CN116945728A - 层叠体及使用其的图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供层叠体及图像显示装置。层叠体具有包含偏光件的偏光板、功能层、树脂层及粘接剂层,树脂层与粘接剂层邻接配置,树脂层包含玻璃化转变温度为85℃以上且重均分子量Mw为50000以上小于500000的树脂和异氰酸酯化合物,异氰酸酯化合物包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯及它们的衍生物中的至少1者,树脂层中的树脂的含量为50重量%以上90重量%以下,树脂层中的异氰酸酯化合物的含量为10重量%以上50重量%以下,粘接剂层由粘接剂组合物的固化物层构成,通过粘接剂组合物中包含的单体成分的摩尔分数的加权平均而算出的辛醇/水分配系数logPow为1.5以上且4.0以下。
Description
技术领域
本发明涉及层叠体及使用其的图像显示装置。
背景技术
近年,由液晶显示装置及电致发光(EL)显示装置(例如,有机EL显示装置、无机EL显示装置)所代表的图像显示装置正在迅速普及。搭载于图像显示装置的图像显示面板中通常使用偏光板。代表性的是,正在广泛使用将偏光板与相位差层等功能层一体化而成的层叠体(例如,专利文献1)。最近,对图像显示装置的薄型化的要求变得更强,也强烈要求上述层叠体的薄型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第3325560号公报
发明内容
发明要解决的问题
随着上述层叠体的薄型化,有时无法充分确保构成层叠体的构件间的粘接性。
本发明是鉴于上述情况而作出的,其主要目的在于,提供薄、且构件间的粘接性优异的层叠体。
用于解决问题的方案
1.本发明的实施方式的层叠体具有:包含偏光件的偏光板、功能层、和配置在前述偏光板与前述功能层之间的树脂层及粘接剂层,前述树脂层与前述粘接剂层邻接而配置,前述树脂层包含:玻璃化转变温度为85℃以上且重均分子量Mw为50000以上且小于500000的树脂、和异氰酸酯化合物,前述异氰酸酯化合物包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、及它们的衍生物中的至少1者,前述树脂层中的前述树脂的含量为50重量%以上且90重量%以下,前述树脂层中的前述异氰酸酯化合物的含量为10重量%以上且50重量%以下,前述粘接剂层由粘接剂组合物的固化物层构成,通过前述粘接剂组合物中包含的单体成分的摩尔分数的加权平均而算出的辛醇/水分配系数logPow为1.5以上且4.0以下。
2.上述1所述的层叠体中,相对于上述粘接剂组合物中包含的单体成分100重量份,辛醇/水分配系数logPow为0.0以下的单体成分的含量可以为30重量份以下。
3.上述1或2所述的层叠体中,上述树脂层还可以包含六亚甲基二异氰酸酯或其衍生物中的至少一者作为上述异氰酸酯化合物。
4.上述1~3中任一项所述的层叠体中,上述粘接剂层的厚度可以为3μm以下。
5.上述1~4中任一项所述的层叠体中,上述树脂层的厚度可以为1μm以下。
6.上述1~5中任一项所述的层叠体中,上述树脂层可以与上述偏光件邻接而配置。
7.上述1~6中任一项所述的层叠体中,上述功能层可以为相位差层。
8.本发明的实施方式的图像显示装置具备上述1~7中任一项所述的层叠体。
9.本发明的实施方式的层叠体的制造方法包括:在包含偏光件的偏光板或功能层涂布包含树脂及异氰酸酯化合物的有机溶剂溶液而形成树脂层;及、借助粘接剂组合物,使前述功能层或前述偏光板贴合于前述树脂层,前述树脂的玻璃化转变温度为85℃以上且重均分子量Mw为50000以上且小于500000,前述异氰酸酯化合物包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、及它们的衍生物中的至少1者,前述树脂层中的前述树脂的含量为50重量%以上且90重量%以下,前述树脂层中的前述异氰酸酯化合物的含量为10重量%以上且50重量%以下,通过前述粘接剂组合物中包含的单体成分的摩尔分数的加权平均而算出的辛醇/水分配系数logPow为1.5以上且4.0以下。
发明的效果
根据本发明的实施方式,能够得到薄且构件间的粘接性优异的层叠体。
附图说明
图1为示出本发明的1个实施方式的层叠体的概略构成的截面示意图。
图2为示出本发明的1个实施方式的图像显示面板的概略构成的截面示意图。
图3为实施例1的截面SEM观察照片。
图4为比较例1的截面SEM观察照片。
附图标记说明
10 偏光板
11 偏光件
12 保护层
20 树脂层
30 粘接剂层
40 功能层
100 层叠体
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明,但本发明不限定于这些实施方式。另外,附图是为了使说明更明确,因此与实施方式相比,有时对各部的宽度、厚度、形状等进行示意性的表示,不过是一个例子,并不限定本发明的解释。
(术语及符号的定义)
本说明书中的术语及符号的定义如下。
(1)折射率(nx、ny、nz)
“nx”是面内的折射率为最大的方向(即,慢轴方向)的折射率,“ny”是在面内与慢轴正交的方向(即,快轴方向)的折射率,“nz”是厚度方向的折射率。
(2)面内相位差(Re)
“Re(λ)”为在23℃下利用波长λnm的光测定的面内相位差。例如,“Re(550)”为在23℃下利用波长550nm的光测定的面内相位差。对于Re(λ),将层(薄膜)的厚度设为d(nm)时,通过式:Re(λ)=(nx-ny)×d来求出。
(3)厚度方向的相位差(Rth)
“Rth(λ)”为在23℃下利用波长λnm的光测定的厚度方向的相位差。例如,“Rth(550)”为在23℃下利用波长550nm的光测定的厚度方向的相位差。对于Rth(λ),将层(薄膜)的厚度设为d(nm)时,通过式:Rth(λ)=(nx-nz)×d来求出。
(4)Nz系数
Nz系数通过Nz=Rth/Re来求出。
(5)角度
本说明书中提及角度时,该角度包含相对于基准方向顺时针及逆时针这两者。因此,例如“45°”是指±45°。
A.层叠体
图1为示出本发明的1个实施方式的层叠体的概略构成的截面示意图。层叠体100自图1的上侧起依次具有:偏光板10、树脂层20、粘接剂层30和功能层40。
偏光板10包含具有彼此相对的第一主面11a及第二主面11b的偏光件11,还包含配置于偏光件11的第一主面11a侧的保护层12。图示例中,在偏光件11与树脂层20之间未配置保护层,树脂层20与偏光件11邻接而配置。通过省略保护层,从而可有助于层叠体的薄型化。层叠体100代表性的是在图像显示装置中以相比于树脂层20,偏光件11成为视觉辨识侧的方式配置。
图示例中,偏光板10包含偏光件11和配置于偏光件11的第一主面11a侧的保护层12,还可以包含配置于偏光件11的第二主面11b侧的第二保护层。另外,偏光板10包含偏光件11和保护层12,但也可以省略保护层12。
图示例中,偏光板10、树脂层20、粘接剂层30和功能层40依次配置,但也可以与图示例不同,粘接剂层30配置于偏光板10侧、树脂层20配置于功能层40侧。
树脂层20与粘接剂层30邻接而配置。优选在树脂层20与粘接剂层30之间确认到界面。或者优选在树脂层20与粘接剂层30之间未形成包含源自树脂层20的成分及源自粘接剂层的成分的中间层。中间层例如可以通过在形成粘接剂层时,树脂层的一部分在形成粘接剂层的粘接剂组合物中溶解(相容)而形成。通过采用形成有界面(未形成中间层)的状态,可在不损害树脂层所具有的功能的状态下得到对树脂层优异的粘接性。上述界面或中间层的确认例如可以通过扫描型电子显微镜(SEM)观察进行。
功能层40可以由任意适当的光学构件构成。代表性的是,功能层40可作为相位差层发挥功能。该情况下,有时将层叠体100称为带相位差层的偏光板。通过在树脂层与功能层或偏光板的层叠中使用粘接剂层,从而能够使树脂层与功能层或偏光板之间的粘接层的厚度非常薄(例如小于5μm),可大大有助于层叠体的薄型化。另外,得到的层叠体的弯曲性也优异。
