加在光学膜中成为0.002质量%的添加量
(光学膜19的制备)
在所述支撑体的剥离层上,通过背涂法使用模头涂布光学膜19用溶液后,通过下述干燥步骤进行光学膜的干燥,由此形成厚度5μm的光学膜,得到光学膜19。
第一步骤:40℃下1分钟
第二步骤:70℃下1分钟
第三步骤:100℃下1分钟
第四步骤:130℃下2分钟
[粘合层的形成]
<粘合膜1~11的制备>
(丙烯酸类共聚物A~E的合成)
在具备搅拌机、温度计、回流冷却器及氮气导入管的反应装置中封入氮气后,使用乙酸乙酯160质量份及丙酮10质量份作为反应溶剂,在以下述表I所示的质量比混合丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸辛酯(OA)、丙烯酸月桂酯(LA)、丙烯酸、A-LEN-10(丙烯酸、乙氧基化-邻苯基苯酚丙烯酸酯、新中村化学公司制)、丙烯酸苯氧基乙酯(PHEA)而成的单体组成中添加0.1质量份的作为聚合引发剂的偶氮二异丁腈(ABN-R)。然后,对其一边搅拌,一边在氮气气流中于61℃下反应7小时,得到丙烯酸类共聚物A~E。
(丙烯酸类共聚物溶液A~E的制备)
反应结束后,加入作为抗氧化剂的Irganox(注册商标)B-215(商品名,BA SF公司制)0.1质量份、作为稀释溶剂的乙酸乙酯进行稀释,制备固体成分18.2%的丙烯酸类共聚物溶液A~E。合成得到的共聚物的重均分子量均为约150万。
[表1]
表I
注:表I中的数值以质量比表示材料化合物的添加量。
(粘合膜形成用涂布液A~E的制备)
在所述丙烯酸类共聚物溶液A~E各100质量份中配合作为异氰酸酯类固化剂的CORONATEL(商品名,东曹株式会社制)0.3质量份和作为硅烷偶联剂的环氧基末端偶联剂(KBM-403,信越化学工业株式会社制)0.2质量份,得到粘合膜形成用涂布液A~E。
(粘合膜1的制备)
在作为脱模膜的经剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)上,除泡后使用刮刀涂布粘合膜形成用涂布液D,然后在90℃下干燥3分钟,形成厚度15μm的粘合膜,得到粘合膜1。
(粘合膜2~7的制备)
在粘合膜1的制备中,使厚度如表II所示地变化,除此以外,同样地制备粘合膜2~7。
(粘合膜8~11的制备)
在粘合膜1的制备中,使粘合膜形成用涂布液的材料如表II所示地变化,除此以外,同样地制备粘合膜8~11。
[叠层膜的制备]
<叠层膜101的制备>
在所述粘合膜1中,在与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜接触的面的相反侧的面上贴合所述光学膜1,在23℃、50%RH环境下静置7天使其熟化,得到叠层膜101。
<叠层膜102~129的制备>
在叠层膜101的制备中,如表II那样组合光学膜和粘合膜,制备叠层膜102~129。
<<评价>>
光学膜的评价
<式1所示的厚度:平坦性>
测定所制备的光学膜是否满足本发明的下述式1所表示的厚度范围。
式1:5<|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100<20(%)
此处,平均膜厚值(A)是从膜随机提取的10处的膜厚值的平均值。膜厚使用F20-UV(Filmetrics公司制)作为膜厚测定系统进行测定。对式1内的|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100(%)所表示的值进行评价。
◎:为8%以上并且小于17%
○:超过5%且小于8%、或为17%以上并且小于20%
×:为5%以下或20%以上
<光学膜的水蒸气透过率>
将制备的光学膜从支撑体剥离,基于JIS Z-0208:1976中记载的“透湿度试验方法氯化钙-杯法”,在40℃、90%RH的条件下放置24小时进行测定。
[粘合层的评价]
<粘合力>
将制备的叠层膜裁切成70mm×25mm的大小,剥离脱模膜,以粘合层与厚度2mm的玻璃板接触的方式,使用2kg的辊进行粘接,在23℃、50%RH的条件下放置2小时。然后,将叠层膜沿相对于玻璃板面为90°的方向以300mm/min的速度拉伸,测定粘合力。
<粘合层的水蒸气透过率>
