CN116997834A - 偏振器保护膜 - Google Patents
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Abstract
一种偏振器保护膜,该偏振器保护膜是多层膜,具有包含芴系聚酯树脂的聚酯系树脂层和包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏振器保护膜、使用该偏振器保护膜的偏振片、以及包含至少一块该偏振片的图像显示装置。
背景技术
作为用于图像显示装置的偏振片的偏振器,以往使用将聚乙烯醇(PVA)系树脂膜用碘或二色性染料等染色、并通过拉伸等取向的膜。该偏振器容易受到紫外线、水分、热的影响,因分解或尺寸变化等,导致偏光性能劣化。为了防止劣化,在该偏振器的单面或双面通过粘接剂贴合透明保护膜后用作偏振片。
作为该偏振器保护膜,出于透明且光学各向同性、以及与PVA的粘接性优异等理由,通常使用三乙酸纤维素(TAC)。另一方面,近年来随着液晶电视的价格下降而降低成本,经简易包装的液晶面板的运输增加,要求可耐受运输中的温度差或湿度差的耐久性,特别是低透湿偏振片的需求增加。因此,寻求替代透湿度高的TAC膜的材料,开发了各种改性丙烯酸树脂(专利文献1、2)或具有特定范围的延迟值的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(专利文献3)等膜,并已实用化。
另外,随着液晶显示器的薄型化,要求偏振片的薄型化,用于偏振片的TAC膜也在推进薄膜化。然而,随着TAC膜的薄膜化,还存在机械强度或透湿性变差的问题,在这方面也要求替代TAC膜的材料。
丙烯酸系树脂膜虽然透湿度比TAC膜低1/10左右,但因硬且脆,故在膜的剪裁时或贴合卷绕时从端部发生开裂,存在偏振片的生产能力下降的问题。若膜的膜厚变薄,则其产率显著下降,因此无法使膜厚薄至一定程度以上,现状是无法充分应对薄膜化的要求。
为了防止偏振器的碘因紫外线而劣化,紫外线吸收剂通常包含在保护膜中,但由于紫外线吸收剂对树脂的溶解度而使含量受到限制。因此,随着膜厚变薄,含有碘的保护所需的紫外线吸收剂就变得困难,在薄型丙烯酸系树脂膜中,若含量增多,则产生渗出等问题。
虽然通用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的透湿度比改性丙烯酸树脂更低、机械强度也优异,但由于存在延迟而产生彩虹状斑,无法用作偏振器保护膜。然而,上述具有特定范围的延迟值的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂通过将延迟控制在高值,干扰色被消除,显示与背光的发光光谱相似的光谱,从而偏振片的彩虹状斑被消除,可用作偏振器保护膜。该聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂具有通用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的延迟值的数倍~10倍以上的延迟值。然而,延迟与膜的厚度成比例,为了确保这样的高延迟值而需要一定程度以上的膜厚,现状是难以实现仅能满足要求的膜的薄膜化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2006/112207
专利文献2:WO2005/054311
专利文献3:日本专利4962661号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
因此,考虑使用韧性等力学特性优异、面内相位差低、对光学膜有用的芴系聚酯树脂膜作为偏振器保护膜。然而,本发明人进行研究后明确了:芴系聚酯树脂膜的厚度方向的相位差Rth较大,以单层的形式直接用作偏振器保护膜时需要进一步降低Rth。
另外,在如上所述使用丙烯酸系树脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂作为PVA偏振器的保护膜的情况下,在与PVA偏振器的粘接中,TAC膜所使用的水系粘接剂、例如聚乙烯醇系粘接剂因保护膜的透湿性低,故水的干燥速度慢而无法使用。因此,使用有机系粘接剂、特别是紫外线固化型粘接剂。然而,紫外线固化型粘接剂需要根据用户的使用条件定制无溶剂、粘度、累积光量、粘接强度、膜厚等,通常难以直接应用市售品。
本发明是为了解决上述课题而提出的,其目的在于:(1)提供一种偏振器保护膜,其具有优异的光学特性,耐久性、机械强度也优异,可进行薄膜化,便宜且生产率优异;(2)提供一种偏振片,其使用了由这样的偏振器保护膜和聚乙烯醇系树脂形成的偏振器;(3)提供一种使用了这样的偏振片的图像显示装置;以及(4)提供一种具备这样的图像显示装置的信息处理装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述课题,本发明人进行了深入研究,结果发现了:包含聚酯系树脂的多层膜作为本发明的目标的偏振器保护膜有效,通过进一步使用对与偏振器的粘接有效的紫外线固化型粘接剂,作为偏振片也有效,从而完成了本发明。
[1]一种偏振器保护膜,其是通过拉伸而成膜的多层膜,具有:
包含芴系聚酯树脂的聚酯系树脂层;以及
包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层,
上述聚酯系树脂层在整体中所占的厚度比例为1~30%,
波长589nm的厚度方向的相位差Rth(589)为-50nm以上且50nm以下,
波长550nm的面内相位差Ro(550)为0nm以上且50nm以下。
[2]根据[1]所述的偏振器保护膜,其中,上述芴系聚酯树脂是包含下述通式(1)和下述通式(3)所表示的重复单元的共聚聚酯树脂。
[化学式1]
[式中,A表示苯残基、萘残基、环己烷残基、萘烷残基或下述通式(2)所表示的芴残基,Z1和Z2相同或不同,表示亚苯基或亚萘基;R1a和R1b相同或不同,表示C2-6亚烷基,m和n相同或不同,表示1~5的整数;R2a和R2b相同或不同,表示烷基、烷氧基、芳基、环烷基、芳烷基、环烷基氧基、芳氧基、烷硫基、二烷基氨基、卤原子、硝基或氰基,h1和h2相同或不同,表示0~2的整数,R3a和R3b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基,k1和k2相同或不同,表示0~4的整数。]
[化学式2]
[式中,R4a和R4b相同或不同,表示C1-8亚烷基;p1和p2相同或不同,表示1~5的整数,R5a和R5b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基,q1和q2分别表示0~4的整数。]
[化学式3]
[式中,A表示苯残基、萘残基、环己烷残基、萘烷残基或上述通式(2)所表示的芴残基,R1c表示C2-4亚烷基,r表示1~3的整数。]
[3]根据[1]或[2]所述的偏振器保护膜,其中,上述包含芴系聚酯树脂的上述聚酯系树脂层是包含芴系聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的聚合物共混物。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述丙烯酸系树脂包含下述通式(4)、(5)或(6)的任一者所表示的重复单元。
[化学式4]
[式中,R6a和R6b相同或不同,表示氢原子或C1-8烷基;R7a和R7b相同或不同,表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基;s和t表示摩尔分数,s+t=1。]
[化学式5]
[式中,R8表示氢原子或碳数1~20的范围的有机残基,上述有机残基可包含氧原子,R9表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基,R10表示氢原子或C1-8烷基。]
[化学式6]
[式中,R11和R12相同或不同,表示氢原子或C1-8烷基;R13表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基。]
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述丙烯酸系树脂包含聚甲基丙烯酸甲酯。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,包含上述丙烯酸系树脂的上述丙烯酸系树脂层是包含丙烯酸系树脂和聚酯树脂或聚碳酸酯树脂的聚合物共混物。
[7]根据[6]所述的偏振器保护膜,其中,上述丙烯酸系树脂层中所含的上述聚酯树脂或上述聚碳酸酯树脂是芴系聚酯树脂或芴系聚碳酸酯树脂。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述聚酯系树脂层和上述丙烯酸系树脂层是不经由以粘接为目的的层而连接的结构。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述多层膜的最外层为上述丙烯酸系树脂层,上述多层膜具有3层以上的层。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述聚酯系树脂层含有紫外线吸收剂。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述多层膜在380nm的分光透射率为10%以下、总光线透射率为85%以上。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的偏振器保护膜,其在表面具有表面处理层。
[13]根据[1]~[12]中任一项所述的偏振器保护膜,其中,上述表面处理层具有硬涂、防眩、防反射、低反射、防污和防指纹中的任一种或多种效果。
[14]一种偏振片,其中,[1]~[13]中任一项所述的偏振器保护膜和由聚乙烯醇系树脂形成的偏振器用紫外线固化型粘接剂贴合。
[15]根据[14]所述的偏振片,其中,上述紫外线固化型粘接剂是含有具有9,9-双(芳基)芴骨架的聚酯多元醇与二异氰酸酯化合物与含羟基的丙烯酸酯化合物的反应产物和单官能丙烯酸酯化合物的组合物。
[16]一种图像显示装置,其具备[14]或[15]所述的偏振片。
[17]一种图像显示装置,其具备[14]或[15]所述的偏振片和触摸传感器。
[18]根据[17]所述的图像显示装置,其中,上述触摸传感器为On-cell方式或In-cell方式。
[19]根据[17]或[18]所述的图像显示装置,其中,上述触摸传感器是具有至少一张导电性膜的静电电容式触摸传感器。
[20]根据[19]所述的图像显示装置,其中,上述导电性膜的基材为聚酯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂或聚酰亚胺树脂。
[21]根据[19]或[20]所述的图像显示装置,其中,上述导电性膜包含多根金属细线。