虽然未图示,但层叠体(带相位差层的偏光板)还可以具有其他功能层。层叠体可以具有的其他功能层的种类、特性、数量、组合、配置等可以根据目的来适当设定。例如,树脂层20可降低偏光件11会给其他构件带来的影响,层叠体还可以具有这样的树脂层。另外,例如,带相位差层的偏光板还可以具有导电层或带导电层的各向同性基材。具有导电层或带导电层的各向同性基材的带相位差层的偏光板例如适用于在图像显示面板内部组入有接触式传感器的所谓内置触摸面板型输入显示装置。作为又一例,带相位差层的偏光板还可以具有其他相位差层。其他相位差层的光学的特性(例如,折射率特性、面内相位差、Nz系数、光弹性系数)、厚度、配置等可以根据目的来适当设定。作为具体例,可以在偏光件的视觉辨识侧设置用于改善在隔着偏光太阳镜进行视觉辨识时的视觉辨识性的其他相位差层(代表性的是赋予(椭)圆偏光功能的层、赋予超高相位差的层)。通过具有这样的层,即使是在隔着偏光太阳镜等偏光透镜来对显示画面进行视觉辨识的情况下,也能够实现优异的视觉辨识性,也可适合应用于在室外可使用的图像显示装置。
构成层叠体的各构件可借助任意适当的粘接层而层叠。作为粘接层的具体例,可举出粘接剂层、粘合剂层。例如,保护层12借助粘接剂层(优选使用活性能量射线固化型粘接剂)贴合于偏光件11。粘接剂层的厚度例如为0.05μm以上、优选为0.4μm~3.0μm、更优选为0.6μm~2.2μm。
虽然未图示,但也可以在功能层40的未配置偏光板10的一侧设置粘合剂层,利用该粘合剂层,例如层叠体100可贴附于图像显示装置中包含的图像显示面板。粘合剂层的厚度优选为10μm~20μm。
层叠体可以为片状,也可以为条状。本说明书中“条状”是指相对于宽度而言长度充分长的细长形状,例如,包括相对于宽度而言长度为10倍以上、优选20倍以上的细长形状。条状的层叠体可以卷绕成卷状。
B.偏光板
上述偏光板包含具有彼此相对的第一主面及第二主面的偏光件,还可以包含配置于第一主面侧的保护层和/或配置于第二主面侧的第二保护层。
B-1.偏光件
上述偏光件代表性的是由包含二色性物质的聚乙烯醇(PVA)系树脂薄膜构成。偏光件的厚度优选为1μm~8μm、更优选为1μm~7μm、进一步优选为2μm~5μm。利用这样的厚度,例如可大大有助于层叠体的薄型化。
偏光件的硼酸含量优选为10重量%以上、更优选为13重量%~25重量%。偏光件的硼酸含量为这样的范围时,通过与后述的碘含量的协同效果,能够良好地维持贴合时的卷曲调整的容易性、且良好地抑制加热时的卷曲、并且能够改善加热时的外观耐久性。硼酸含量例如可以根据中和法使用下式,以每单位重量的偏光件中包含的硼酸量的形式算出。
偏光件的碘含量优选为2重量%以上、更优选为2重量%~10重量%。偏光件的碘含量为这样的范围时,通过与上述的硼酸含量的协同效果,能够良好地维持贴合时的卷曲调整的容易性、且良好地抑制加热时的卷曲、并且能够改善加热时的外观耐久性。本说明书中“碘含量”是指偏光件(PVA系树脂薄膜)中包含的全部碘的量。更具体而言,在偏光件中碘以碘离子(I-)、碘分子(I2)、多碘离子(I3 -、I5 -)等形态存在时,本说明书中的碘含量是指包含全部这些形态的碘的量。碘含量例如可以通过荧光X射线分析的标准曲线法来算出。需要说明的是,多碘离子在偏光件中以形成PVA-碘络合物的状态存在。通过形成这样的络合物,在可见光的波长范围可表现吸收二色性。具体而言,PVA与三碘化物离子的络合物(PVA·I3 -)在470nm附近具有吸光峰,PVA与五碘化物离子的络合物(PVA·I5 -)在600nm附近具有吸光峰。结果,多碘离子可以根据其形态在可见光的宽的范围内吸收光。另一方面,碘离子(I-)在230nm附近具有吸光峰,实质上不干预可见光的吸收。因此,以与PVA的络合物的状态存在的多碘离子主要可干预偏光件的吸收性能。
偏光件优选在波长380nm~780nm中的任意波长下显示吸收二色性。偏光件的单体透过率Ts优选为40%~48%、更优选为41%~46%。偏光件的偏光度P优选为97.0%以上、更优选为99.0%以上、进一步优选为99.9%以上。单体透过率代表性的是使用紫外可见分光光度计进行测定并进行了视感度校正的Y值。偏光度代表性的是基于使用紫外可见分光光度计进行测定并进行了视感度校正而得的平行透过率Tp及正交透过率Tc,通过下式求出。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
偏光件代表性的是可以使用两层以上的层叠体来制作。作为使用层叠体而得到的偏光件的具体例,可举出使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA系树脂层的层叠体而得到的偏光件。使用树脂基材与涂布形成于该树脂基材的PVA系树脂层的层叠体而得到的偏光件例如可以如下来制作:将PVA系树脂溶液涂布于树脂基材,使其干燥而在树脂基材上形成PVA系树脂层,得到树脂基材与PVA系树脂层的层叠体;对该层叠体进行拉伸及染色,将PVA系树脂层制成偏光件。拉伸代表性的是包括使层叠体浸渍于硼酸水溶液中并进行拉伸。进而拉伸根据需要还可以包含在硼酸水溶液中的拉伸前将层叠体在高温(例如,95℃以上)下进行空中拉伸。得到的树脂基材/偏光件的层叠体可以直接使用(即,可以将树脂基材作为偏光件的保护层),也可以从树脂基材/偏光件的层叠体将树脂基材剥离,在该剥离面层叠符合目的的任意适当的保护层而使用。这样的偏光件的制造方法的详情例如记载于日本特开2012-73580号公报、日本特许第6470455号中。这些公报其全体的记载作为参考被援引至本说明书中。
偏光件的制造方法代表性的是包括:在条状的热塑性树脂基材的单侧形成包含卤化物和聚乙烯醇系树脂的聚乙烯醇系树脂层而制成层叠体;及对上述层叠体依次实施:空中辅助拉伸处理、染色处理、水中拉伸处理和干燥收缩处理,所述干燥收缩处理为一边沿长度方向输送层叠体一边进行加热从而使其在宽度方向收缩2%以上。由此,可提供非常薄型、且具有优异的光学特性、并且光学特性的偏差得以抑制的偏光件。即,通过导入辅助拉伸,从而即使是在将PVA涂布于热塑性树脂上的情况下,也能够提高PVA的结晶性,能够实现高的光学特性。另外,同时事先提高PVA的取向性,从而在后面的染色工序、拉伸工序中浸渍于水中时,能够防止PVA的取向性降低、溶解等问题,能够实现高的光学特性。进而,在将PVA系树脂层浸渍于液体的情况下,与PVA系树脂层不含卤化物的情况相比,可抑制聚乙烯醇分子的取向的紊乱、及取向性的降低。由此,经过染色处理及水中拉伸处理等将层叠体浸渍于液体而进行的处理工序而得到的偏光件的光学特性会提高。进而,通过利用干燥收缩处理使层叠体在宽度方向收缩,能够提高光学特性。
B-2.保护层
保护层12及未图示的第二保护层分别由可以用作偏光件的保护层的任意适当的薄膜形成。对于作为该薄膜的主成分的材料的具体例,可举出三乙酸纤维素(TAC)等纤维素系树脂、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、环状烯烃系(例如,聚降冰片烯系)、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂等。另外,也可举出(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸系氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。此外,例如,也可举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。另外,也可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物薄膜。作为该薄膜的材料,例如,可以使用含有在侧链具有取代或未取代的酰亚胺基的热塑性树脂和在侧链具有取代或未取代的苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物,例如,可举出具有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物和丙烯腈·苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物薄膜例如可以为上述树脂组合物的挤出成形物。