与“粘合层的制造方法”中记载的方法同样地操作,在脱模膜上形成粘合层,在其上贴合无纺布。接着,剥离脱模膜,贴合无纺布,在粘合层的两面贴合无纺布。使用该片,基于JIS Z-0208:1976中记载的“透湿度试验方法氯化钙-杯法”,在40℃、90%RH的条件下放置24小时进行测定。
将光学膜及粘合层的构成及评价示于下述表II。
[表2]
注:式1是由式1内的|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100(%)表示的值。
对于得到的叠层膜,作为与玻璃板贴合的叠层体,进行以下的评价。
<<评价>>
<耐冲击性>
(叠层体样品的制备)
将宽度100mm、长度120mm、厚度30μm的玻璃板(日本电气硝子公司制G-Leaf,OA-10G)的单面表面用甲乙酮清洗后,进行电晕处理,接着涂布环氧基末端偶联剂(KBM-403,信越化学工业公司制),在110℃下热处理5分钟。在进行了偶联处理的玻璃板的表面,在所述制备的叠层膜101~129中剥离脱模膜,以粘合层与玻璃板接触的方式进行粘接,制备叠层体样品201~229,进行以下的评价。将评价结果汇总示于下述表III。
在设置于工作台上的高度10mm的2个台上配置所述叠层体样品。此时,将光学膜侧设为朝上(与上述台为相反侧的朝向,不接触),将该叠层体样品的从长边方向的两端部到10mm部分分别载置在所述台上。即,以中央部(100mm×100mm)的区域成为浮起的状态的方式进行配置。使铁球(重量:500g、直径:50mm)从该区域的上方20cm的位置落下,目视确认之后的叠层体的状态,将至○为止设为合格。
◎:实施10次而玻璃板1次也未飞散的情况
○:实施10次,玻璃板的飞散为2次以下的情况
×:实施10次,玻璃板的飞散为3次以上的情况
<耐久性(耐湿热性)>
(叠层体样品的制备)
从裁切为宽度150mm、长度250mm的所述叠层膜剥离脱模膜,使用层压辊,以使得粘合层与玻璃板接触的方式贴合于厚度0.05mm的玻璃板的单面,制备叠层体样品。在调节为50℃/5个大气压的高压釜中保持20分钟,接着,在温度60℃/湿度90%RH的条件下(耐湿热性)放置500小时。
对于叠层体样品,按照以下的标准观察发泡、浮起、剥离的发生并进行评价,将至○为止设为合格。
◎:未观察到发泡、浮起、剥离等外观不良
○:稍微观察到发泡、浮起、剥离等外观不良
×:明显观察到发泡、浮起、剥离等外观不良
(实施例2)
<<偏振片的制备(液晶起偏镜层)>>
<起偏镜层形成用组合物的制备>
将下述成分混合,在80℃下搅拌1小时,由此得到起偏镜层形成用组合物。二色性色素使用日本特开2013-101328号公报的实施例中记载的偶氮色素。
[聚合性液晶化合物]
[化学式23]
(A’-6) 90质量份
[化学式24]
(A’-7) 10质量份
[二色性色素]
偶氮色素;
[化学式25]
(二色性色素A) 2.5质量份
[化学式26]
(二色性色素B) 2.5质量份
[化学式27]
(二色性色素C) 2.5质量份
[聚合引发剂]
2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Irgacure369;CHIBA SPECIALTY CHEMICALS(株式会社)制) 6质量份
[流平剂]
聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N;BYK-Chemie公司制) 1.2质量份
[溶剂]
邻二甲苯 400质量份
<在叠层膜上形成光液晶取向层>
(光液晶取向层形成用组合物的制备)
将日本特开2013-033249号公报中记载的下述成分混合,并将所获得的混合物在80℃下搅拌1小时,由此获得光液晶取向层形成用组合物。
[光取向性聚合物]
[化学式28]
2质量份
[溶剂]
邻二甲苯 98质量份
<带有光液晶取向层的光学膜的制备>
使用所述制备的叠层膜101~129,对剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(相当于支撑体4)而露出的所述光学膜层表面实施电晕处理后,涂布所述光液晶取向层形成用组合物,在120℃下干燥而获得干燥被膜。在该干燥被膜上照射偏振光UV而形成光液晶取向层,获得带有光液晶取向层的膜。偏振光UV处理使用UV照射装置(USHIO电机株式会社制SPOT CURESP-7),在波长365nm下测定的强度为100mJ的条件下进行。