[22]根据[21]所述的图像显示装置,其中,上述金属细线由银、铜或包含银和铜中的至少一者的合金构成。
[23][20]~[22]中任一项所述的图像显示装置,其中,上述导电性膜包含氧化铟锡(ITO)、掺杂锑的氧化锡(ATO)、导电性高分子以及碳系材料中的至少一种。
[24]根据[16]~[23]中任一项所述的图像显示装置,其可变更形状。
[25]根据[16]~[24]中任一项所述的图像显示装置,其为车载用。
[26]一种信息处理装置,其具备[16]~[25]中任一项所述的图像显示装置。
发明效果
根据本发明,可提供一种偏振器保护膜,其具有优异的光学特性,耐久性、机械强度也优异,可进行薄膜化,便宜且生产率优异。
附图说明
图1是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的偏振器保护膜的剖视图。
图2A是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的偏振片的剖视图。
图2B是概略地表示本发明的另一个实施方式所涉及的偏振片的剖视图。
图3A是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的图像显示装置(OLED)的剖视图。
图3B是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的图像显示装置(LCD)的剖视图。
图4是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的可卷曲式显示器的剖视图。
图5是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的信息处理装置的立体图。
图6是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的可折叠式智能手机的立体图。
图7是概略地表示本发明的一个实施方式所涉及的可卷曲式智能手机的立体图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式(以下,称为“本实施方式”进行详细说明,但本发明并不限定于此,在不脱离其宗旨的范围内可进行各种变形。
[偏振器保护膜]
本实施方式的偏振器保护膜是具有包含芴系聚酯树脂的聚酯系树脂层和包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层的多层膜。由此,可通过聚酯系树脂层对偏振器保护膜赋予耐久性或机械强度。另外,由于聚酯系树脂层与紫外线吸收剂的相容性良好,因此还可重新赋予紫外线吸收性能。而且,丙烯酸系树脂层具有透明性和耐损伤性,可得到进一步提高了机械强度的偏振器保护膜。更具体而言,本实施方式的偏振器保护膜为低透湿性、且具热稳定性,因此可防止由水分或热引起的偏振器的劣化,因其低延迟,故不易产生彩虹状斑或漏光等。另外,即使聚酯系树脂层含有高浓度的紫外线吸收剂,也可抑制渗出,因此在这样的方案中即使进行薄膜化,也可防止由紫外线引起的劣化。而且,本实施方式的偏振器保护膜其脆性得到抑制,因此卷绕偏振器保护膜辊的操作性优异。另外,通过双轴拉伸,还可进行薄膜化。例如,因使用通用聚甲基丙烯酸甲酯树脂作为丙烯酸系树脂,故可通过熔融挤出和双轴拉伸来大量制造。
特别是,本实施方式的偏振器保护膜通过具有聚酯系树脂层,可实现提高了耐久性或机械强度这样的特性、同时厚度与现有的偏振器保护膜为同等程度或更薄的偏振器保护膜。
对偏振器保护膜的多层结构没有特别限定,例如可列举:双层结构,由聚酯系树脂层和丙烯酸系树脂层构成;3层结构,聚酯系树脂层位于中间层,丙烯酸系树脂层位于最外层;3层结构,聚酯系树脂层位于最外层,丙烯酸系树脂层位于中间层;3层结构,聚酯系树脂层位于其中一个最外层,丙烯酸系树脂层位于中间层和另一个最外层;或者,除此以外,具有丙烯酸系树脂层和丙烯酸系树脂层的任意4层以上的结构等。此外,在本实施方式中,丙烯酸系树脂层优选不是粘合层。更具体而言,偏振器保护膜优选为具有包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层、且通过拉伸而成膜的多层膜。
其中,如图1所述示,优选具有聚酯系树脂层11位于中间层、丙烯酸系树脂层12位于最外层的3层结构的偏振器保护膜10。由此,处于耐损伤性进一步提高、且表面反射率下降的倾向。而且,通过制成这样的层叠体,丙烯酸系树脂不易开裂,因此可使偏振器保护膜变得更薄,另外,可在聚酯系树脂层中包含紫外线吸收剂,从紫外吸收功能的观点来看,也可使偏振器保护膜变薄。
另外,偏振器保护膜的各层可经由粘接剂层粘接,也可不经由以粘接为目的的层而连接。其中,聚酯系树脂层和后述的丙烯酸系树脂层等其他层优选不经由以粘接为目的的层而连接。聚酯系树脂层可与丙烯酸系树脂层密合性良好地层叠,因此可省略以粘接为目的的层。由此,可使偏振器保护膜变得更薄。
以下,对各层构成进行详述。
(聚酯系树脂层)
本实施方式中使用的聚酯系树脂层包含下述所示的芴系聚酯树脂。作为上述芴系聚酯树脂,优选具有9,9-双芳基芴骨架的芴系聚酯树脂,例如优选包含下述通式(1)和下述通式(3)所表示的重复单元的共聚聚酯树脂。通过使用这样的聚酯系树脂,耐久性或机械强度处于进一步提高的倾向。另外,通常聚酯树脂通过拉伸而使拉伸方向的双折射增大,但本实施方式的芴系聚酯树脂其侧链所含的9,9-双芳基芴骨架具有使相位差在与拉伸方向正交的方向增大的作用,因此可设计使聚合物整体的相位差下降的聚酯树脂。
[化学式7]
[式中,A表示苯残基、萘残基、环己烷残基、萘烷残基或下述通式(2)所表示的芴残基;Z1和Z2相同或不同,表示亚苯基或亚萘基;R1a和R1b相同或不同,表示C2-6亚烷基,m和n相同或不同,表示1~5的整数;R2a和R2b相同或不同,表示烷基、烷氧基、芳基、环烷基、芳烷基、环烷基氧基、芳氧基、烷硫基、二烷基氨基、卤原子、硝基或氰基,h1和h2相同或不同,表示0~2的整数;R3a和R3b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基;k1和k2相同或不同,表示0~4的整数。]
[化学式8]
[式中,R4a和R4b相同或不同,表示C1-8亚烷基;p1和p2相同或不同,表示1~5的整数;R5a和R5b表示对反应呈惰性的取代基;q1和q2分别表示0~4的整数。]
[化学式9]
[式中,A表示苯残基、萘残基、环己烷残基、萘烷残基或上述通式(2)所表示的芴残基;R1c表示C2-4亚烷基,r表示1~3的整数。]
本实施方式中使用的聚酯系树脂层可具有不同于上述芴系聚酯树脂的聚酯系树脂,可使用通过惯用的方法、例如直接聚合法、酯交换法、開环聚合法等调制的惯用的聚酯系树脂。聚酯系树脂例如可以是不具有芳族骨架的聚酯树脂[例如,脂肪族聚酯树脂(例如,聚乳酸、聚(3-羟基酪酸)等聚(羟基C1-7烷烃-羧酸;聚(ε-己内酯)等聚(C3-8内酯);聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯己二酸酯等聚C2-6亚烷基C4-8链烷酸酯等);至少具有脂环族骨架(环烷烃骨架)的脂环族聚酯树脂(例如,环己烷二甲醇与己二酸的聚合物等具有C5-10环烷烃环的二醇与C2-6亚烷基-二羧酸的聚合物等)等]等。然而,从机械特性等观点来看,聚酯系树脂优选为至少具有芳族骨架的芳族聚酯树脂。此外,这些聚酯系树脂也可单独或组合2种以上进行使用。
作为芳族聚酯树脂,例如可以是:聚亚烷基芳基化物系树脂、聚芳酯系树脂[例如、双酚A等双酚类与苯二羧酸(对苯二甲酸等)等芳族二羧酸的聚合物等]、液晶性聚酯树脂(例如,对羟基苯甲酸与p,p’-联苯与对苯二甲酸的共聚物、对羟基苯甲酸与2-羧基-6-羟基萘的共聚物、对羟基苯甲酸与对苯二甲酸与乙二醇的共聚物等)等。这些芳族聚酯树脂也可单独或组合2种以上进行使用。
本实施方式的聚酯系树脂的玻璃化转变温度优选为90~160℃、更优选为105~145℃、进一步优选为120~130℃。通过玻璃化转变温度为90℃以上,聚酯系树脂的耐热性处于进一步提高的倾向。另外,通过玻璃化转变温度为160℃以下,聚酯系树脂的拉伸性处于进一步提高的倾向。玻璃化转变温度可通过后述实施例中记载的方法进行测定。
本实施方式的聚酯系树脂的重均分子量优选为15000~100000、更优选为25000~75000、进一步优选为35000~50000。通过重均分子量为上述范围内,耐久性或机械的特性处于进一步提高的倾向,拉伸性处于进一步提高的倾向。此外,在本实施方式中,重均分子量可通过凝胶渗透层析(GPC),经聚苯乙烯换算进行测定,更具体而言,可通过后述实施例所记载的方法等进行测定。
以下,对构成上述芴系聚酯树脂的二醇成分(A)和二羧酸成分(B)进行详述。此外,上述通式(1)~(3)中的Z1和Z2、R1a~R5a和R1b~R5b、m、n、h1、h2、k1、k2、q1和q2分别相当于后述的二醇成分(A)和二羧酸成分(B)中的Z1和Z2、R1a~R5a和R1b~R5b、m、n、h1、h2、k1、k2、q1和q2。另外,后述的二醇成分(A)和二羧酸成分(B)中的Z1和Z2、R1a~R5a和R1b~R5b、m、n、h1、h2、k1、k2、q1和q2的示例可看作上述通式(1)~(3)中的Z1和Z2、R1a~R5a和R1b~R5b、m、n、h1、h2、k1、k2、q1和q2的示例。
(二醇成分(A))
作为构成芴系聚酯树脂的二醇成分,没有特别限定,例如优选使用下述通式(7)所表示的芴二醇成分(A1),根据需要可使用其他的二醇成分(A2)。以下,对各二醇成分进行详述。
(芴二醇成分(A1))
构成上述通式(1)的二醇部分的芴二醇成分(A1)可用下述通式(7)表示。
[化学式10]
[式中,Z1和Z2相同或不同,表示亚苯基或亚萘基。R1a和R1b相同或不同,表示C2-6亚烷基;m和n相同或不同,表示1~5的整数;R2a和R2b相同或不同,表示烷基、烷氧基、芳基、环烷基、芳烷基、硝基或氰基;h1和h2相同或不同,表示0~2的整数;R3a和R3b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基;k1和k2相同或不同,表示0~4的整数。]
上述通式(7)中,作为基R1a和R1b所表示的C2-6亚烷基,例如可列举:亚乙基、亚丙基(1,2-丙烷二基)、1,3-亚丙基、1,2-丁烷二基、四亚甲基等直链状或支链状C2-6亚烷基、优选C2-4亚烷基、进一步优选C2-3亚烷基。基R1a和R1b可彼此不同,通常也可相同。
氧化烯基(OR1a和OR1b)的数量(加成摩尔数)m和n只要是1以上即可,例如可以是1~12(例如,1~8)、优选为1~5(例如,1~4)、进一步优选为1~3(例如,1或2)、特别是1。此外,取代数m和n可彼此相同或不同。此外,在m和n为2以上时,基R1a和R1b的亚烷基的重复单元可由不同种类的亚烷基形成,通常可由相同的亚烷基形成。