本发明的实施方式的层叠体代表性的是配置于图像显示装置的视觉辨识侧,保护层12配置于视觉辨识侧。因此,可以根据需要对保护层12实施硬涂(HC)处理、防反射处理、防粘连处理、防眩处理等表面处理。进而/或者、可以根据需要对保护层12实施改善借助偏光太阳镜进行视觉辨识时的视觉辨识性的处理(代表性的是赋予(椭)圆偏光功能、赋予超高相位差)。通过实施这样的处理,即使在借助偏光太阳镜等偏光透镜来对显示画面进行视觉辨识的情况下,也能够实现优异的视觉辨识性,也适合应用于在室外可使用的图像显示装置。
保护层的厚度优选为10μm~50μm、更优选为10μm~30μm。需要说明的是,进行了表面处理的情况下,保护层的厚度为包含表面处理层的厚度在内的厚度。
第二保护层在1个实施方式中优选为光学各向同性。本说明书中,“光学各向同性”是指面内相位差Re(550)为0nm~10nm,厚度方向的相位差Rth(550)为-10nm~+10nm。
C.树脂层
树脂层可降低偏光件可能给其他构件带来的影响(可具有阻挡功能)。例如,可抑制偏光件中可包含的碘的移动,在将层叠体搭载于图像显示装置的情况下,能够显著地抑制图像显示装置的金属构件的腐蚀。树脂层代表性的是树脂的有机溶剂溶液的涂布膜的固体化物或热固化物。为这样的构成时,能够使厚度非常薄(例如为10μm以下)。树脂层的厚度优选为5μm以下、更优选为1μm以下、进一步优选为0.7μm以下。另一方面,树脂层的厚度优选为0.05μm以上、更优选为0.08μm以上、进一步优选为0.1μm以上、特别优选为0.2μm以上。进而,为这样的构成时,能够在不借助粘接层的状态下在偏光板(偏光件)或功能层上直接形成树脂层。这样的树脂层例如与水溶液或水分散体这样的水系的涂布膜的固体化物相比吸湿性及透湿性小,因此有加湿耐久性优异的优点。其结果,能够得到即使在高温高湿环境下也可维持光学特性、耐久性优异的层叠体。另外,这样的树脂层例如与紫外线固化性树脂的固化物相比,能够抑制由紫外线照射引起的对偏光板(偏光件)的不良影响。树脂层优选为树脂的有机溶剂溶液的涂布膜的固体化物。固体化物与固化物相比,薄膜成形时的收缩小、且不含残存单体等,因此可抑制薄膜自身的劣化,并且能够抑制由残存单体等引起的对偏光板(偏光件)或功能层的不良影响。
构成树脂层的树脂的玻璃化转变温度(Tg)为85℃以上,并且重均分子量(Mw)为50000以上。Tg及Mw为这样的范围时,通过与由树脂的有机溶剂溶液的涂布膜的固体化物或热固化物构成树脂层所带来的效果的协同效果,不仅非常薄,而且能够显著地抑制偏光件中可包含的碘的移动。构成树脂层的树脂的Tg优选为90℃以上、更优选为100℃以上、进一步优选为110℃以上、特别优选为120℃以上。Tg的上限例如可以为200℃。另外,构成树脂层的树脂的Mw优选为60000以上、更优选为70000以上、进一步优选为80000以上。另一方面,Mw优选小于500000、优选为400000以下、进一步优选为300000以下。
树脂层在上述树脂的基础上还包含异氰酸酯化合物。具体地,作为异氰酸酯化合物,使用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、它们的衍生物(例如,改性物、加成物)。这些可以单独使用,也可以组合使用。通过使用这样的异氰酸酯化合物,可实现对偏光板(偏光件)的优异的密合性。作为异氰酸酯化合物,除了上述以外,还优选使用六亚甲基二异氰酸酯或其衍生物中的至少一者。利用这样的构成,与后述的粘接剂层的粘接性更优异。
树脂层中的树脂的含量例如为50重量%以上,可以为55重量%以上、也可以为60重量%以上。另一方面,树脂层中的树脂的含量例如为90重量%以下,可以为85重量%以下、也可以为80重量%以下。树脂层中的异氰酸酯化合物的含量例如为10重量%以上,可以为15重量%以上、也可以为20重量%以上。另一方面,树脂层中的异氰酸酯化合物的含量例如为50重量%以下,可以为45重量%以下,也可以为40重量%以下。相对于异氰酸酯化合物100重量份,六亚甲基二异氰酸酯及其衍生物的用量优选为10重量份~40重量份。
作为构成树脂层的树脂,只要能形成有机溶剂溶液的涂布膜的固体化物或热固化物,并且具有上述这样的Tg及Mw,则可以使用任意适当的热塑性树脂或热固化性树脂。优选为热塑性树脂。作为热塑性树脂,例如,可举出环氧系树脂、丙烯酸系树脂。也可以将环氧系树脂和丙烯酸系树脂组合使用。以下,对树脂层中可使用的环氧系树脂及丙烯酸系树脂的代表例进行说明。
<环氧树脂>
作为环氧树脂,优选使用具有芳香族环的环氧树脂。通过使用具有芳香族环的环氧树脂作为环氧树脂,从而可实现对偏光板(偏光件)的优异的密合性。作为具有芳香族环的环氧树脂,例如,可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等双酚型环氧树脂;苯酚酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、羟基苯甲醛苯酚酚醛清漆环氧树脂等酚醛清漆型的环氧树脂;四羟基苯基甲烷的缩水甘油醚、四羟基二苯甲酮的缩水甘油醚、环氧化聚乙烯基苯酚等多官能型的环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂等。优选使用双酚A型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂。环氧树脂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
<丙烯酸系树脂>
丙烯酸系树脂代表性的是含有源自具有直链或支链结构的(甲基)丙烯酸酯系单体的重复单元作为主成分。本说明书中,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。丙烯酸系树脂可以含有源自符合目的的任意适当的共聚单体的重复单元。作为共聚单体(comonomer),例如,可举出含羧基单体、含羟基单体、含酰胺基单体、含芳香环(甲基)丙烯酸酯、含杂环的乙烯基系单体。通过适当地设定单体单元的种类、数量、组合及共聚比等,可得到具有上述规定的Tg及Mw的丙烯酸系树脂。
<含硼丙烯酸系树脂>
丙烯酸系树脂在1个实施方式中包含通过使包含超过50重量份的(甲基)丙烯酸系单体和超过0重量份且小于50重量份的式(1)所示的单体(以下有时称为共聚单体)的单体混合物聚合而得到的共聚物(以下有时称为含硼丙烯酸系树脂):
(式中,X表示包含选自由乙烯基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、羟基、氨基、醛基、及羧基组成的组中的至少1种反应性基团的官能团,R1及R2各自独立地表示氢原子、任选具有取代基的脂肪族烃基、任选具有取代基的芳基、或任选具有取代基的杂环基,R1及R2任选彼此连接而形成环)。
含硼丙烯酸系树脂代表性的是具有下式所示的重复单元。通过使包含式(1)所示的共聚单体和(甲基)丙烯酸系单体的单体混合物聚合,从而含硼丙烯酸系树脂在侧链具有包含硼的取代基(例如,下述式中k的重复单元)。由此,可实现对偏光板(偏光件)的优异的密合性。该包含硼的取代基在含硼丙烯酸系树脂中可以连续(即,以嵌段状)地包含,也可以无规地包含。
(式中,R6表示任意官能团,j及k表示1以上的整数)。
<(甲基)丙烯酸系单体>
作为(甲基)丙烯酸系单体,可以使用任意适当的(甲基)丙烯酸系单体。例如,可举出具有直链或支链结构的(甲基)丙烯酸酯系单体、及具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯系单体。