<起偏镜层的制备>
利用棒涂法(#9 30mm/s)将所述起偏镜层形成用组合物涂布于以上述方式获得的带有光液晶取向层的叠层膜上,在120℃的干燥烘箱中加热干燥1分钟,由此使聚合性液晶化合物相变为液相后,冷却至室温而使该聚合性液晶化合物相变为近晶型液晶状态。
接着,使用UV照射装置(USHIO电机株式会社制SPOT CURE SP-7),对由偏振膜形成用组合物形成的层照射曝光量1000mJ/cm2(365nm标准)的紫外线,由此使该干燥被膜中所含的聚合性液晶化合物在保持所述聚合性液晶化合物的近晶型液晶状态的状态下进行聚合,由该干燥被膜形成起偏镜层。利用激光显微镜(奥林巴斯株式会社制OLS3000)测定此时的起偏镜层的厚度,结果为2.3μm。
对于得到的偏振片,使用X射线衍射装置X’Pert PRO MPD(SPECTRIS株式会社制)从偏振片的吸收轴方向照射X射线进行X射线衍射测定,结果在2θ=20.2°附近得到峰半值宽度(FWHM)=约0.17°的尖锐的衍射峰(布拉格峰)。由峰位置求出的有序周期(d)为约4.4埃,确认了形成反映了高阶近晶型相的结构。
<阻隔层的形成>
(阻隔层(1)形成用固化性组合物的制备)
将下述成分混合,制备阻隔层(1)形成用固化性组合物。需要说明的是,“S umirezResin650”的质量份表示固体成分的质量。
纯水100质量份
聚乙烯醇膜(KURARAY株式会社制,“KURARAY POVAL KL318”(商品名):羧基改性聚乙烯醇)3质量份
水溶性聚酰胺环氧树脂(Sumika Chemtex(株式会社)制,“Sumirez(注册商标)Resin650”(商品名),固体成分浓度30%的使用液)1.5质量份
对所述制备的偏振片的起偏镜层表面实施电晕处理后,使用棒涂机,以固化后的厚度成为约0.5μm的方式涂布阻隔层(1)形成用固化性组合物。接着,在100℃下干燥1.5分钟。
(阻隔层(2)形成用固化性组合物的制备)
将下述成分混合,制备阻隔层(2)形成用固化性组合物。
脂环式环氧化合物CELLOXIDE(注册商标)2021P(DAICEL化学(株式会社)制)32.5质量份
EHPE3150(DAICEL化学(株式会社)制) 17.5质量份
氧杂环丁烷化合物OXT221(东亚合成(株式会社)制) 50质量份
聚合引发剂CPI-100P(SAN-APRO(株式会社)制) 2.5质量份
流平剂SH710(DOW CORNING TORAY(株式会社)制) 0.25质量份
接着,对所述阻隔层(1)表面实施电晕处理后,使用棒涂机以固化后的厚度成为约1.5μm的方式涂布阻隔层(2)形成用固化性组合物。接着,使用UV照射装置(SPOT CURE P-7;USHIO电机株式会社制),将曝光量500mJ/cm2(365nm标准)的紫外线照射于由阻隔层(2)形成用的固化组合物形成的层,由此使其固化而形成阻隔层,得到偏振片301~329。
<<偏振片的制备(碘-PVA起偏镜层)>>
<起偏镜层的制备>
用35℃的水使厚度25μm的聚乙烯醇类膜溶胀。将得到的膜在由碘0.075g、碘化钾5g和水100g构成的水溶液中浸渍60秒,进一步浸渍在由碘化钾3g、硼酸7.5g和水100g构成的45℃的水溶液中。将得到的膜在拉伸温度55℃、拉伸倍率5倍的条件下进行单轴拉伸。将该单轴拉伸膜水洗后,使其干燥,形成厚度12μm的起偏镜层。
<紫外线固化性粘接剂组合物的制备>
将下述成分混合后,进行脱泡,制备紫外线固化性粘接剂组合物。
3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷羧酸酯 45质量份
EPOLEAD(注册商标)GT-301(DAICEL公司制造的脂环式环氧树脂) 40质量份
1,4-丁二醇二缩水甘油醚 15质量份
三芳基锍六氟磷酸盐(固体成分) 2.3质量份
9,10-二丁氧基蒽 0.1质量份
1,4-二乙氧基萘 2.0质量份
需要说明的是,三芳基锍六氟磷酸盐以50%碳酸亚丙酯溶液的形式配合。
<偏振片的制备>
使用所述制备的叠层膜104,对剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(相当于支撑体4)而露出的该光学膜层表面,以电晕输出强度2.0kW、线速度18m/分钟分别实施电晕放电处理。同样地,准备三乙酰纤维素(厚度25μm)作为起偏镜保护层,在与上述同样的条件下对其表面实施电晕处理。