作为取代基R2a和R2b,没有特别限定,例如可示例:烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基等C1-6烷基等)、环烷基(例如,环己基等C 5-8环烷基等)、芳基(例如,苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等C6-10芳基等)、芳烷基(例如,苄基、苯乙基等C6-10芳基-C1-4烷基等)等烃基;烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基等C1-6烷氧基等)、环烷基氧基(例如,环己基氧基等C5-8环烷基氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等C6-10芳氧基等)、芳烷基氧基(例如,苄基氧基等C6-10芳基-C1-4烷基氧基等);烷硫基(例如,甲硫基等C1-8烷硫基等);酰基(例如,乙酰基等C1-6烷基-羰基基等);卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等);硝基;氰基;二烷基氨基(例如,二甲基氨基等的二C1-4烷基-氨基等);二烷基羰基氨基(例如,二乙酰基氨基等二C1-4烷基-羰基氨基等)等。
作为优选的基R2a和R2b,例如可列举:烷基(C1-6烷基、优选C1-4烷基、特别是甲基)、烷氧基(C1-4烷氧基等)、环烷基(C5-8环烷基)、芳基(苯基等C6-12芳基)等。
取代数h1和h2各自例如可以是0~4(例如,0~3),优选可以是0~2(例如,0或1)。此外,取代数h1和h2可彼此相同或不同。
上述通式(7)中,作为基R3a和R3b,没有特别限定,例如可列举:氰基、卤原子(氟原子、氯原子、溴原子等)、烃基[例如,烷基、芳基、(苯基等C6-10芳基)等]等非反应性取代基,可以是卤原子、氰基或烷基(特别是烷基)。作为烷基,例如可示例甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基等C1-12烷基(例如,C1-8烷基、特别是甲基等C1-4烷基)等。基R3a和R3b的种类可彼此相同或不同。基R3a和R3b的取代位置例如可以是芴的2-位、7-位、2-和7-位等。
取代数k1和k2可以是0~4(例如,0~2)左右,优选为0或1、特别是0。此外,取代数k1和k2可彼此相同或不同。此外,在k1和k2为复数(2以上)时,在芴的各苯环中各自进行取代的基R3a彼此和基R3b彼此的种类可相同或不同。
此外,在本实施方式中,“对反应呈惰性”是指对聚酯系树脂的聚合反应呈惰性。
代表性的芴二醇成分(A1)包括9,9-双(羟基(聚)烷氧基苯基)芴类、9,9-双(羟基(聚)烷氧基萘基)芴类等。
作为9,9-双(羟基(聚)烷氧基苯基)芴类,没有特别限定,例如包括:(i)9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基丙氧基)苯基]芴等9,9-双(羟基C2-4烷氧基苯基)芴;(ii)9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-异丙基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-异丁基苯基)芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-叔丁基苯基)芴、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴、9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-叔丁基-5-甲基苯基)芴等9,9-双(羟基C2-4烷氧基-单或二C1-4烷基苯基)芴;(iii)9,9-双(4-(2-羟基乙氧基)-3-环己基苯基)芴等9,9-双(羟基C2-4烷氧基C5-10环烷基苯基)芴;(iv)9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)-3-苯基苯基]芴、9,9-双[4-(2-羟基丙氧基)-3-苯基苯基]芴等9,9-双(羟基C2-4烷氧基C6-10芳基苯基)芴等;上述化合物(ii)~(iv)中m和n为2~5的化合物、例如9,9-双(羟基C2-4烷氧基C2-4烷氧基苯基)芴、9,9-双(羟基C2-4烷氧基C2-4烷氧基-单或二C1-4烷基苯基)芴、9,9-双(羟基C2-4烷氧基C2-4烷氧基C6-10芳基苯基)芴等。
作为9,9-双(羟基(聚)烷氧基萘基)芴类,例如包括:(v)9,9-双(羟基烷氧基萘基)芴[例如,9,9-双[6-(2-羟基乙氧基)-2-萘基]芴、9,9-双[5-(2-羟基乙氧基)-1-萘基]芴、9,9-双[6-(2-羟基丙氧基)-2-萘基]芴等9,9-双(羟基C2-4烷氧基萘基)芴等;上述化合物(v)中m和n为2~5的化合物、例如9,9-双(羟基C2-4烷氧基C2-4烷氧基萘基)芴等。这些芴二醇成分(A1)可单独或组合2种以上进行使用。
虽然使用的二醇成分(A1)的比例还取决于使用的二羧酸成分的种类或比例,但作为一个方案,相对于二醇成分(A)整体,二醇成分(A1)的比例优选为50~99摩尔%、更优选为65~95摩尔%、进一步优选为75~90摩尔%。通过二醇成分(A1)的比例为50摩尔%以上,耐久性或机械强度、玻璃化转变温度处于进一步提高的倾向。另外,通过二醇成分(A1)的比例为99摩尔%以下,厚度方向相位差等处于变得更小的倾向。
(其他二醇成分(A2))
二醇成分(A)只要至少包含芴二醇成分(A1)即可,可含有芴二醇成分(A1)和其他二醇成分(A2),并形成共聚聚酯树脂。作为构成上述通式(3)的二醇部分的其他二醇成分(A2),没有特别限定,例如可列举:选自脂肪族二醇、脂环族二醇和芳族二醇的至少一种。
作为脂肪族二醇,没有特别限定,例如可示例:直链状或支链状链烷二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇等C2-10链烷二醇、优选C2-6链烷二醇、进一步优选C2-4链烷二醇)、聚链烷二醇(例如,二甘醇、一缩二丙二醇、三甘醇等二或三C2-4链烷二醇等)等。脂肪族二醇可单独或组合2种以上。优选的脂肪族二醇为链烷二醇、例如乙二醇等C2-4链烷二醇。
作为脂环族二醇,没有特别限定,例如可列举:环链烷二醇(例如,环己二醇等C5-8环链烷二醇)、二(羟烷基)环烷烃(例如,环己烷二甲醇等二(羟基C1-4烷基)C5-8环烷烃等)、异山梨醇等。脂环族二醇可单独或组合2种以上。
作为芳族二醇,例如可列举:二羟基芳烃(氢醌、间苯二酚等)、双酚类(例如,联苯、双酚A等双(羟苯基)C1-10烷烃等)、二(羟烷基)芳烃(例如,1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇等二(羟基C1-4烷基)C6-10芳烃等)、双酚类的环氧烷烃加成物等。芳族二醇可单独或组合2种以上。
在其他二醇成分(A2)中,优选脂肪族二醇和脂环族二醇、特别至少是脂肪族二醇。即,二醇成分(A)优选包含9,9-双(羟基(聚)C2-6烷氧基C6-12芳基)芴等上述通式(7)所表示的芴二醇成分(A1)和脂肪族二醇(优选乙二醇等C2-10链烷二醇、特别是C2-6链烷二醇)。
虽然使用的其他二醇成分(A2)的比例还取决于使用的二羧酸成分的种类或比例,但作为一个方案,相对于二醇成分(A)整体,其他二醇成分(A2)的比例优选为3~50摩尔%、更优选为5~35摩尔%、进一步优选为10~25摩尔%。通过以如上所述的比例使用其他二醇成分(A2),耐久性或机械强度处于进一步提高的倾向。
(二羧酸成分(B))
作为构成芴系聚酯树脂的二羧酸成分,没有特别限定,例如优选使用下述通式(8)所表示的芴二羧酸成分(B1),根据需要,可使用其他二羧酸成分(B2)。以下,对各二羧酸成分进行详述。
(芴二羧酸成分(B1))
作为可构成本实施方式中使用的聚酯树脂的单体之一的芴二羧酸成分(B1)可用下述通式(8)表示。
[化学式11]
[式中,R4a和R4b相同或不同,表示C1-8亚烷基;p1和p2相同或不同,表示1~5的整数;R5a和R5b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基;q1和q2相同或不同,表示0~4的整数。]
上述通式(8)中,作为基R4a、R4b所表示的C1-8亚烷基,可示例直链状或支链状亚烷基、例如亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、2-乙基亚乙基、2-甲基丙烷-1,3-二基等C1-8亚烷基。其中,优选的亚烷基为直链状或支链状C1-6亚烷基(例如,亚甲基、亚乙基、三亚甲基、亚丙基、2-甲基丙烷-1,3-二基等C1-4亚烷基)。
上述通式(8)中,基R5a和R5b、q1和q2包括优选方案,分别与上述通式(7)记载的R3a和R3b、k1和k2相同。
上述通式(8)所表示的代表性的化合物包括9,9-双(2-羧乙基)芴、9,9-双(2-羧丙基)芴等9,9-双(羧基C2-6烷基)芴等。芴二羧酸可单独或组合2种以上。优选的芴二羧酸成分可列举:9,9-双(2-羧乙基)芴。
(其他二羧酸成分(B2))
二羧酸成分(B)可包含选自脂肪族二羧酸、脂环族二羧酸和芳族二羧酸的至少一种二羧酸(B2)。
作为脂肪族二羧酸,没有特别限定,例如可列举:烷烃二羧酸(例如,琥珀酸、己二酸、癸二酸、癸烷二羧酸等C4-14烷烃二羧酸、优选C6-12烷烃二羧酸等)、不饱和脂肪族二羧酸(例如,马来酸、富马酸、衣康酸等C2-10烯烃-二羧酸等)等。优选的脂肪族二羧酸为烷烃二羧酸。
作为脂环族二羧酸成分,没有特别限定,例如可列举:环烷烃二羧酸(例如,1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸等C5-10环烷烃二羧酸等)、二或三环烷烃二羧酸(例如,萘烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、金刚烷二羧酸、三环癸烷二羧酸等)、环烯烃二羧酸(例如,环己烯二羧酸等C5-10环烯烃-二羧酸)、二或三环烯烃二羧酸(例如,降冰片烯二羧酸等)等。
作为芳族二羧酸成分,没有特别限定,例如可列举:单环式芳族二羧酸[例如,邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、烷基间苯二甲酸(例如,4-甲基间苯二甲酸等C1-4烷基间苯二甲酸等)等C6-10芳烃二羧酸等]、缩合多环式芳族二羧酸[例如,萘二羧酸(例如,1,5-萘二羧酸、1,6-萘二羧酸、1,7-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸等)、蒽二羧酸、菲二羧酸等缩合多环式C10-24芳烃-二羧酸、优选缩合多环式C10-16芳烃-二羧酸、进一步优选缩合多环式C10-14芳烃-二羧酸等]、芳基芳烃二羧酸[例如,联苯二羧酸(例如,2,2’-联苯二羧酸、4,4’-联苯二羧酸等)等C6-10芳基-C6-10芳烃二羧酸等]、二芳基烷烃二羧酸[例如,二苯基烷烃二羧酸(例如,4,4’-二苯基甲烷二羧酸等)等二C6-10芳基C1-6烷烃-二羧酸等]、二芳基酮二羧酸[例如,二苯基酮二羧酸(例如,4.4’-二苯基酮二羧酸等)等二C6-10芳基酮-二羧酸)等]等。