作为具有直链或支链结构的(甲基)丙烯酸酯系单体,例如,可举出(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)丙烯酸甲基2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等。优选可使用(甲基)丙烯酸甲酯。(甲基)丙烯酸酯系单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯系单体,例如,可举出(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸邻联苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸邻联苯氧基乙氧基乙基酯、丙烯酸间联苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸对联苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸邻联苯氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸对联苯氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸间联苯氧基-2-羟基丙酯、N-(甲基)丙烯酰基氧基乙基-邻联苯=氨基甲酸酯、N-(甲基)丙烯酰基氧基乙基-对联苯=氨基甲酸酯、N-(甲基)丙烯酰基氧基乙基-间联苯=氨基甲酸酯、邻苯基苯酚缩水甘油醚丙烯酸酯等含联苯基单体、(甲基)丙烯酸三联苯酯、(甲基)丙烯酸邻三联苯氧基乙酯等。优选使用(甲基)丙烯酸1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯。通过使用这些单体,从而得到玻璃化转变温度高的聚合物。这些单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
另外,除了上述(甲基)丙烯酸酯系单体以外,还可以使用具有(甲基)丙烯酰基的倍半硅氧烷化合物。通过使用倍半硅氧烷化合物,从而得到玻璃化转变温度高的丙烯酸系聚合物。已知倍半硅氧烷化合物具有各种骨架结构,例如笼型结构、梯型结构、无规结构等骨架。倍半硅氧烷化合物可以仅具有1种这些结构,也可以具有2种以上。倍半硅氧烷化合物可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为含有(甲基)丙烯酰基的倍半硅氧烷化合物,例如,可以使用东亚合成株式会社SQ系列的MAC级、及AC级。MAC级为含有甲基丙烯酰基的倍半硅氧烷化合物,具体而言,例如可举出MAC-SQ TM-100、MAC-SQ SI-20、MAC-SQ HDM等。AC级为含有丙烯酰基的倍半硅氧烷化合物,具体而言,例如,可举出AC-SQ TA-100、AC-SQ SI-20等。
相对于单体混合物100重量份使用超过50重量份的(甲基)丙烯酸系单体。
<共聚单体>
作为共聚单体,可以使用上述式(1)所示的单体。通过使用这样的共聚单体,从而在得到的聚合物的侧链导入包含硼的取代基。共聚单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为上述式(1)中的脂肪族烃基,可举出任选具有取代基的碳数1~20的直链或支链的烷基、任选具有取代基的碳数3~20的环状烷基、碳数2~20的烯基。作为上述芳基,可举出任选具有取代基的碳数6~20的苯基、任选具有取代基的碳数10~20的萘基等。作为杂环基,可举出任选具有取代基的包含至少1个杂原子的5元环基或6元环基。需要说明的是,R1及R2任选彼此连接而形成环。R1及R2优选为氢原子、或碳数1~3的直链或支链的烷基,更优选为氢原子。
X所示的官能团所包含的反应性基团为选自由乙烯基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、羟基、氨基、醛基、及羧基组成的组中的至少1种。优选反应性基团为(甲基)丙烯酰基和/或(甲基)丙烯酰胺基。通过具有这些反应性基团,从而可实现对偏光板(偏光件)的优异的密合性。
1个实施方式中,X所示的官能团优选为Z-Y-所示的官能团。此处,Z表示包含选自由乙烯基、(甲基)丙烯酰基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酰胺基、乙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁烷基、羟基、氨基、醛基、及羧基组成的组中的至少1种反应性基团的官能团,Y表示亚苯基或亚烷基。
作为共聚单体,具体可以使用以下的化合物。
共聚单体以相对于单体混合物100重量份超过0重量份且小于50重量份的含量使用。优选为0.01重量份以上且小于50重量份、更优选为0.05重量份~20重量份、进一步优选为0.1重量份~10重量份、特别优选为0.5重量份~5重量份。
<含内酯环等的丙烯酸系树脂>
丙烯酸系树脂在另一实施方式中具有选自内酯环单元、戊二酸酐单元、戊二酰亚胺单元、马来酸酐单元及马来酰亚胺(N-取代马来酰亚胺)单元中的包含环结构的重复单元。包含环结构的重复单元可以在丙烯酸系树脂的重复单元中仅包含一种,也可以包含2种以上。
内酯环单元优选由下述通式(2)表示:
通式(2)中,R2、R3及R4各自独立地表示氢原子或碳数1~20的有机残基。需要说明的是,有机残基可以包含氧原子。丙烯酸系树脂中可以仅包含单一的内酯环单元,也可以包含上述通式(2)中的R2、R3及R4不同的多种内酯环单元。具有内酯环单元的丙烯酸系树脂例如记载于日本特开2008-181078号公报中,该公报的记载作为参考被援引至本说明书中。
戊二酰亚胺单元优选由下述通式(3)表示:
通式(3)中,R11及R12各自独立地表示氢或碳数1~8的烷基,R13表示碳数1~18的烷基、碳数3~12的环烷基、或碳数6~10的芳基。通式(3)中,优选的是,R11及R12各自独立地为氢或甲基,R13为氢、甲基、丁基或环己基。更优选的是,R11为甲基,R12为氢,R13为甲基。丙烯酸系树脂中可以仅包含单一的戊二酰亚胺单元,也可以包含上述通式(3)中的R11、R12及R13不同的多种戊二酰亚胺单元。具有戊二酰亚胺单元的丙烯酸系树脂例如记载于日本特开2006-309033号公报、日本特开2006-317560号公报、日本特开2006-328334号公报、日本特开2006-337491号公报、日本特开2006-337492号公报、日本特开2006-337493号公报、日本特开2006-337569号公报中,该公报的记载作为参考被援引至本说明书中。需要说明的是,关于戊二酸酐单元,除了上述通式(3)中的被R13取代的氮原子为氧原子以外,应用戊二酰亚胺单元相关的上述说明。
关于马来酸酐单元及马来酰亚胺(N-取代马来酰亚胺)单元,根据名称确定结构,因此省略具体的说明。
丙烯酸系树脂中的包含环结构的重复单元的含有比例优选为1摩尔%~50摩尔%、更优选为10摩尔%~40摩尔%、进一步优选为20摩尔%~30摩尔%。需要说明的是,丙烯酸系树脂包含源自上述(甲基)丙烯酸系单体的重复单元作为主要的重复单元。
树脂层代表性的是通过涂布上述树脂的有机溶剂溶液而形成涂布膜,对得到的涂布膜进行固体化或热固化来形成。作为有机溶剂,可以使用可将上述树脂溶解或均匀地分散的任意适当的有机溶剂。作为有机溶剂的具体例,可举出乙酸乙酯、甲苯、甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、环戊酮、环己酮。溶液的树脂浓度相对于溶剂100重量份优选为3重量份~20重量份。为这样的树脂浓度时,能够形成均匀的涂布膜。
溶液可以涂布于任意适当的基材,优选涂布于偏光板(偏光件)或功能层。将溶液涂布于基材的情况下,代表性的是将形成于基材上的树脂层转印至偏光板(偏光件)或功能层。转印代表性的是借助粘接层而进行,因此可以通过将溶液涂布于偏光板(偏光件)或功能层来直接形成树脂层,省略粘接层。作为溶液的涂布方法,可以采用任意适当的方法。作为具体例,可举出辊涂法、旋涂法、线棒涂布法、浸涂法、模涂法、帘式涂布法、喷涂法、刀涂法(逗点涂布法等)。
上述涂布膜的固体化或热固化的加热温度优选为100℃以下、更优选为50℃~70℃。加热温度为这样的范围时,能够防止对偏光件的不良影响。加热时间例如可以为1分钟~10分钟。