然后,分别在所述制备的起偏镜层的一个面上隔着厚度1.5μm的紫外线固化性粘接剂层贴合叠层膜104,在另一个面上隔着厚度1.5μm的紫外线固化性粘接剂层贴合起偏镜保护层,制备偏振片。以起偏镜层的吸收轴与起偏镜保护层的慢轴正交的方式进行贴合。
需要说明的是,紫外线固化性粘接剂层使用所述紫外线固化性粘接剂组合物而形成。
接着,使用带有传送带的紫外线照射装置(灯使用FUSION UV SYSTEM S公司制的D灯泡),以累积光量为750mJ/cm2的方式对所得到的偏振片照射紫外线,使紫外线固化性粘接剂层固化而得到偏振片330。
对得到的偏振片301~330进行以下的评价。
<<评价>>
(带玻璃板的偏振片样品的制备)
将宽度100mm、长度120mm、厚度30μm的玻璃板(日本电气硝子公司制Dynorex UTG)的单面表面用甲乙酮清洗后,进行电晕处理,接着涂布环氧基末端偶联剂(KBM-403,信越化学工业公司制),在110℃下热处理5分钟。在进行了偶联处理的玻璃板的表面,在所述制备的偏振片301~330中剥离脱模膜并以粘合层与玻璃板接触的方式进行粘接,制备带玻璃板的偏振片样品401~430,进行以下的评价,结果得到与玻璃板贴合的叠层体同样的结果。
<耐折性试验后的光学不均>
使用180°耐折性试验机(井元制作所制)进行耐折性试验。本装置是在恒温槽内夹着心轴而单侧的夹头反复进行180°弯曲的机构,其能够根据心轴的直径来改变折弯半径。成为膜断裂时停止试验的机构。试验中,将所述叠层体样品以玻璃板为凹侧(内侧)/光学膜为凸侧(外侧)的状态设置于装置,在温度25℃下放置24小时后,在弯曲角度180°、弯曲半径3mm、弯曲速度1秒/次、配重100g的条件下实施评价。弯折的次数达到20万次后,对包含弯折部分的耐折性试验后的叠层体样品进行下述的测试。
将所述耐折性试验后的叠层体样品夹在成为正交尼科耳状态的2片试验用偏振片之间,在透射光下使正交尼科耳错开直至光通过的状态,目视观察透射光的浓淡,将至○为止设为合格。将评价结果示于下述表III。
◎:未观察到透射光的浓淡
○:稍微观察到透射光的浓淡
×:观察到透射光的浓淡
[表3]
表III
由表III的评价结果可知,本发明的叠层膜与玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性优异,此外,本发明的偏振片与玻璃板贴合时,对于反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异。
如下制备包含所述制备的偏振片的液晶显示装置。即,准备作为横向电解模式型液晶显示装置的日立制液晶电视Wooo W32-L7000。其中包含的液晶单元具有两片基板和配置于其间的液晶层,其是仅在两片基板中的一者上配置有像素电极和对置电极的IPS方式的液晶单元。此外,液晶单元以配置有像素电极和对置电极的基板成为背光源侧的方式配置。
然后,将日立制液晶电视Wooo W32-L7000的预先贴合的背光侧的偏振片剥离,将所述制备的偏振片的粘合层贴合至液晶单元的玻璃面。以所述制备的偏振片的吸收轴与预先贴合的偏振片的吸收轴为同一方向的方式进行所述制备的偏振片301~330的粘合层与液晶单元的贴合。所得到的液晶显示装置的“Egg不均”(圆形状的不均)的评价,即将所得到的液晶显示装置在50℃、80%RH的腔室内放置72小时。然后,从腔室取出液晶显示装置,在常温下使液晶显示装置进行黑色显示的状态下,目视观察显示画面的4个顶点附近的亮度与显示画面中央附近的亮度之差(图像不均),具备比较例的偏振片的显示装置在4个顶点中的2处以上观察到图像不均,另一方面,具备本申请发明的偏振片的显示装置完全没有图像不均、或以非常细致地观察时稍微观察到图像不均的程度而得到良好的结果。
工业实用性
本发明的叠层膜与具有挠性的薄玻璃板贴合时的耐冲击性和高温高湿下的粘接耐久性、以及对反复折叠动作的耐久性和不产生光学不均的特性优异,通过应用于可折叠的柔性显示器,能够提供高性能且高耐久性的柔性显示器。
符号说明
1光学膜
2粘合层
3脱模膜
4支撑体
11玻璃板
21起偏镜层
22液晶取向层
23相位差膜
24粘接层
25含聚合性液晶化合物的层
26支撑体
27阻隔层