此外,二羧酸成分(B)并不限于游离羧酸,还包括上述二羧酸的酯形成性衍生物、例如酯[例如,烷基酯[例如,甲基酯、乙基酯等低级烷基酯(例如,C1-4烷基酯、特别是C1-2烷基酯)等]等]、酰卤(例如,酰氯等)、酸酐等。这些二羧酸成分(B)可单独或组合两种以上进行使用。
(聚酯系树脂的制造方法)
偏振器保护膜中使用的聚酯树脂可通过二醇成分(A)与二羧酸成分(B)的反应来调制。对聚酯树脂的制造方法没有特别限定,可通过惯用的方法、例如酯交换法、直接聚合法等熔融聚合法、溶液聚合法、界面聚合法等进行调制,在聚合反应中可使用酯交换催化剂、缩聚催化剂、热稳定剂、光稳定剂、聚合调节剂等。
作为酯交换催化剂,没有特别限定,例如可列举:碱土金属(镁、钙、钡等)、过渡金属(锰、锌、钴、钛等)等化合物(烷氧化物、有机酸盐、无机酸盐、金属氧化物等)等。其中,也可适合使用乙酸锰或乙酸钙等。
对缩聚催化剂的种类没有特别限定,可示例上述碱土金属、过渡金属、元素周期表第13族金属(铝等)、元素周期表第14族金属(锗等)、元素周期表第15族金属(锑等)等化合物,更具体而言,可示例二氧化锗、氢氧化锗、草酸锗、四乙氧基锗、四正丁氧基锗烷等锗化合物、三氧化锑、乙酸锑、乙二醇锑(antimony ethylene glycolate)等锑化合物、钛酸四正丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、草酸钛、草酸钛钾等钛化合物等。这些催化剂可单独或混合2种以上进行使用。
作为热稳定剂,没有特别限定,例如可示例:磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、亚磷酸、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯等磷化合物等。
反应中,二醇成分(A)与二羧酸成分(B)的使用比例可从与上述相同的范围内选择,根据需要可过量地使用规定的成分。例如,可从反应体系中馏出的乙二醇等二醇成分可比引入到聚酯系树脂中的单位的比例过量地使用。另外,反应可在溶剂的存在下或不存在下进行。
反应可在惰性气体(氮、氦等)环境中进行。另外,反应也可在减压下(例如,1×102~1×104Pa左右)进行。反应温度取决于聚合方法,例如在熔融聚合法中反应温度可以是150~300℃、优选为180~290℃、进一步优选为200~280℃左右。
本实施方式的聚酯系树脂层可制成包含芴系聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的聚合物共混物。聚碳酸酯树脂的组成只要可与上述芴系聚酯树脂相容即可,没有特别限定,例如可使用具有双酚A或芴结构的芳族聚碳酸酯树脂、或者具有异山梨醇结构的脂环式聚碳酸酯树脂等。另外,根据需要,可制成除上述芴系聚酯树脂和上述聚碳酸酯树脂以外还包含其他树脂的聚合物共混物。这样,通过将聚酯树脂层制成聚合物共混物,例如可适当地控制韧性等物理特性的改善或相位差表现性等光学特性。
上述聚合物共混物中,对芴系聚酯树脂与聚碳酸酯树脂的比例没有特别限定,只要芴系聚酯树脂与聚碳酸酯树脂相容即可。例如,相对于芴系聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的总量,芴系聚酯树脂的比例优选为30重量%以上、50重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上,实质上是100重量%。
对上述聚合物共混物的调制方法没有特别限定,可以是惯用的方法、例如将两种树脂成分溶解于溶剂的方法、利用混炼机(或挤出机、例如双螺杆挤出机等)进行熔融混合的方法等。从可防止由成膜后的残留溶剂引起的光学特性(例如,低双折射、高透明性等)下降的角度考虑,优选熔融混合的方法。
(丙烯酸系树脂)
本实施方式中使用的丙烯酸系树脂是包含来自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的聚合物,优选为以(甲基)丙烯酸酯为主体的聚合物。丙烯酸系树脂可以是(甲基)丙烯酸酯的均聚物,也可以是与其他聚合性单体的共聚物。
这样的丙烯酸系树脂可包含下述通式(4)所示的主链上不具有环状结构的重复单元或下述通式(5)或(6)所示的主链上具有环状结构的重复单元。
[化学式12]
[式中,R6a和R6b相同或不同,表示氢原子或C1-8烷基;R7a和R7b相同或不同,表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基;s和t表示摩尔分数,s+t=1。]
[化学式13]
[式中,R8表示氢原子或碳数1~20的范围的有机残基,上述有机残基可包含氧原子,R9表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或含有C5-15芳环的取代基;R10表示氢原子或C1-8烷基。]
[化学式14]
[式中,R11和R12相同或不同,表示氢原子或C1-8烷基;R13表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或含有C5-15芳环的取代基。]
作为构成通式(4)所表示的主链上不具有环状结构的重复单元的单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸双环戊基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸双环戊酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯等。可使用2种以上的这些单体。
其中,从耐久性的观点来看,优选使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为丙烯酸系树脂。在本实施方式中,对聚甲基丙烯酸甲酯没有限定,只要主要包含来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元即可,可包含其他单体。聚甲基丙烯酸甲酯中所含的来自甲基丙烯酸甲酯的重复单元的含量以总单体量为基准,优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上。从工业上大规模生产、容易获取和成本的观点来看,为了达到本实施方式的目的,最优选聚甲基丙烯酸甲酯。
另外,作为主链上具有环状结构的丙烯酸系树脂的环状结构,例如可列举:内酯环、戊二酰亚胺环、戊二酸酐结构、马来酸酐结构、N-取代马来酰亚胺结构等。
具有通式(5)所表示的内酯环的丙烯酸系树脂可通过使作为单体的(甲基)丙烯酸酯与具有羟基的(甲基)丙烯酸酯和/或具有羧酸基的(甲基)丙烯酸类的共聚得到的聚合物再进行分子内环化反应而得到。作为上述具有羟基的单体,具体而言,可列举:2-(羟甲基)丙烯酸甲酯、2-(羟甲基)丙烯酸乙酯、2-(羟乙基)丙烯酸甲酯等。另外,作为具有羧酸基的单体,例如可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-(羟甲基)丙烯酸、2-(羟乙基)丙烯酸等。可将2种以上的这些单体共聚。共聚后,通过环化反应形成主链上具有内酯环的丙烯酸系聚合物。作为市售品,例如可列举:日本触媒(株)的ACRYVIEWA(商品名)。
具有通式(6)所表示的戊二酰亚胺环的丙烯酸系树脂可通过向(甲基)丙烯酸酯聚合物中添加伯胺、并进行酰亚胺化来制造。作为这样的(甲基)丙烯酸酯聚合物的单体,例如可使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯,更优选使用(甲基)丙烯酸甲酯。这些(甲基)丙烯酸酯可将单一种类聚合,也可将多种组合进行共聚。
具有马来酸酐结构或N-取代马来酰亚胺结构的丙烯酸系树脂通过使马来酸酐或N-取代马来酰亚胺单体与(甲基)丙烯酸酯共聚来制造。作为马来酸改性树脂的市售品,例如可列举:作为马来酸改性MAS树脂(甲基丙烯酸甲基-丙烯腈-苯乙烯共聚物)的旭化成化学(株)制造的Delpet 980N。
上述丙烯酸系树脂层可含有橡胶颗粒以赋予韧性。通过掺混橡胶颗粒,可在膜的搬送时、卷绕时防止开裂,还可改善滑动性。
橡胶颗粒可以是仅由显示橡胶弹性的层构成的颗粒,也可以是同时具有显示橡胶弹性的层和其他层的多层结构的颗粒。作为橡胶弹性体,例如可列举:烯烃系弹性聚合物、二烯系弹性聚合物、苯乙烯-二烯系弹性共聚物、丙烯酸系弹性聚合物等。其中,从透明性的观点来看,优选使用丙烯酸系弹性聚合物。丙烯酸系橡胶颗粒可列举:在丙烯酸系弹性聚合物的层的外侧具有以甲基丙烯酸烷基酯为主体的硬质聚合物层的双层结构的颗粒、或者进一步在丙烯酸系弹性聚合物的层的内侧具有以甲基丙烯酸烷基酯为主体的硬质聚合物层的3层结构的颗粒。在本实施方式的偏振器保护膜的制造中,可使用掺混了丙烯酸系橡胶颗粒的市售丙烯酸系树脂,也可通过熔融混炼调制掺混有市售的丙烯酸系橡胶颗粒的丙烯酸系树脂来进行使用。
上述丙烯酸系树脂层可制成包含丙烯酸系树脂和聚酯树脂或聚碳酸酯树脂的聚合物共混物。
对上述丙烯酸系树脂层中所含的聚酯树脂的组成没有特别限定,只要与上述丙烯酸树脂相容即可,从耐久性优异、可适当地控制相位差表现性的角度考虑,优选为芴系聚酯树脂。
对上述丙烯酸系树脂层中所含的聚碳酸酯树脂没有特别限定,只要与上述丙烯酸树脂相容即可,从耐久性优异的角度考虑,优选为芳族聚碳酸酯树脂,其中,从可适当地控制相位差表现性的角度考虑,进一步优选为芴系聚碳酸酯树脂。
上述聚合物共混物可根据需要制成除了包含上述丙烯酸系树脂和聚酯树脂或聚碳酸酯树脂以外还包含其他树脂的聚合物共混物。通过如此地将丙烯酸树脂制成聚合物共混物,例如可改善韧性等物理特性、或可适当地控制相位差表现性等光学特性。
上述聚合物共混物中,对丙烯酸系树脂与聚酯树脂或聚碳酸酯树脂的比例没有特别限定,只要这些树脂相容即可。例如,相对于丙烯酸系树脂、聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的总量,丙烯酸系树脂的比例优选为30重量%以上、50重量%以上、60重量%以上、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上,实质上是100重量%。
对上述聚合物共混物的调制方法没有特别限定,可以是惯用的方法、例如将两种树脂成分溶解于溶剂的方法、利用混炼机(或挤出机、例如双螺杆挤出机等)进行熔融混合的方法等。从可防止由成膜后的残留溶剂引起的光学特性(例如,低双折射、高透明性等)下降的角度考虑,优选熔融混合的方法。
(其他树脂层)