树脂层(实质上为上述树脂的有机溶剂溶液)根据目的可以包含任意适当的添加剂。作为添加剂的具体例,可举出紫外线吸收剂;流平剂;受阻酚系、磷系、硫系等抗氧化剂;耐光稳定剂、耐候稳定剂、热稳定剂等稳定剂;玻璃纤维、碳纤维等加强材料;近红外线吸收剂;磷酸三(二溴丙基)酯、磷酸三烯丙基酯、氧化锑等阻燃剂;阴离子系、阳离子系、非离子系的表面活性剂等抗静电剂;无机颜料、有机颜料、染料等着色剂;有机填料或无机填料;树脂改性剂;有机填充剂、无机填充剂;增塑剂;增滑剂;抗静电剂;阻燃剂;等。添加剂的种类、数量、组合、添加量等可以根据目的适当地设定。
D.粘接剂层
上述粘接剂层优选由粘接剂组合物的固化物构成。具体而言,优选由电子束固化性、紫外线固化性、可见光线固化性等活性能量射线固化型粘接剂组合物(自由基聚合固化型粘接剂组合物)的固化物构成。粘接剂层的厚度优选为3μm以下、更优选为2μm以下。利用这样的厚度,可大大有助于层叠体的薄型化。另外,能够减小由粘接剂组合物形成粘接剂层时会发生的收缩所带来的对其他构件的影响。例如,从得到优异的粘接性的观点出发,粘接剂层的厚度优选为0.05μm以上、更优选为0.5μm以上、进一步优选为1μm以上。
作为构成自由基聚合固化型粘接剂组合物的单体成分,例如,可举出具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等碳-碳双键的自由基聚合性的官能团的化合物。这些单体成分可以使用单官能自由基聚合性化合物或具有2个以上聚合性官能团的多官能自由基聚合性化合物中的任意者。另外,这些自由基聚合性化合物可以单独使用或组合使用2种以上。需要说明的是,本发明中,(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
通过上述粘接剂组合物中包含的单体成分的摩尔分数的加权平均而算出的辛醇/水分配系数logPow例如为1.0以上且4.0以下,优选为1.5以上,可以为2.0以上,也可以为2.5以上。通过使用这样的粘接剂组合物,从而可得到对树脂层的优异的粘接性。而且,可保持树脂层所具有的功能(例如,阻挡功能)。通过使用这样的粘接剂组合物,能够抑制上述中间层(相容层)的形成。此处,辛醇/水分配系数(logPow)为表示物质的亲油性的指标,是指辛醇/水的分配系数的对数值。logPow高可意味着为亲油性。logPow也可以进行测定(例如,通过JIS-Z-7260记载的烧瓶渗透法),但也可以通过计算来算出。本说明书中,辛醇/水分配系数(logPow)是指利用CambridgeSoft公司制的Chem Draw Ultra计算的值。对可以为树脂的有机溶剂溶液的涂布膜的固体化物或热固化物的树脂层,使用疏水性高的粘接剂组合物,可抑制上述中间层的形成,可得到优异的粘接性,这是意料不到的优异的效果。
以下示出自由基聚合性化合物的logPow。例如,可举出:羟基乙基丙烯酰胺(商品名“HEAA”、興人社制、LogPow;-0.56)、二乙基丙烯酰胺(商品名“DEAA”、KJ ChemicalsCorporation制、LogPow;1.69)、不饱和脂肪酸羟基烷基酯修饰ε-己内酯(商品名“PLACCELFA1DDM”、Daicel Corporation制、LogPow;1.06)、N-乙烯基甲酰胺(商品名“BEAMSET 770”、荒川化学株式会社制、LogPow;-0.25)、丙烯酰基吗啉(商品名“ACMO”、興人社制、LogPow;-0.20)、γ-丁内酯丙烯酸酯(商品名“GBLA”、大阪有机化学工业株式会社制、LogPow;0.19)、丙烯酸二聚体(商品名“β-CEA”、Daicel Corporation制、LogPow;0.2)、N-乙烯基吡咯烷酮(商品名“NVP”、日本触媒株式会社制、LogPow;0.24)、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(商品名“AAEM”、日本合成化学株式会社制、LogPow;0.27)、丙烯酸2-羟基乙酯(商品名“HEA”、大阪有机化学工业株式会社制、LogPow;0.28)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(商品名“Light EsterG”、共栄社化学制、LogPow;0.57)、二甲基丙烯酰胺(商品名“DMAA”、興人社制、LogPow;0.58)、四氢糠基醇丙烯酸多聚体酯(商品名“VISCOAT#150D”、大阪有机化学工业株式会社制、LogPow;0.60)、丙烯酸4-羟基丁酯(商品名“4-HBA”、大阪有机化学工业株式会社制、LogPow;0.68)、丙烯酸(商品名“丙烯酸”、三菱化学株式会社制、LogPow;0.69)、三乙二醇二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 3EG-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;0.72)、PEG400#二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 9EG-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;-0.1)、聚丙二醇二丙烯酸酯(商品名“ARONIX M-220”、东亚合成株式会社制、LogPow;1.68)、丙烯酸二环戊烯酯(商品名“FANCRYL FA-511AS”、日立化成株式会社制、LogPow;2.26)、丙烯酸丁酯(商品名“丙烯酸丁酯”、三菱化学株式会社制、LogPow;2.35)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 1.6HX-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;2.43)、丙烯酸二环戊酯(商品名“FANCRYL FA-513AS”、日立化成株式会社制、LogPow;2.58)、二羟甲基-三环癸烷二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE DCP-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;3.05)、丙烯酸异冰片酯(商品名“LIGHT ACRYLATE IB-XA”、共荣社化学株式会社制、LogPow;3.27)、羟基新戊酸新戊二醇丙烯酸酯加成物(商品名“LIGHT ACRYLATE HPP-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;3.35)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;3.68)、邻苯基苯酚EO改性丙烯酸酯(商品名“FANCRYL FA-301A”、日立化成株式会社制、LogPow;3.98)、2-乙基己基氧杂环丁烷(商品名“Aron Oxetane OXT-212”、东亚合成株式会社制、LogPow;4.24)、双酚-A-二缩水甘油醚(商品名“JER828”、三菱化学株式会社制、LogPow;4.76)、双酚A EO 6摩尔改性二丙烯酸酯(商品名“FA-326A”、日立化成株式会社制、LogPow;4.84)、双酚A EO 4摩尔改性二丙烯酸酯(商品名“FA-324A”、日立化成株式会社制、LogPow;5.15)、双酚A PO 2摩尔改性二丙烯酸酯(商品名“FA-P320A”、日立化成株式会社制、LogPow;6.10)、双酚A PO 3摩尔改性二丙烯酸酯(商品名“FA-P323A”、日立化成株式会社制、LogPow;6.26)、双酚A PO 4摩尔改性二丙烯酸酯(商品名“FA-P324A”、日立化成株式会社制、LogPow;6.43)、月桂基丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE L-A”、共荣社化学株式会社制、LogPow;6)、丙烯酸异硬脂酯(商品名“ISTA”)、大阪有机化学工业株式会社制;LogPow;7.46)、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯(商品名“P2HA”、共荣社化学株式会社制、LogPow;2.15)、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯(商品名“ARONIX M-5700”、东亚合成株式会社制、LogPow;1.17)。
将粘接剂组合物中包含的单体成分的总量设为100重量份时,辛醇/水分配系数logPow为0.0以下的单体成分的含量可以为30重量份以下。将粘接剂组合物中包含的单体成分的总量设为100重量份时,辛醇/水分配系数logPow为2.0以上的单体成分的含量可以为40重量份以上。
对于固化时可使用的聚合引发剂的配混量,将粘接剂组合物的总量设为100重量%时,例如为0.05重量%~10重量%。
粘接剂组合物的固化例如可以通过对粘接剂组合物的涂布膜照射活性能量射线(例如,可见光线、紫外线、电子束)来进行。
E.相位差层
上述相位差层可以为单一层,也可以具有两层以上的层叠结构。相位差层可以由任意适当的材料构成。具体而言,相位差层可以为液晶化合物的取向固体化层,可以为拉伸薄膜(树脂薄膜),也可以为它们的组合。相位差层的厚度例如为1μm以上且50μm以下。1个实施方式中,相位差层的厚度优选为10μm以下、更优选为8μm以下、进一步优选为6μm以下。根据本发明的实施方式,即使在使用这样极其薄的相位差层的情况下,例如,将层叠体搭载于图像显示装置的情况下,也能够显著地抑制图像显示装置的金属构件的腐蚀。需要说明的是,相位差层具有层叠结构的情况下,“相位差层的厚度”是指各相位差层的厚度的合计。具体而言,“相位差层的厚度”不包括粘接层的厚度。
作为上述相位差层,例如,可以使用液晶化合物的取向固体化层(液晶取向固体化层)。通过使用液晶化合物,从而与非液晶材料相比,例如能够显著地增大所得相位差层的nx与ny的差,因此能够显著地减小用于得到期望的面内相位差的相位差层的厚度。因此,能够实现带相位差层的偏光板的显著的薄型化。本说明书中“取向固体化层”是指,液晶化合物在层内沿规定方向进行取向、其取向状态固定的层。需要说明的是,“取向固体化层”为包含如后所述使液晶单体固化而得到的取向固化层的概念。在相位差层中,代表性的是,棒状的液晶化合物以在相位差层的慢轴方向排列的状态进行取向(平行排列,homogeneouslyoriented)。
上述液晶取向固体化层可以如下来形成:对规定的基材的表面实施取向处理,在该表面涂布包含液晶化合物的涂布液,使该液晶化合物在与上述取向处理对应的方向进行取向,固定该取向状态。作为取向处理,可采用任意适当的取向处理。具体而言,可举出机械取向处理、物理取向处理、化学取向处理。作为机械取向处理的具体例,可举出摩擦处理、拉伸处理。作为物理取向处理的具体例,可举出磁场取向处理、电场取向处理。作为化学取向处理的具体例,可举出斜向蒸镀法、光取向处理。各种取向处理的处理条件可以根据目的采用任意适当的条件。
液晶化合物的取向根据液晶化合物的种类通过在显示液晶相的温度下进行处理。通过进行这样的温度处理,液晶化合物成为液晶状态,该液晶化合物根据基材表面的取向处理方向而进行取向。
对于取向状态的固定,在1个实施方式中,通过对如上所述进行了取向的液晶化合物进行冷却来进行。液晶化合物为聚合性单体或交联性单体的情况下,取向状态的固定通过对如上所述地进行了取向的液晶化合物实施聚合处理或交联处理来进行。
液晶化合物的具体例及取向固体化层的形成方法的详情记载于日本特开2006-163343号公报中。该公报的记载作为参考被援引至本说明书中。
相位差层为单一层的情况下的1个实施方式中,相位差层可作为λ/4板发挥功能。具体而言,相位差层的Re(550)优选为100nm~180nm、更优选为110nm~170nm、进一步优选为110nm~160nm。相位差层的厚度可以以得到λ/4板的期望的面内相位差的方式来进行调整。相位差层为上述的液晶取向固体化层的情况下,其厚度例如为1.0μm~2.5μm。本实施方式中,相位差层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度优选为40°~50°、更优选为42°~48°、进一步优选为44°~46°。另外,相位差层优选显示相位差值根据测定光的波长而变大的反常色散波长特性。
相位差层为单一层的情况下的另一实施方式中,相位差层可作为λ/2板发挥功能。具体而言,相位差层的Re(550)优选为200nm~300nm、更优选为230nm~290nm、进一步优选为230nm~280nm。相位差层的厚度可以以得到λ/2板的期望的面内相位差的方式进行调整。相位差层为上述的液晶取向固体化层的情况下,其厚度例如为2.0μm~4.0μm。本实施方式中,相位差层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度优选为10°~20°、更优选为12°~18°、进一步优选为12°~16°。
相位差层具有层叠结构的情况下的1个实施方式中,相位差层具有自偏光件侧起依次配置有第一相位差层(H层)和第二相位差层(Q层)的两层的层叠结构。H层代表性的是可以作为λ/2板发挥功能,Q层代表性的是可以作为λ/4板发挥功能。具体而言,H层的Re(550)优选为200nm~300nm、更优选为220nm~290nm、进一步优选为230nm~280nm;Q层的Re(550)优选为100nm~180nm、更优选为110nm~170nm、进一步优选为110nm~150nm。H层的厚度可以以得到λ/2板的期望的面内相位差的方式进行调整。H层为上述的液晶取向固体化层的情况下,其厚度例如为2.0μm~4.0μm。Q层的厚度可以以得到λ/4板的期望的面内相位差的方式进行调整。Q层为上述的液晶取向固体化层的情况下,其厚度例如为1.0μm~2.5μm。本实施方式中,H层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度优选为10°~20°、更优选为12°~18°、进一步优选为12°~16°;Q层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度优选为70°~80°、更优选为72°~78°、进一步优选为72°~76°。需要说明的是,H层及Q层的配置顺序可以相反,H层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度及Q层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度也可以相反。另外,各个层(例如,H层及Q层)可以显示相位差值根据测定光的波长而变大的反常色散波长特性,可以显示相位差值根据测定光的波长而变小的正常的波长色散特性,也可以显示相位差值基本不根据测定光的波长而变化的平坦的波长色散特性。
相位差层(具有层叠结构时为至少一个层)代表性的是折射率特性显示nx>ny=nz的关系。需要说明的是,“ny=nz”不仅包含ny与nz完全相等的情况,还包含实质上相等的情况。因此,在不损害本发明效果的范围内有成为ny>nz或ny<nz的情况。相位差层的Nz系数优选为0.9~1.5、更优选为0.9~1.3。
如上所述,相位差层优选为液晶取向固体化层。作为上述液晶化合物,例如,可举出液晶相为向列相的液晶化合物(向列液晶)。作为这样的液晶化合物,例如,可以使用液晶聚合物、液晶单体。液晶化合物的液晶性的表现机制可以为溶致也可以为热致。液晶聚合物及液晶单体各自可以单独使用,也可以组合使用。
液晶化合物为液晶单体的情况下,该液晶单体优选为聚合性单体及交联性单体。是因为,通过使液晶单体聚合或交联(即,固化),能够将液晶单体的取向状态固定。如果在使液晶单体取向后例如使液晶单体彼此聚合或交联,则由此能够将上述取向状态固定。此处,通过聚合形成聚合物,通过交联形成三维网状结构,它们为非液晶性。因此,形成的相位差层不会发生例如液晶性化合物特有的因温度变化所导致的向液晶相、玻璃相、结晶相的转变。其结果,相位差层成为不受温度变化影响的稳定性极其优异的相位差层。
液晶单体显示液晶性的温度范围根据其种类而不同。具体而言,该温度范围优选为40℃~120℃、进一步优选为50℃~100℃、最优选为60℃~90℃。
作为上述液晶单体,可采用任意适当的液晶单体。例如,可以使用日本特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171、及GB2280445等中记载的聚合性介晶化合物等。作为这种聚合性介晶化合物的具体例,例如,可举出BASF公司的商品名LC242、Merck公司的商品名E7、Wacker-Chem公司的商品名LC-Sillicon-CC3767。作为液晶单体,优选向列性液晶单体。
另一实施方式中,相位差层自偏光件侧起具有可作为λ/4板发挥功能的第一相位差层与折射率特性显示nz>nx=ny的关系的第二相位差层(所谓正C板)的层叠结构。关于λ/4板的详情如上述所述。本实施方式中,第一相位差层的慢轴与偏光件的吸收轴所成的角度优选为40°~50°、更优选为42°~48°、进一步优选为44°~46°。另外,第一相位差层优选显示相位差值根据测定光的波长而变大的反常色散波长特性。
上述正C板的厚度方向的相位差Rth(550)优选为-50nm~-300nm、更优选为-70nm~-250nm、进一步优选为-90nm~-200nm、特别优选为-100nm~-180nm。此处,“nx=ny”不仅包含nx与ny严格相等的情况,还包含nx与ny实质上相等的情况。正C板的面内相位差Re(550)例如小于10nm。
具有nz>nx=ny的折射率特性的第二相位差层可以由任意适当的材料形成,优选由包含固定为垂直取向的液晶材料的薄膜形成。能够进行垂直取向的液晶材料(液晶化合物)可以为液晶单体,也可以为液晶聚合物。作为该液晶化合物及该相位差层的形成方法的具体例,可举出日本特开2002-333642号公报的[0020]~[0028]中记载的液晶化合物及该相位差层的形成方法。该情况下,第二相位差层的厚度优选为0.5μm~5μm。
F.图像显示装置
上述层叠体可应用于图像显示装置。因此,本发明的实施方式的图像显示装置具备上述层叠体。作为图像显示装置的代表例,可举出液晶显示装置、电致发光(EL)显示装置(例如,有机EL显示装置、无机EL显示装置)。
图2为以有机EL显示装置为例,示意性地示出本发明的1个实施方式的图像显示装置中包含的图像显示面板的概略构成的截面图。图像显示面板(有机EL面板)200具有:有机面板主体70和配置于其视觉辨识侧的层叠体100。层叠体100以树脂层20相比于偏光件11成为有机EL面板主体70侧的方式来配置。代表性的是利用粘合剂层(未图示)将层叠体100贴附于有机EL面板主体70。
有机EL面板主体70具有基板71和上部结构层72,所述上部结构层72包含:包含薄膜晶体管(TFT)等的电路层、有机发光二极管(OLED)、对OLED进行密封的密封膜等。上部结构层72可以包含金属构件(例如,电极、传感器、布线、金属层)。例如,使用挠性基板(例如,树脂基板)作为基板71的情况下,得到的有机EL显示装置可实现弯曲、屈曲、弯折、卷曲等。本发明的实施方式的层叠体可具有优异的挠性及弯折耐久性,因此也可适宜应用于这样的图像显示装置。
[实施例]
以下,通过实施例具体地对本发明进行说明,但本发明不受这些实施例限定。厚度、Tg及Mw的测定方法如下。需要说明的是,只要没有特别说明,则实施例及比较例中的“份”及“%”为重量基准。
(1)厚度
10μm以下的厚度使用干涉膜厚计(大塚电子株式会社制、制品名“MCPD-3000”)进行测定。超过10μm的厚度使用数字千分尺(digital micrometer)(Anritsu公司制、制品名“KC-351C”)来测定。
(2)玻璃化转变温度(Tg)
如下来求出:采取试样(聚合物)约5mg,在以下的条件下进行DSC测定,根据得到的测定结果,算出中间点玻璃化转变温度。
·测定装置:TA Instruments公司制、制品名:Q-2000
·温度程序:以0℃→150℃→0℃→150℃变化
·气氛气体:N2(50mL/分钟)
·测定速度:10℃/分钟
(3)重均分子量(Mw)
通过凝胶渗透色谱(GPC)进行测定,以标准聚苯乙烯换算的值的形式求出。
·分析装置:东曹株式会社制、HLC-8120GPC
·柱:东曹株式会社制、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
·柱尺寸:各合计90cm
·柱温度:40℃
·流量:0.8ml/min
·注入量:100μl
·洗脱液:四氢呋喃
·检测器:差示折射计(RI)
·标准试样:聚苯乙烯
[实施例1]
(偏光件的制作)
作为热塑性树脂基材,使用条状、吸水率0.75%、Tg为约75℃的、非晶质的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度:100μm),对树脂基材的单面实施电晕处理。
在将聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2摩尔%)及乙酰乙酰基改性PVA(日本合成化学工业株式会社制、商品名“GOHSEFIME Z410”)以9:1混合而成的PVA系树脂100重量份中,添加碘化钾13重量份,将所得物质溶于水,制备PVA水溶液(涂布液)。
在树脂基材的电晕处理面涂布上述PVA水溶液并在60℃下进行干燥,由此形成厚度13μm的PVA系树脂层,制作层叠体。
将得到的层叠体在130℃的烘箱内在圆周速度不同的辊间沿纵向(长度方向)进行自由端单向拉伸至2.4倍(空中辅助拉伸处理)。
接着,使层叠体在液温40℃的不溶化浴(相对于水100重量份配混4重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸渍30秒钟(不溶化处理)。
接着,在液温30℃的染色浴(相对于水100重量份以1:7的重量比配混碘和碘化钾而得到的碘水溶液)中,以最终得到的偏光件的单体透过率(Ts)成为43.0%以上的方式调整浓度,并浸渍60秒钟(染色处理)。
接着,在液温40℃的交联浴(相对于水100重量份,配混3重量份碘化钾并配混5重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸渍30秒钟(交联处理)。
其后,使层叠体在液温70℃的硼酸水溶液(硼酸浓度4.0重量%、碘化钾浓度5重量%)中浸渍,并在圆周速度不同的辊间沿纵向(长度方向)以总拉伸倍率成为5.5倍的方式进行单向拉伸(水中拉伸处理)。
其后,使层叠体在液温20℃的清洗浴(相对于水100重量份,配混4重量份碘化钾而得到的水溶液)中浸渍(清洗处理)。
其后,在保持为90℃的烘箱中干燥,并与表面温度保持为75℃的SUS制的加热辊接触约2秒(干燥收缩处理)。基于干燥收缩处理的层叠体的宽度方向的收缩率为5.2%。
如此,在树脂基材上形成厚度5μm的偏光件。
(偏光板的制作)
在上述得到的偏光件的表面(与树脂基材相反侧的面),借助紫外线固化型粘接剂贴合HC-COP薄膜作为保护层。具体而言,以固化后的厚度成为1.0μm的方式涂布紫外线固化型粘接剂,使用辊压机进行贴合。其后,从HC-COP薄膜侧照射UV光线而使粘接剂固化。需要说明的是,HC-COP薄膜为在环烯烃(COP)薄膜(Zeon Corporation制、商品名“ZF12”、厚度25μm)上形成有硬涂(HC)层(厚度2μm)的薄膜,以COP薄膜成为偏光件侧的方式贴合。接着,从偏光件将树脂基材剥离,得到具有保护层(HC-COP薄膜)/粘接剂层/偏光件的构成的偏光板。
(树脂层的形成)
将甲基丙烯酸甲酯(MMA、FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制、商品名:甲基丙烯酸甲酯单体)99.0重量份、通式(1e)的单体1.0重量份、聚合引发剂(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制、商品名:2,2’-偶氮双(异丁腈))0.2重量份溶解于甲苯100重量份。接着,在氮气气氛下加热至70℃并进行5.5小时聚合反应,得到共聚物1(固体成分浓度:50重量%)。共聚物1的Tg为105℃、Mw为85000。
对于得到的共聚物1(含硼丙烯酸系树脂)70份(固体成分换算),加入以固体成分换算计为22.5份的甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合体(东曹株式会社制、商品名“CORONATEL”)及以固体成分换算计为7.5份的六亚甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合体(三井化学株式会社制、商品名“TAKENATE D160N”)作为异氰酸酯化合物,得到混合物。使该混合物溶解于乙酸乙酯/环戊酮(70/30)的混合溶剂80份,得到树脂溶液(20%)。使用线棒将该树脂溶液涂布于上述中得到的偏光板的偏光件侧的表面,将涂布膜在60℃下进行5分钟干燥,形成以树脂的有机溶剂溶液的涂布膜的固体化物的形式构成的树脂层(厚度0.4μm)。
(粘接剂组合物的制备)
以表1所示的配混比例将各单体成分混合,进而得到包含聚合引发剂(BASF公司制、商品名“Irgacure907”)3重量%的粘接剂组合物。需要说明的是,表1所示的单体相当于上述的商品名。
(相位差层的制作)
将显示向列液晶相的聚合性液晶(BASF公司制、商品名“Paliocolor LC242”、由下述式表示)10g和对于该聚合性液晶化合物而言的光聚合引发剂(BASF公司制:商品名“Irgacure907”)3g溶解于甲苯40g,制备液晶组合物(涂布液)。
使用摩擦布对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(厚度38μm)表面进行摩擦,实施取向处理。取向处理的方向为,在贴合于偏光板时从视觉辨识侧看,相对于偏光件的吸收轴的方向成为15°的方向。利用棒涂机将上述液晶涂布液涂布于该取向处理表面,以90℃进行2分钟加热干燥,由此使液晶化合物取向。使用金属卤化物灯,对这样形成的液晶层照射1mJ/cm2的光,使该液晶层固化,由此在PET薄膜上形成液晶取向固体化层A(H层)。液晶取向固体化层A的厚度为2.5μm,面内相位差Re(550)为270nm。进而,液晶取向固体化层A显示nx>ny=nz的折射率特性。
改变涂布厚度,且使取向处理方向为从视觉辨识侧看相对于偏光件的吸收轴的方向成为75°的方向,除此以外,与上述同样地操作,在PET薄膜上形成液晶取向固体化层B(Q层)。液晶取向固体化层B的厚度为1.5μm,面内相位差Re(550)为140nm。进而,液晶取向固体化层B显示nx>ny=nz的折射率特性。
(层叠体的制作)
使用上述粘接剂组合物,以固化后形成的粘接剂层的厚度成为1.5μm的方式,将液晶取向固体化层A转印至形成有树脂层的偏光板的树脂层表面。此时,以偏光件的吸收轴与液晶取向固体化层A的慢轴所成的角度成为15°的方式进行转印(贴合)。另外,粘接剂组合物的固化通过在氮气气氛下以累积光量成为900mJ/cm2的方式照射紫外线来进行。
接着,使用紫外线固化型粘接剂(固化后的厚度1μm),将液晶取向固体化层B转印至液晶取向固体化层A表面。此时,以偏光件的吸收轴与液晶取向固体化层B的慢轴所成的角度成为75°的方式进行转印(贴合)。另外,粘接剂组合物的固化通过照射紫外线来进行。
需要说明的是,边进行辊输送边进行各自的转印。
[实施例2及实施例4]
将粘接剂组合物中包含的单体成分变更为下述的表1所示那样,除此以外,与实施例1同样地操作,得到层叠体。
[实施例3]
在树脂层的形成时,使用Tg为110℃、Mw为350000的聚(甲基丙烯酸甲酯)(メルク社制)来代替共聚物1,除此以外,与实施例2同样地操作,得到层叠体。
[实施例5]
在树脂层的形成时,将异氰酸酯化合物变更为表1所示那样,除此以外,与实施例4同样地操作,得到层叠体。
[比较例1、比较例2及比较例3]
将粘接剂组合物中包含的单体成分变更为下述的表1所示那样,除此以外,与实施例1同样地操作,得到层叠体。
[比较例4]
在树脂层的形成时,使用Tg为115℃、Mw为1000000的聚(甲基丙烯酸甲酯)(メルク社制)来代替共聚物1,除此以外,与实施例4同样地操作,得到层叠体。
[比较例5]
在树脂层的形成时,不使用异氰酸酯化合物,除此以外,与实施例4同样地操作而得到层叠体。
对实施例及比较例进行下述的评价。将评价结果与各种值一起汇集于表1。
<评价>
1.截面观察
使用扫描型电子显微镜观察得到的层叠体的截面(倍率:3万倍),确认是否形成树脂层与粘接剂层的相容层。
[评价基准]
良好:在树脂层与粘接剂层之间存在明确的界面,未确认到相容层
不良:在树脂层与粘接剂层之间不存在明确的界面,确认到相容层
2.剥离性
用粘合剂将从得到的层叠体切成长度方向(偏光件的拉伸方向)200mm、宽度方向15mm的尺寸的样品贴合于玻璃板后,用切割刀在树脂层与粘接剂层间附近切缝,利用Tensilon万能试验机RTC(A&D Company,Limited制)将偏光板沿90度方向以剥离速度1000mm/分钟在长度方向进行剥离,测定此时的剥离力(N/15mm)。具体而言,测定粘接剂层(粘接剂层及相位差层的层叠部分)对树脂层的剥离力(粘接力)。需要说明的是,测定在23℃、50%RH的环境下进行。
[表1]
各实施例中确认到优异的粘接力。如图3所示,各实施例中,未确认到树脂层与粘接剂层的相容层。在图3中,能够确认厚度0.4μm的树脂层与厚度1.5μm的粘接剂层的界面。另一方面,比较例1、比较例2及比较例3中,如图4所示那样,确认到相容层。在图4中,在偏光件(上侧)与相位差层(下侧)间不存在明确的界面,能够确认厚度1.9μm的相容层。
产业上的可利用性
本发明的实施方式的层叠体例如可用于图像显示装置。作为图像显示装置,代表性的是可举出液晶显示装置、有机EL显示装置、无机EL显示装置。
Claims (9)
1.一种层叠体,其具有:包含偏光件的偏光板、功能层、配置在所述偏光板与所述功能层之间的树脂层及粘接剂层,
所述树脂层与所述粘接剂层邻接而配置,
所述树脂层包含:玻璃化转变温度为85℃以上并且重均分子量Mw为50000以上且小于500000的树脂、和异氰酸酯化合物,所述异氰酸酯化合物包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、及它们的衍生物中的至少1者,所述树脂层中的所述树脂的含量为50重量%以上且90重量%以下,所述树脂层中的所述异氰酸酯化合物的含量为10重量%以上且50重量%以下,
所述粘接剂层由粘接剂组合物的固化物层构成,通过所述粘接剂组合物中包含的单体成分的摩尔分数的加权平均而算出的辛醇/水分配系数logPow为1.5以上且4.0以下。
2.根据权利要求1所述的层叠体,其中,相对于所述粘接剂组合物中包含的单体成分100重量份,辛醇/水分配系数logPow为0.0以下的单体成分的含量为30重量份以下。
3.根据权利要求1所述的层叠体,其中,所述树脂层还包含六亚甲基二异氰酸酯或其衍生物中的至少一者作为所述异氰酸酯化合物。
4.根据权利要求1所述的层叠体,其中,所述粘接剂层的厚度为3μm以下。
5.根据权利要求1所述的层叠体,其中,所述树脂层的厚度为1μm以下。
6.根据权利要求1所述的层叠体,其中,所述树脂层与所述偏光件邻接而配置。
7.根据权利要求1所述的层叠体,其中,所述功能层为相位差层。
8.一种图像显示装置,其具备权利要求1~7中任一项所述的层叠体。
9.一种层叠体的制造方法,其包括:
在包含偏光件的偏光板或功能层涂布包含树脂及异氰酸酯化合物的有机溶剂溶液而形成树脂层,
借助粘接剂组合物,使所述功能层或所述偏光板贴合于所述树脂层,
所述树脂的玻璃化转变温度为85℃以上且重均分子量Mw为50000以上且小于500000,
所述异氰酸酯化合物包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、及它们的衍生物中的至少1者,
所述树脂层中的所述树脂的含量为50重量%以上且90重量%以下,所述树脂层中的所述异氰酸酯化合物的含量为10重量%以上且50重量%以下,
通过所述粘接剂组合物中包含的单体成分的摩尔分数的加权平均算出的辛醇/水分配系数logPow为1.5以上且4.0以下。
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