28起偏镜保护层
50叠层膜
60叠层体
70偏振片
80带玻璃板的偏振片
90显示器
R弯曲半径
B110支撑体
B200制造装置
B210供给部
B220涂布部
B230干燥部
B240冷却部
B250卷取部

Claims (14)

1.一种叠层膜,其至少包含光学膜、粘合层及脱模膜,其中,
所述光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且
所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm。
2.根据权利要求1所述的叠层膜,其中,
所述光学膜的膜厚满足下述式1,
式1:5<|宽度方向的随机选择的3处的厚度的平均值(B)-平均膜厚值(A)|/平均膜厚值(A)×100<20。
3.根据权利要求1或2所述的叠层膜,其中,
所述光学膜的水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下为500~3000g/m2·天的范围内。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的叠层膜,其中,
相对于光学膜,所述光学膜中的橡胶粒子的含量为40~85质量%的范围内。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的叠层膜,其中,
剥离所述脱模膜并经由所述粘合层而贴合基板时,对所述基板的粘合力为3.0N/25mm以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的叠层膜,其中,
所述粘合层为用于玻璃的粘合层。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的叠层膜,其中,
所述粘合层的水蒸气透过率在温度40℃、湿度90%RH下为800~5000g/m2·天的范围内。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的叠层膜,其中,
所述粘合层的水蒸气透过率高于所述光学膜的水蒸气透过率。
9.一种叠层体,其中,
权利要求1~8中任一项所述的叠层膜与玻璃板经由所述粘合层而实现了贴合。
10.一种偏振片,其具备:
权利要求1~9中任一项所述的叠层膜或叠层体。
11.一种偏振片卷的制造方法,其经过在至少包含光学膜、粘合层及脱模膜的叠层膜的所述光学膜面侧贴合起偏镜而制备偏振片的贴合工序、及卷取所述偏振片的卷取工序而制造偏振片卷,其中,
所述粘合层的膜厚为1μm以上且小于10μm,并且光学膜的膜厚为1μm以上且小于10μm。
12.根据权利要求11所述的偏振片卷的制造方法,其中,
在中途的工序中不剥离所述脱模膜而进行卷取。
13.根据权利要求11或12所述的偏振片卷的制造方法,其中,
所述偏振片卷至少包含所述脱模膜、所述粘合层、所述光学膜和所述起偏镜。
14.一种显示装置,其基板的厚度在10~100μm的范围内,并且具备权利要求10所述的偏振片。
CN202280009328.2A 2021-01-08 2022-01-06 叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置 Pending CN116761717A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021001972 2021-01-08
JP2021-001972 2021-01-08
PCT/JP2022/000152 WO2022149585A1 (ja) 2021-01-08 2022-01-06 積層フィルム、積層体、偏光板、偏光板ロールの製造方法及び表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116761717A true CN116761717A (zh) 2023-09-15

Family

ID=82357740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280009328.2A Pending CN116761717A (zh) 2021-01-08 2022-01-06 叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPWO2022149585A1 (zh)