本实施方式的偏振器保护膜可设置除上述聚酯系树脂层和上述丙烯酸系树脂层以外的树脂层。对除上述聚酯系树脂层和上述丙烯酸系树脂层以外的树脂层没有特别限定,只要是可与连接的树脂层密合的材料即可。作为这样的树脂层中所含的树脂,优选透明性等光学特性优异的乙酸纤维素系树脂、环烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂等,其中,更优选拉伸后的延迟表现少的乙酸纤维素系树脂。
在本实施方式的偏振器保护膜的表面,根据需要可形成后述的表面处理层。
上述表面处理层是用于提高本实施方式的偏振器保护膜的功能的层,具体而言,可列举:具有硬涂、防眩、防反射、低反射、防污或防指纹中的任一种或多种效果的层等。
对具有上述硬涂效果的层没有特别限定,可使用已知的材料,适合使用通过热、化学反应、或照射电子射线、放射线、紫外线的任一种而聚合和/或进行反应的树脂化合物。作为这样的固化性树脂,可列举:(甲基)丙烯酸系、环氧系、蜜胺系、硅系、聚乙烯醇系等固化性树脂,在得到高的表面硬度或光学特性方面,优选通过电子射线或紫外线而固化的(甲基)丙烯酸系固化性树脂。另外,在本实施方式的偏振器保护膜上设置硬涂层的工序可在后述的拉伸工序之前实施,也可在拉伸工序之后实施。
对具有上述防眩效果的层没有特别限定,作为代表性的层,可使用通过在表面形成凹凸使来自外界的入射光发生漫反射而抑制晃眼或映入的层等。作为表面凹凸的形成方法,例如可列举:通过喷砂法或压花法等直接使表面粗面化的方法;或者,使固化性树脂中含有直径为数μm左右的无机填料(二氧化硅等微粒)、有机填料(聚苯乙烯树脂或丙烯酸树脂等的微粒)并使其固化,从而设置源自上述无机填料或有机填料的凹凸的方法等。
对具有上述防反射效果的层没有特别限定,作为代表性的层,可使用如下的层:通过涂布多层的由无机材料构成的电介质薄膜(防反射膜),使在各薄膜的界面产生的反射光和在最表面产生的反射光相互干扰,由此抑制外部光线反射的层等。
对具有上述低反射效果的层没有特别限定,可使用通过降低最表面的折射率来抑制外部光线反射的层。作为降低最表面的折射率的方法,可列举:涂布含有如氟系材料所代表的低折射材料的树脂的方法;或者,在表面形成比可见光的波长更细小的结构,使表面的折射率实质上达到与微细结构中的空气的平均折射率,从而降低折射率的方法等。
对具有上述防污效果或防指纹效果的层没有特别限定,可使用通过干式涂布或湿式涂布防水性或防油性优异的材料而形成的层。作为上述防水性或防油性优异的材料的具体例子,可列举:硅系化合物、氟系化合物等。
(紫外线吸收剂)
偏振器保护膜需要阻断波长380nm以下的紫外线,以防止碘因紫外线而劣化。偏振器保护膜需要将380nm的透射率设为10%以下、优选8%以下。为了满足该要求,添加紫外线吸收剂是有效的,但若膜的膜厚变薄,则无法以高浓度分散紫外线吸收剂,从而无法得到规定的透射率。通常,在后述的丙烯酸系树脂中,紫外线吸收剂的溶解度低,无法添加形成薄膜所需的量的紫外线吸收剂,因此膜的薄膜化有限度。
另一方面,本实施方式的聚酯系树脂其紫外线吸收剂的溶解度高,即使以高浓度含有紫外线吸收剂也不会渗出,可进行膜的薄膜化。因此,聚酯系树脂层优选含有紫外线吸收剂。
此外,这并不妨碍其他树脂层包含紫外线吸收剂,在其他树脂层中可包含紫外线吸收剂。
作为紫外线吸收剂,没有特别限定,例如可使用:二苯甲酮系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂这样的已知的紫外线吸收剂。
作为二苯甲酮系紫外线吸收剂,没有特别限定,例如可列举:2-羟基-4-戊氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基-4’-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-环己基氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基-4’-氯二苯甲酮等。其中,优选2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
作为苯并三唑系紫外线吸收剂,没有特别限定,例如可列举:2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)4-甲基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)2苯酚、2,2’-亚甲基ー双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-十二烷基苯酚、2-(2-羟基-5-ter叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、苯丙烷酸,3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-C 7-C 9烷基酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2,2’-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-[(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(2-羟基-3-α-枯基-5-烷基苯基)-2H-苯并三唑、辛基-3-[3-ter叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-乙基己基-3-[3-ter叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯等。其中,优选2,2’-亚甲基-双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚。
作为三嗪系紫外线吸收剂,例如可列举:2-[4-[(2-羟基-3-(2’-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-丁基氧基苯基)-6-(2,4-双-丁基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(2-羟基-4-己基氧基-3-甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己基氧基苯酚等。其中,优选2-[4-[(2-羟基-3-(2’-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪。
这些紫外线吸收剂可单独或并用2种以上。其中,优选在320~400nm具有最大吸收波长的紫外线吸收剂。380nm的摩尔吸光系数越高,添加量就越少而优选,但优选还要考虑400nm附近的吸收所导致的着色来选择紫外线吸收剂。
在向聚酯系树脂层或其他树脂层中添加紫外线吸收剂的情况下,其添加量取决于紫外线吸收剂的种类,不能一概而论,例如,相对于相应的树脂层整体,可设为0.1质量%~30质量%、优选为1质量%~20质量%、更优选为3质量%~10质量%。在为上述范围的下限值以上的情况下,可提高紫外线吸收性能,另外,在为上限值以下的情况下,可得到更透明、着色少且耐久性也优异的偏振器保护膜。
(其他添加剂)
聚酯系树脂层和/或其他树脂层除了包含紫外线吸收剂以外,根据需要还可包含各种添加剂。作为这样的添加剂,没有特别限定,例如可列举:抗静电剂、耐光剂、阻燃剂、热稳定剂、抗氧化剂、防凝胶化剂、表面活性剂等。
根据需要,也可进一步对本实施方式的膜赋予易滑性。赋予易滑性时,可列举:以往已知的技术,例如添加由粘土、云母、氧化钛、碳酸钙、二氧化硅、高岭土、丙烯酸类、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯等构成的无机或有机微粒的方法;在制膜中或制膜后于膜表面涂布含有表面活性剂或脱模剂、微粒的聚合物的方法等。
对这些添加剂的添加方法没有特别限定,例如可通过与原料树脂一同供给至单螺杆或双螺杆挤出装置、并进行熔融混炼来添加。上述添加剂的添加可在制膜前利用不同于熔融制膜装置的挤出装置进行,也可在制膜时利用安装在T型模头上的挤出装置进行,但熔融混炼和制膜同时进行的后一种方法在工业上有利。为了进行添加剂的充分分散,利用双螺杆挤出装置进行的混炼较为适合。
[偏振器保护膜的其他方案]
在上文中,对以包含芴系聚酯树脂的聚酯系树脂层和包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层为必须构成的偏振器保护膜进行了阐述,作为其他方案,可使用包含聚碳酸酯树脂的聚碳酸酯树脂层来代替包含芴系聚酯树脂的聚酯系树脂层。本说明书中,“聚酯系树脂层”也包含上述“聚碳酸酯树脂层”。
即使是具有聚碳酸酯树脂层和包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层的多层膜,也可获得与具有上述聚酯系树脂层的多层偏振器保护膜同样的效果。即,通过包含聚碳酸酯树脂,与由丙烯酸系树脂构成的单独膜相比韧性提高,进而也可使与紫外线吸收剂的亲和性高的聚碳酸酯树脂中含有紫外线吸收剂。
作为上述聚碳酸酯树脂,可无特别限定地使用各种聚碳酸酯树脂,从成型性高或韧性优异的角度考虑,优选芳族聚碳酸酯树脂。特别是,从广泛使用、且可抑制成本的观点来看,优选双酚A系聚碳酸酯树脂,另外,从可降低相位差的观点来看,优选在侧链具有芴骨架的聚碳酸酯树脂。
(多层膜的制造方法)
对本实施方式的基于共挤出法的多层膜的制造方法进行说明。首先,将聚酯系树脂和除其以外的层中使用的树脂的颗粒通过干燥器干燥使水分率小于100ppm。接着,计量各树脂颗粒和添加剂,混合并供给至挤出机,使用多层进料块使各层合流,从狭缝状的模头以片状进行熔融挤出。再利用静电施加法使熔融状态的片材与浇铸辊密合进行冷却固化,得到多层膜。或者,可使用多歧管模头来代替使用多层进料块。
各树脂的熔融温度优选达到比玻璃化转变温度(Tg)高50~180℃的温度,更优选达到比玻璃化转变温度高80~150℃的温度。通过使挤出机中的熔融温度比玻璃化转变温度高50℃以上,树脂的流动性处于进一步提高的倾向。另外,通过使挤出机中的熔融温度比玻璃化转变温度低180℃以下,熔融时树脂的劣化处于被抑制的倾向。
通过挤出机熔融,根据需要经由过滤器、齿轮泵被连续地输送至模头。对各熔融树脂进行高精度过滤以去除树脂中所含的异物。对用于熔融树脂的高精度过滤的滤材没有特别限定,不锈钢烧结体的滤材其去除性能优异,故适合。
本实施方式的多层膜对其层构成没有特别限定,例如可以是上述聚酯系树脂/除上述聚酯以外的树脂的2种双层结构、上述聚酯系树脂/除上述聚酯以外的树脂/上述聚酯系树脂的2种3层结构、除上述聚酯以外的树脂/上述聚酯系树脂/除上述聚酯以外的树脂的2种3层结构。这里,在除上述聚酯以外的树脂仅为1层的情况下,该树脂为丙烯酸系树脂,在2层以上的情况下,只要至少1层的树脂为丙烯酸系树脂即可。为了抑制多层膜的卷曲,与双层结构相比,形成最外层为相同树脂的3层结构、且最外层的厚度也相同或相近,这会消除收缩力,因此有效。在用作本实施方式的偏振器保护膜的情况下,与PVA膜粘接的最外层可以是上述聚酯系树脂,也可以是除上述聚酯以外的树脂,但为了防止损伤和降低表面反射率,以表面硬度高、折射率低的上述丙烯酸系树脂等为最外层、且以上述聚酯系树脂为芯层则更为有效。
本实施方式的多层膜的各层的厚度比例可根据设计成拉伸后的膜的特性(面内相位差Ro、厚度方向相位差Rth、总光线透射率、380nm分光透射率、抗弯曲性等)满足所期望的值的拉伸条件的拉伸倍率来确定。具体而言,聚酯系树脂层在整体中所占的厚度比例优选为1%以上且30%以下、更优选为3%以上且25%以下、进一步优选为5%以上且20%以下。聚酯系树脂层的厚度比例越高,耐弯曲性或紫外线吸收性能越处于提高的倾向。另外,聚酯系树脂层的厚度比例越低,越处于除厚度方向的相位差进一步降低之外、制造成本也降低的倾向。
另外,2种3层结构等的像丙烯酸系树脂层这样的聚酯系树脂层以外的层在整体中所占的厚度比例在每层中优选为10%以上且80%以下、更优选为15%以上且75%以下、进一步优选为20%以上且70%以下。其他树脂层的厚度比例越高,越处于除厚度方向的相位差降低之外、制造成本也降低的倾向。另外,耐弯曲性或紫外线吸收性能处于进一步提高的倾向。另外,其他树脂层的厚度比例越低,耐弯曲性或紫外线吸收性能越处于进一步提高的倾向。
本实施方式的多层膜的总厚度优选为5~90μm、更优选为10~80μm、进一步优选为20~50μm。通过制成具有聚酯系树脂层的多层膜,可实现像这样更进一步薄化的偏振器保护膜。
本实施方式的多层膜中聚酯系树脂层与丙烯酸系树脂层这样的其他树脂层的界面密合性优异。例如,在其他树脂层中使用上述丙烯酸系树脂的情况下,上述丙烯酸系树脂与上述聚酯系树脂的溶解度参数之差小,确认到无需使用粘接树脂即可密合。
本实施方式的多层膜可以是未拉伸膜,但从机械特性等观点来看,也可以是拉伸膜。另外,拉伸处理作为薄膜化的手段有效。未拉伸膜若达到大约50μm以上的厚度,则由T型模头浇铸后可通过捏合辊的夹持来控制膜厚,膜厚精度提高。通过选择可得到均匀的拉伸应力的拉伸条件进行拉伸处理,可成为薄膜、且提高膜厚精度。
可边将通过上述共挤出法制膜的多层膜加热至上述聚酯系树脂和除其以外的树脂的各熔点与各玻璃化转变温度之间的适当温度边进行拉伸成型。拉伸可以是双轴拉伸或单轴拉伸的任一种,为了用作本实施方式的偏振器保护膜,由拉伸引起的延迟的表现少的双轴拉伸适合。双轴拉伸可通过将膜沿纵横两个方向拉伸来进行,面内延迟Ro在纵横向被消除,可达到接近零的值。然而,厚度方向的延迟Rth无法消除,因此希望使用固有双折射尽可能小的树脂。需要根据膜厚和拉伸条件使Rth在可接受的范围内。双轴拉伸可以是纵横具有相等的强度和收缩性的等拉伸和纵横的强度或收缩性不同的偏拉伸的任一种。
为了用作偏振器保护膜,延迟优选Ro(550)为0nm以上且50nm以下、Rth(589)为-50nm以上且50nm以下,更优选Ro(550)为0nm以上且40nm以下、Rth(589)为-40nm以上且40nm以下,进一步优选Ro(550)为0nm以上且10nm以下、Rth(589)为-20nm以上且20nm以下。通过延迟为上述范围内,无论是面内方向还是厚度方向相位差均少,作为偏振器保护膜更有用。此外,在本实施方式中,Ro(550)表示550nm的面内相位差,Rth(589)表示589nm的厚度方向相位差。
另外,多层膜在波长380nm的分光透射率优选为10%以下、更优选为7.5%以下、进一步优选为5.0%以下。另外,多层膜的总光线透射率优选为85%以上、更优选90%以上、进一步优选为95%以上。由于波长380nm下的分光透射率和总光线透射率在上述范围内,所以可更适合用作偏振器保护膜。
关于拉伸倍率,在单轴拉伸或双轴拉伸中,各方向的拉伸倍率分别为1.1~3.5倍的倍率、优选为1.2~3.0倍、进一步优选为1.3~2.5倍。例如,在双轴拉伸的情况下,可以是等拉伸(例如,沿纵横两个方向拉伸1.2~3倍),也可以是偏拉伸(例如,沿纵向拉伸1.1~2倍、沿横向拉伸2~4倍)。若拉伸倍率为上述下限值以上,则所得的多层膜的厚度处于下降的倾向。另外,若拉伸倍率为上述上限值以下,则处于所得的多层膜的相位差容易变小、而所得的多层膜的断裂进一步被抑制的倾向。
拉伸温度优选为Tg-10℃以上、更优选为Tg-5℃以上、特别优选为Tg℃以上、优选为Tg+20℃以下、更优选为Tg+15℃以下、特别优选为Tg+10℃以下。这里,Tg表示上述聚酯系树脂和除其以外的树脂的玻璃化转变温度中较高的温度。上述聚酯系树脂和除其以外的树脂的玻璃化转变温度之差ΔTg以尽可能小为宜。优选ΔTg为10℃以下。若ΔTg超过20℃,则任何树脂都有可能偏离优选的拉伸温度的范围。若拉伸温度为上述下限值以上,则处于膜可均匀地拉伸、膜厚变得均匀的倾向。另外,若拉伸温度为上述上限值以下,则处于所得的多层膜的相位差容易变小、且所得的多层膜的断裂被进一步抑制的倾向。
通过在拉伸前进行预热、在拉伸后进行热固定,可减小拉伸后的相位差值的偏差,并可减小弯曲所伴随的取向角的偏差。预热、热固定可进行任一者,但更优选进行两者。这些预热、热固定优选用夹钳把持来进行,即优选与拉伸连续地进行。
优选的预热温度为Tg-5℃~Tg+40℃、更优选为Tg~Tg+30℃。预热时间为1秒~10分钟、更优选为5秒~4分钟、进一步优选为10秒~2分钟。
热固定可在Tg-5℃~Tg+25℃、更优选在Tg~Tg+15℃下实施。另外,也可在比拉伸温度低1℃~50℃的温度下进行,更优选低2℃~40℃、进一步优选低3℃~30℃。进一步优选为拉伸温度以下且Tg以下。优选的预热时间为1秒~10分钟、更优选为5秒~4分钟、进一步优选为10秒~2分钟。热固定时,拉幅机的宽度可从拉伸结束后的宽度缩小0~10%左右。
待挤出的各树脂的熔融温度优选为Tg+80℃以上、更优选为Tg+100℃以上、优选为Tg+180℃以下、更优选为Tg+150℃以下。在待挤出的树脂的熔融温度为上述范围的下限值以上的情况下,可充分提高树脂的流动性,使成型性变得良好,另外,在上限值以下的情况下,可抑制树脂的劣化。
对拉伸方法没有特别限定,在双轴拉伸的情况下,可以是拉幅法(也称为平面法)也可以是管状法,优选拉伸厚度的均匀性优异的拉幅法。双轴拉伸可以是逐次双轴拉伸,也可以是同时双轴拉伸,更优选延迟的表现小的同时双轴拉伸。
与一般的丙烯酸系树脂膜相比,上述多层膜的机械性质(例如,拉伸强度、拉伸伸长率、脆性等)优异,因此可使膜厚度变薄。若施行拉伸处理,则拉伸强度变得更大,而且没有脆性,故不会开裂等,操作性良好,可制成薄的膜。在本实施方式的多层膜中厚度也可制成25μm以下。
[偏振片]
接下来,参照图2A和2B,对本实施方式的偏振片进行说明。该偏振片包含上述的偏振器保护膜。图2A和2B是概略地显示偏振片的一个方案的剖视图。
图2A所示的偏振片20依次层叠有相位差膜21、偏振器23和偏振器保护膜10。如该图所示,可在相位差膜21与偏振器23之间设置粘接剂层22,也可在偏振器23与偏振器保护膜10之间设置粘接剂层24。
图2B所示的偏振片30依次层叠有相位差膜31、偏振器保护膜10、偏振器34和偏振器保护膜10。可在相位差膜31与偏振器保护膜10之间设置粘接剂层或粘合剂层32,也可在偏振器34与偏振器保护膜10之间设置粘接剂层33、35。
偏振器保护膜10可供于电晕处理或等离子体处理、利用氢氧化钠或氢氧化钾等强碱水溶液进行的表面改质处理,以提高与偏振器23、34的密合性。这些表面改质处理可在经过制膜工序后进行,用可在经过拉伸工序后进行。
作为偏振器23、24,只要是以往已知的偏振器即可,没有特别限定,例如可列举:对聚乙烯醇膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇膜、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜施行了基于碘或二色性染料等二色性物质的染色处理和拉伸处理后的膜;聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向膜等。另外,还可列举:将聚乙烯醇膜用碘染色并进行单轴拉伸而得到的偏振器等。
偏振器保护膜10可使用上述的偏振器保护膜。偏振器保护膜10和由聚乙烯醇系树脂等形成的偏振器23、34可通过紫外线固化型粘接剂(粘接剂层24、33、35)贴合。
(紫外线固化型粘接剂)
作为用于使偏振器保护膜与偏振器贴合的粘接剂,以往TAC膜中使用的水系粘接剂、例如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等在聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或丙烯酸系树脂膜中透湿性低,故水的干燥速度慢,从生产率的观点来看,无法使用。因此,考虑使用紫外线固化型粘接剂。
作为偏振片的制造工序中使用的紫外线固化型粘接剂所需的特性,粘接强度自不必说,还存在无溶剂、涂布液的粘度、累积光量、耐热性、涂膜厚度等诸多要求。特别是涂布液的粘度和累积光量、涂膜厚度会影响到生产速度,故受到重视。
本实施方式的多层膜在与偏振片贴合时可使用紫外线固化型粘接剂。作为本实施方式中可使用的紫外线固化型粘接剂,没有特别限定,例如可列举:含有聚氨酯丙烯酸酯低聚物和单官能丙烯酸酯的自由基聚合性组合物,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物是含芳族聚酯多元醇与多官能异氰酸酯和含羟基的丙烯酸酯的反应产物,优选含有聚氨酯丙烯酸酯低聚物和单官能丙烯酸酯化合物的组合物,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物是具有9,9-双(芳基)芴骨架的聚酯多元醇与二异氰酸酯化合物与含羟基的丙烯酸酯化合物的反应产物。关于这样的组合物,详细而言,可参照日本特开2018-087284号公报所公开的内容而纳入。
上述紫外线固化型粘接剂因含有聚氨酯丙烯酸酯低聚物,故保护膜与PVA偏振器的密合性优异,固化性优异。而且,聚氨酯丙烯酸酯低聚物在主链上具有9,9-双(芳基)芴骨架和脂环式羧酸结构,由此,密合性更优异,同时耐热性、耐水性、低固化收缩性也优异。作为形成9,9-双(芳基)芴骨架的化合物,可列举:9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴类、9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)萘基]芴类等。作为形成脂环式羧酸结构的化合物,例如可列举:1,4-环己烷二羧酸。
在上述紫外线固化型粘接剂的多官能异氰酸酯中使用脂环式二异氰酸酯,由此耐热性、耐水密合性、涂膜的柔软性优异。作为脂环式二异氰酸酯,例如可使用:氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷。
作为上述紫外线固化型粘接剂的含羟基的丙烯酸酯,例如可使用固化性优异的丙烯酸2-羟乙酯或丙烯酸2-羟丙酯等。
上述紫外线固化型粘接剂使用单官能丙烯酸酯作为希釈单体来调节粘度。作为单官能丙烯酸酯,例如可使用涂布性、耐水性、固化收缩小、密合性优异的丙烯酸苄酯、丙烯酸二环戊烯酯、二环戊烯氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯等。通过使用这些单官能丙烯酸酯,不会损及粘接性,可在宽范围内调节粘度。从涂布速度的观点来看,单官能丙烯酸酯优选低粘度,在常温(25℃)下优选100~500mPa·s的范围。
上述紫外线固化型粘接剂可含有光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,例如可列举:Irgacure 184、907、651、1700、1800、819、369、261、DAROCUR-TPO(CibaSpecialty Chemicals)、Darocur 1173(Merck)、Esacure KIP150、TZT(日本SiberHegner)、Kayacure BMS、Kayacure DMBI(日本化药)等。另外,为了使紫外线固化型粘接剂有效地固化,优选选择具有不同于偏振器保护膜的吸收波长的光自由基聚合引发剂。
对紫外线的累积光量没有特别限定,优选照射波长为200~450nm、照度为1~500mW/cm2的光使达到10~5000mJ/cm2以进行曝光。若累积光量为10mJ/cm2以上,则进一步促进紫外线固化性组合物的固化,处于可更有效且可靠地发挥所要求的性能的倾向。另一方面,若累积光量为5000mJ/cm2以下,则可进一步缩短照射时间,生产率进一步提高。累积光量更优选为100~500mJ/cm2、进一步优选为200~300mJ/cm2。作为光的照射装置,例如优选使用高压水银灯、低压水银灯、金属卤化物灯、准分子灯等。
[图像显示装置]
接下来,参照图3A和3B,对本实施方式的图像显示装置进行说明。本实施方式的图像显示装置只要具备上述偏振片即可,没有特别限定,例如可列举:有机电致发光(EL)显示装置和液晶显示装置。另外,图像显示装置并不限于其以单体的形式作为最终产品在市场上流通的装置,也可以是后述的信息处理装置、例如智能手机等的一部分。图3A是概略地显示本实施方式的一个方案的有机EL显示装置的剖视图,图3B是概略地显示本实施方式的一个方案的液晶显示装置的剖视图。
如图3A所示,有机EL显示装置40依次具备:有机EL显示面板41、具备本实施方式的偏振器保护膜10的偏振片20、以及前面板43。在有机EL显示装置40中,通过使用具备偏振器保护膜10的偏振片20,可抑制偏振片20因紫外线或透湿而劣化,另外,抗弯曲等的机械强度也优异,而且可谋求进一步薄型化。
另外,有机EL显示装置40根据需要可具备触摸传感器42等其他构成。通过配备触摸传感器42,有机EL显示装置40除了作为显示装置发挥功能以外,还作为信息的输入接口发挥功能。构成有机EL显示装置40的各层可用粘合剂或粘接剂彼此接合。
如图3B所示,液晶显示装置50依次具备:光源51、偏振片30、液晶面板52、偏振片30和前面板53。光源51可以是将光源均匀地配置在液晶面板的正下方的直下型方式,也可以是具备反射板和导光板的边缘照明方式。而且,虽然在图3B中显示了前面板53,但液晶显示装置50可不具有前面板53。而且,液晶显示装置50可进一步具有触摸传感器(未图示)。
上述触摸传感器可以是设在有机EL显示面板41或液晶面板52的内部的所谓In-cell型触摸传感器,也可以是设在有机EL显示面板41与偏振片20之间或液晶面板52与偏振片30之间的所谓On-cell型触摸传感器。通过制成In-cell型或On-cell型的触摸传感器,与以往作为主流的外置型触摸传感器相比可减少厚度或重量。
对上述触摸传感器的方式没有特别限定,例如可采用以往已知的静电电容式、光学式、超声波式、电磁感应式、电阻膜式等任何方式,其中,从可同时触摸检测多个部位、耐久性优异的角度考虑,优选为具有至少一张导电性膜的静电电容式触摸传感器。
上述导电性膜可使用在基材膜的表面形成有导电层的膜,上述基材膜只要可形成上述导电层即可,没有特别限定,从加工性高等方面考虑,优选使用聚酯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂或聚酰亚胺树脂的任一种。
形成于上述导电性膜的导电层只要具有高导电性和高透明性即可,没有特别限定,例如可以是形成有多根金属细线的层。
上述金属细线从导电性优异的角度考虑,优选为银、铜、或包含它们中的至少一者的合金。通过使用这些导电性优异的金属材料,即使为了提高透明性而使金属细线的线宽变细,也可具有充分的导电性。
对上述金属细线的形成方法没有特别限定,例如可采用下述方法:将由卤化银这样的感光性材料构成的层曝光成图案状,之后进行显影处理而形成金属细线的方法;将通过蒸镀、溅镀或贴合金属箔等层叠而成的导电层蚀刻成图案状而形成金属细线的方法;通过喷墨法或丝网印刷等方法印刷包含金属纳米线的金属油墨而形成金属细线的方法等。
对上述金属细线的线宽没有特别限定,从表现高导电性、不易目视金属细线的观点来看,优选为1~20μm、更优选为1~10μm、进一步优选为1~5μm。
形成于上述导电性膜的导电层除了上述的形成有金属细线的层以外,还可以是包含氧化铟锡(ITO)、掺杂锑的氧化锡(ATO)、导电性高分子或碳系材料的层。通过使用这些材料,可制成即使薄膜化至呈透明性的厚度也具有充分的导电性的透明导电层,其中,从具有高的导电性和透明性的角度考虑,优选使用氧化铟锡。这些透明导电层可通过蒸镀或溅镀等方法形成薄膜,进而在形成薄膜后可根据需要进行图案化。
此外,图像显示装置的画面并不限于四边形,也可具有圆形、楕圆形或三角形、五边形这样的多边形的形状。而且,图像显示装置可具有柔性,可变更其形状使翘曲、弯曲、卷绕、折叠。例如,如图4所示,图像显示装置包括可卷曲式显示器,其可将以圆筒状收纳在图像显示装置收纳部62内的图像显示装置61拉出来使用。
本实施方式的图像显示装置在高温环境下的着色等光学特性变化少,因此例如可适合用作汽车导航装置或倒车监视器、平视显示器等车载图像显示装置。
[信息处理装置]
接下来,参照图5,对本实施方式的信息处理装置进行说明。该图是概略地显示本实施方式的信息处理装置60的立体图。信息处理装置60具备具有上述偏振片的上述图像显示装置。信息处理装置60是具备图像显示装置61的智能手机。在图像显示装置61中,例如可采用上述有机EL显示装置40或液晶显示装置50的构成。
作为这样的信息处理装置60,没有特别限定,除智能手机以外,例如还可列举:个人计算机、平板终端等可进行信息处理的各种装置。在希望薄型化或小型化的个人计算机、智能手机、平板终端等中,特别是本实施方式的偏振片的薄度得到有效利用。另外,在搬运到室外室内等各种场所使用的个人计算机、智能手机、平板终端等中,可进一步实现薄型化。
而且,作为信息处理装置60,还可列举:具有可折射的图像显示装置61且可折叠的可折叠式智能手机(图6)、可将收纳成圆筒状的图像显示装置61拉出使用的可卷曲式智能手机(图7)等终端。
另外,上述图像显示装置61可具有作为信息处理装置的输入输出接口的功能,也可具有作为输出信息处理装置的各种处理结果的输出接口、或作为对信息处理装置进行操作的触摸面板等的输入接口的功能。作为信息处理装置的其他构成,没有特别限定,典型的是,可具备处理器、控制有线或无线通信的通信接口、除图像显示装置以外的输入输出接口、存储器、存储设备和用于将这些构成要素相互连接的1个或多个通信线路等。
实施例
以下,列举实施例,以详细地说明本发明,但本发明并不限定于以下的实施例。
[评价方法]
(玻璃化转变温度(Tg))
使用差示扫描量热计(Seiko Instruments(株)制造的“DSC 6220”),将样品放在铝盘上,依据JIS K 7121,在30℃~200℃的范围内测定Tg。
(分子量)
采用凝胶渗透层析(东曹(株)制造的“HLC-8120GPC”),将样品溶解于氯仿,以聚苯乙烯换算计,测定重均分子量Mw。
(相位差)
使用延迟测定装置(大塚电子(株)制造的“RETS-100”),在测定温度20℃下,测定了膜在波长550nm下的面内相位差Ro(550)、在波长589nm下的厚度方向的相位差Rth(589)。
(平均厚度)
使用测厚仪((株)Mitutoyo制造的“千分尺”),对于膜的长度方向以等间隔测定3点的夹具间距,算出其平均值。
(耐弯曲性)
使用弯曲试验机(Yuasa System机器(株)制造的“DMLHP-CS”),在23℃的室温下,将切取的15mm×30mm的膜供于弯曲半径为2mm、弯曲速度为30次/分钟、弯曲角度为180°的弯曲试验。实施至弯曲次数为20万次,通过测量直至完全断裂为止的弯曲次数,如下所述评价耐弯曲性。
◎:20万次以上;
〇:1万次以上且不足20万次;
×:不足1万次。
(对PVA的剥离强度)
在各实施例中制作的偏振器保护膜的表面涂布后述的紫外线固化型粘接剂使厚度为5μm。然后,将PVA水溶液(日本VAM&POVAL(株)制造的“JC-40”)涂布在适当的基材上使其干燥,从而制作PVA膜,使用层压机将其从该粘接剂层的上方粘贴。之后,使用高压水银灯照射紫外线使累积光量为300(mJ/cm2),进行粘接剂的固化,制作了试验片。
依据JIS K 6854-2,测定各试验片在偏振器(PVA膜)与偏振器保护膜的界面的180度剥离强度,通过测定该值,如下评价对PVA的剥离强度。
○:180度剥离强度为3(N/25mm)以上;
×:180度剥离强度小于3(N/25mm)。
(分光透射率)
使用“U-3010”(HITACHI制造),测定380nm下的分光透射率。
[原料]
(合成例1:FDPM:9,9-双(2-甲氧基羰基乙基)芴[9,9-双(2-羧乙基)芴(或芴-9,9-二丙酸)的二甲酯])
将200mL 1,4-二噁烷、33.2g(0.2摩尔)芴装入反应器中,通过搅拌使芴溶解,之后在冷却至10℃的状态下滴加3.0mL氢氧化三甲基苄铵的40质量%的甲醇溶液(东京化成(株)制造的“Triton B40”),搅拌30分钟。接下来,加入37.9g(0.44摩尔)丙烯酸甲酯,搅拌约3小时。反应结束后,加入200mL甲苯、50mL 0.5N的盐酸进行洗涤。去除水层后,用30mL蒸馏水洗涤有机层3次。通过馏去溶剂,得到了84.0g 9,9-双(丙酸叔丁基)芴[9,9-双{2-(叔丁氧基羰基)乙基}芴](收率为99%)。再溶解于300mL 70℃的异丙醇,之后通过冷却至10℃使其重结晶,结果得到了9,9-双(2-甲氧基羰基乙基)芴。
以下的说明中的简称分别表示下述物质。
BPEF:9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴、大阪燃气化学(株)制造;
EG:乙二醇;
DMN:2,6-萘二甲酸二甲酯;
PMMA:聚丙烯酸甲酯、PARAPET GR-01240、(株)Kuraray制造;
紫外线吸收剂:ADK STAB LA-F70[2,4,6-三(2-羟基-4-己氧基-3-甲基苯基)-1,3,5-三嗪]、ADEKA(株)制造。
(合成例1:紫外线固化型粘接剂)
将70质量份日本特开2018-087284号公报的实施例中记载的聚氨酯丙烯酸酯低聚物A1-1(下述通式(9))、30质量份苯氧基乙基丙烯酸酯(共荣社化学(株)制造)和5质量份聚合引发剂(Irgacure 184、BASF Japan(株)制造)混合,得到了组合物。
[化学式15]
[原材料的调制](芴系聚酯的聚合)
[制造例1]
向1.00摩尔FDPM、0.80摩尔BPEF、2.20摩尔EG中加入作为酯交换催化剂的2×10 -4摩尔乙酸锰·4水合物和8×10-4摩尔乙酸钙·1水合物,边搅拌边缓慢地加热熔融。升温至230℃后,加入14×10-4摩尔磷酸三甲酯、20×10-4摩尔氧化锗,边缓慢地升温、减压直至达到270℃、0.13kPa以下边去除EG。在达到规定的搅拌转矩后,从反应器内取出内容物,调制了芴系聚酯的颗粒(树脂I)。
通过1H-NMR对所得颗粒进行分析时,引入到芴系聚酯中的二羧酸成分的100摩尔%来自FDPM,引入的二醇成分的80摩尔%来自BPEF、20摩尔%来自EG。所得芴系聚酯的玻璃化转变温度Tg为126℃、重均分子量Mw为43600。
[制造例2]
除了将原材料设为0.70摩尔FDPM、0.30摩尔DMN、0.85摩尔BPEF、2.15摩尔EG以外,与制造例1同样地操作使其反应,得到了以表1所示的比例引入了来自各成分的单元的聚酯树脂II。
通过NMR对所得颗粒进行分析时,引入到聚酯树脂中的二羧酸成分的70摩尔%来自FDPM、30摩尔%来自DMN,引入的二醇成分的85摩尔%来自BPEF、15摩尔%来自EG。所得芴系聚酯的玻璃化转变温度Tg为132℃、重均分子量Mw为39900。
(紫外线吸收剂的添加)
将90质量份干燥的树脂I的颗粒和10质量份紫外线吸收剂干混而得到的原料供给至双螺杆挤出装置((株)Technovel制造、型号“KZW 15/45”、螺杆直径D=15mm、L/D=32),在螺杆温度280℃、旋转速度200rpm下混炼,调制了颗粒(树脂III)。
另外,除了将原材料的树脂I变更为树脂II以外,按照与上述同样的方法添加紫外线吸收剂,从而调制了颗粒(树脂IV)。
[实施例1~10]
(制膜工序)
以在80℃下热风干燥了一夜的树脂I、III或IV和PMMA为原料,使用具有3台挤出机的T型模头挤出成型机进行共挤出成型,调制了具有表1所记载的层构成、厚度比和总厚度的2种3层的多层光学膜。此外,气缸温度设定如下:树脂I、III和IV侧为280~300℃、PMMA侧为250℃。调整各挤出机的螺杆转速,控制各层的厚度比。
(拉伸工序)
对于上述制膜工序中得到的各多层膜,利用表1所记载的拉伸条件,使用拉幅机拉伸装置进行同时双轴拉伸。此外,表1中,拉伸倍率表示沿纵向(流动方向)和横向(宽度方向)拉伸的倍率。对所得的拉伸膜进行各种物性测定。结果见表1。
[比较例1、2]
使用树脂I,利用T型模头挤出成型机制造芴系聚酯树脂I单层膜,与上述实施例同样地实施拉伸。对所得的拉伸膜进行各种物性测定。结果见表1。
[比较例3]
对(株)Kuraray制造的丙烯酸系树脂膜“PARAPURE HI-50”(厚度为75μm)进行各种物性测定。结果见表1。
[表1]
由表1可知:显示了通过将芴系聚酯树脂和PMMA这样的丙烯酸系树脂制成层叠膜,可得到面内相位差和厚度方向相位差极低、并且耐弯曲性也优异的薄膜的偏振器保护膜。
产业实用性
本发明的偏振器保护膜可均衡地满足对偏振器保护膜的要求特性(低双折射、高紫外线吸收性能、低透湿性、高机械特性、薄的膜厚等)。而且,成型性也高,不仅可容易地进行薄膜化,还可使用便宜的材料通过熔融挤出制膜进行大量生产,因此成本优点大。因此,上述偏振器保护膜作为包含该偏振器保护膜和偏振器的偏振片非常有用。上述偏振片可列举仪器的显示器(图像显示装置),具体而言,例如可列举:个人计算机的监视器、电视、便携式电话(智能手机等)、平板终端、汽车导航、触摸面板等FPD装置(例如,LCD、PDP、OLED等)等。
附图标记说明
10…偏振器保护膜;11…聚酯系树脂层;12…其他层;20、30…偏振片;22、24、32、33、35…粘接剂层;23、34…偏振器;21、31…相位差膜;40…有机EL显示装置;41…有机EL显示面板;42…触摸传感器;43…前面板;50…液晶显示装置;51…光源;52…液晶面板;53…前面板;60…信息处理装置;61…图像显示装置;62…图像显示装置收纳部。
Claims (26)
1.一种偏振器保护膜,其中,所述偏振器保护膜是通过拉伸而成膜的多层膜,具有:
包含芴系聚酯树脂的聚酯系树脂层;以及
包含丙烯酸系树脂的丙烯酸系树脂层,
所述聚酯系树脂层在整体中所占的厚度比例为1~30%,
在波长589nm的厚度方向的相位差Rth(589)为-50nm以上且50nm以下,
在波长550nm的面内相位差Ro(550)为0nm以上且50nm以下。
2.根据权利要求1所述的偏振器保护膜,其中,所述芴系聚酯树脂是包含下述通式(1)和下述通式(3)所表示的重复单元的共聚聚酯树脂,
[化学式1]
式中,A表示苯残基、萘残基、环己烷残基、萘烷残基或下述通式(2)所表示的芴残基,Z1和Z2相同或不同,表示亚苯基或亚萘基;R1a和R1b相同或不同,表示C2-6亚烷基,m和n相同或不同,表示1~5的整数;R2a和R2b相同或不同,表示烷基、烷氧基、芳基、环烷基、芳烷基、环烷基氧基、芳氧基、烷硫基、二烷基氨基、卤原子、硝基或氰基,h1和h2相同或不同,表示0~2的整数,R3a和R3b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基,k1和k2相同或不同,表示0~4的整数;
[化学式2]
式中,R4a和R4b相同或不同,表示C1-8亚烷基;p1和p2相同或不同,表示1~5的整数,R5a和R5b相同或不同,表示对反应呈惰性的取代基,q1和q2分别表示0~4的整数;
[化学式3]
式中,A表示苯残基、萘残基、环己烷残基、萘烷残基或所述通式(2)所表示的芴残基,R1c表示C2-4亚烷基,r表示1~3的整数。
3.根据权利要求1或2所述的偏振器保护膜,其中,包含所述芴系聚酯树脂的所述聚酯系树脂层是包含芴系聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的聚合物共混物。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述丙烯酸系树脂包含下述通式(4)、(5)或(6)的任一者所表示的重复单元,
[化学式4]
式中,R6a和R6b相同或不同,表示氢原子或C1-8烷基;R7a和R7b相同或不同,表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基;s和t表示摩尔分数,s+t=1;
[化学式5]
式中,R8表示氢原子或碳数1~20的范围的有机残基,所述有机残基可包含氧原子,R9表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基,R10表示氢原子或C1-8烷基;
[化学式6]
式中,R11和R12相同或不同,表示氢原子或C1-8烷基;R13表示氢原子、C1-18烷基、C3-12环烷基或包含C5-15芳环的取代基。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述丙烯酸系树脂包含聚甲基丙烯酸甲酯。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的偏振器保护膜,其中,包含所述丙烯酸系树脂的所述丙烯酸系树脂层是包含丙烯酸系树脂和聚酯树脂或聚碳酸酯树脂的聚合物共混物。
7.根据权利要求6所述的偏振器保护膜,其中,所述丙烯酸系树脂层中所含的所述聚酯树脂或所述聚碳酸酯树脂是芴系聚酯树脂或芴系聚碳酸酯树脂。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述聚酯系树脂层和所述丙烯酸系树脂层是不经由以粘接为目的的层而连接的结构。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述多层膜的最外层为所述丙烯酸系树脂层,所述多层膜具有3层以上的层。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述聚酯系树脂层含有紫外线吸收剂。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述多层膜在380nm的分光透射率为10%以下、总光线透射率为85%以上。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述偏振器保护膜在表面具有表面处理层。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的偏振器保护膜,其中,所述表面处理层具有硬涂、防眩、防反射、低反射、防污和防指纹中的任一种或多种效果。
14.一种偏振片,其中,权利要求1~13中任一项所述的偏振器保护膜和由聚乙烯醇系树脂形成的偏振器用紫外线固化型粘接剂贴合。
15.根据权利要求14所述的偏振片,其中,所述紫外线固化型粘接剂是含有具有9,9-双(芳基)芴骨架的聚酯多元醇与二异氰酸酯化合物与含羟基的丙烯酸酯化合物的反应产物和单官能丙烯酸酯化合物的组合物。
16.一种图像显示装置,其中,所述图像显示装置具备权利要求14或15所述的偏振片。
17.一种图像显示装置,其中,所述图像显示装置具备权利要求14或15所述的偏振片和触摸传感器。
18.根据权利要求17所述的图像显示装置,其中,所述触摸传感器为On-cell方式或In-cell方式。
19.根据权利要求17或18所述的图像显示装置,其中,所述触摸传感器是具有至少一张导电性膜的静电电容式触摸传感器。
20.根据权利要求19所述的图像显示装置,其中,所述导电性膜的基材为聚酯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂或聚酰亚胺树脂。
21.根据权利要求19或20所述的图像显示装置,其中,所述导电性膜包含多根金属细线。
22.根据权利要求21所述的图像显示装置,其中,所述金属细线由银、铜或包含银和铜中的至少一者的合金构成。
23.根据权利要求20~22中任一项所述的图像显示装置,其中,所述导电性膜包含氧化铟锡(ITO)、掺杂锑的氧化锡(ATO)、导电性高分子以及碳系材料中的至少一种。
24.根据权利要求16~23中任一项所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置可变更形状。
25.根据权利要求16~24中任一项所述的图像显示装置,其中,所述图像显示装置为车载用。
26.一种信息处理装置,其中,所述信息处理装置具备权利要求16~25中任一项所述的图像显示装置。
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