KR (1) KR20230107357A (zh)
CN (1) CN116761717A (zh)
TW (1) TWI821855B (zh)
WO (1) WO2022149585A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004325890A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Nitto Denko Corp 光学機能層、その評価方法、光学素子および画像表示装置
JP6550576B2 (ja) 2013-09-12 2019-07-31 小池 康博 光学積層体、これを適用した画像表示装置およびタッチパネル
JP6944759B2 (ja) * 2015-10-13 2021-10-06 日東電工株式会社 粘着剤層付き偏光板
JP7229655B2 (ja) * 2017-05-24 2023-02-28 住友化学株式会社 粘着剤組成物
JP7365772B2 (ja) * 2019-02-07 2023-10-20 日東電工株式会社 粘着シート、光学積層体、および画像表示装置
WO2020196282A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 住友化学株式会社 粘着剤組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230107357A (ko) 2023-07-14
JPWO2022149585A1 (zh) 2022-07-14
TW202243890A (zh) 2022-11-16
TWI821855B (zh) 2023-11-11
WO2022149585A1 (ja) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102119328B1 (ko) 광배향막용 조성물, 광배향막, 광학 적층체 및 화상 표시 장치
CN116736426A (zh) 偏振板和具备该偏振板的显示装置、以及其制造方法
KR20190006183A (ko) 적층체와 이를 갖는 화상 표시 장치의 전면판, 화상 표시 장치, 화상 표시 기능을 갖는 미러, 저항막식 터치 패널 및 정전 용량식 터치 패널
CN110869827A (zh) 椭圆偏光板
WO2020045216A1 (ja) 積層体および画像表示装置
CN105988155B (zh) 偏振片保护膜、偏振片、液晶显示装置及偏振片保护膜的制造方法
WO2020054285A1 (ja) 前面板付き偏光板
CN105824072A (zh) 含有保护层的偏振片及含有该偏振片的显示装置
TW201940324A (zh) 電致發光顯示裝置
JP2023174691A (ja) 積層体および画像表示装置
KR20210055672A (ko) 전면판을 가지는 편광판
KR102651665B1 (ko) 광학 이방성 필름
KR20210038423A (ko) 적층체
JP7214005B2 (ja) 光学積層体及び画像表示装置
KR20210038422A (ko) 적층체
JP2023133318A (ja) カバー部材、カバー部材用の基材フィルム、及びそれらを具備した表示装置
CN116761717A (zh) 叠层膜、叠层体、偏振片、偏振片卷的制造方法及显示装置
WO2022019121A1 (ja) 偏光板、偏光板の製造方法及び表示装置
CN111868581B (zh) 光学膜、偏振片、图像显示装置
JP7481425B2 (ja) 光学積層体および表示装置
TWI835966B (zh) 偏光板及偏光板捲材
CN110799865B (zh) 光学膜
TW202043045A (zh) 偏光件保護用積層體及使用該積層體之偏光板
TW202032174A (zh) 偏光板及偏光板捲材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination