CN117050670A - 带导电层的偏振膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够保持例如不发生触摸传感器的误动作这样的稳定的导电性的带导电层的偏振膜。本发明提供的带导电层的偏振膜具备:偏振膜、和配置于偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧的粘合剂层,该带导电层的偏振膜还具备导电层。另外,偏振膜的由下式(1)表示的湿热导电性变化比FHT为2以下。FHT=ΔC(B)/ΔC(A)·····(1)(式(1)中,ΔC(B)是将湿热试验后的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值,ΔC(A)是将所述湿热试验前的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值。
Description
本申请是申请日为2020年2月21日、申请号为202080017610.6、发明名称为“带导电层的偏振膜及其制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及带导电层的偏振膜及其制造方法。
本申请基于在2019年3月5日提出申请的日本专利申请2019-039937号主张优先权,将这些申请的全部内容作为参照引入本说明书中。
背景技术
也被称作偏振片的偏振膜被广泛地用作液晶显示装置、光学传感器等的构成要素。例如,用于液晶显示装置的偏振膜通常经由粘合剂与液晶单元等液晶面板部件接合。在典型的方式中,在液晶显示装置的制造工序中,将上述偏振膜以其至少一面具有粘合剂层的形态进行处理。这样的形态的偏振膜仅通过将保护该粘合剂层的剥离衬除去、并将其露出的粘合面粘贴于被粘附物,就可以将其配置于液晶面板,因此,在处理性、生产性方面有利。另一方面,在如上所述地将剥离衬除去等情况下,可能会产生静电。该静电对液晶单元内的液晶的取向造成影响,成为例如液晶的显示不均(以下也称为“静电不均”)的原因。因此,采取了对具备粘合剂层的偏振膜设置抗静电层等对策。作为公开这种现有技术的现有技术文献,可举出专利文献1。需要说明的是,专利文献2中公开了可用于各种电子设备的液晶驱动用的透明电极等的导电性树脂组合物,并记载了在透明导电膜中包含导电性提高剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/057097号
专利文献2:日本专利申请公开2015-117367号公报
发明内容
发明所要解决的问题
关于如上所述的静电对策,仅提高导电性这样的方法难以根据装置构成而采用。例如,对于内置有触摸传感功能的液晶显示装置而言,导电性的提高可能会对触摸传感灵敏度造成不良影响。在内置有触摸传感功能的液晶显示装置中采用的静电容量方式是检测由于手指对触摸面板的接触产生的静电容量的变化并进行驱动的输入装置,因此,要检测的静电容量的变化由于起因于抗静电层的存在的电场紊乱而不稳定化时,会引起触摸面板灵敏度的降低。因此,在触摸传感功能内置型中使用的抗静电层以具有可以兼顾防止静电不均的发生和触摸传感灵敏度的导电性的方式构成(专利文献1)。对于该导电性而言,从装置的耐久性、长寿命化的方面考虑,期望在各种环境中使用均能够稳定地保持其导电性。然而,本发明人等进行了研究的结果表明:现有的带导电层的偏振膜如果在高温高湿度环境中使用,则表面电阻值减少,存在发生触摸传感器的误动作的担忧。
本发明鉴于上述的情况而创造出,其目的在于提供即使在暴露于湿热环境的情况下、也能够保持例如不发生触摸传感器的误动作这样的稳定的导电性的带导电层的偏振膜。本发明的其它目的在于提供带导电层的偏振膜的制造方法。
解决问题的方法
根据本说明书,提供一种带导电层的偏振膜,该带导电层的偏振膜具备:偏振膜、和配置于该偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧的粘合剂层,该带导电层的偏振膜还具备导电层。另外,在几个方式中,上述偏振膜的由下式(1)表示的湿热导电性变化比FHT为2以下。
FHT=ΔC(B)/ΔC(A)·····(1)
(式(1)中,ΔC(B)是将湿热试验后的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值,ΔC(A)是将上述湿热试验前的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值,上述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的。)
上述带导电层的偏振膜通过具有导电层而显示出良好的导电性。通过将导电层制成与偏振膜的层叠体的形态,能够以良好的生产性对被粘附物(典型的是液晶面板)赋予作为目标的导电性,而且在固定于被粘附物(典型的是液晶面板)之后,导电层不易剥离,能够发挥优异的耐久性。另外,对于带导电层的偏振膜而言,由于根据粘贴了其粘合剂层的触摸面板的电流值差值求出的湿热试验前后的湿热导电性变化比FHT为2以下,因此,即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够保持稳定的导电性。具体而言,在将上述带导电层的偏振膜用于例如内置有触摸传感功能的液晶显示装置的情况下,能够防止或抑制发生触摸传感器的误动作这样的导电性的变化(更具体而言是表面电阻值的降低)。
另外,根据本说明书,另一方面还提供一种带导电层的偏振膜,该带导电层的偏振膜具备:偏振膜、和配置于该偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧的粘合剂层,该带导电层的偏振膜还具备导电层。另外,在几个方式中,上述导电层的湿热表面电阻变化比S/P满足条件:0.05≤S/P≤10。式中,S为湿热试验后的导电层的表面电阻值[Ω/□],P为所述湿热试验前的导电层的表面电阻值[Ω/□],所述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的。上述带导电层的偏振膜通过具有导电层而显示出良好的导电性,并且能够以良好的耐久性固定于被粘附物(典型的是液晶面板)。另外,由于导电层在湿热试验前后的表面电阻变化比为特定的范围内,因此,即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够保持稳定的导电性,耐久性(湿热耐久性)优异。
另外,根据本说明书,另一方面还提供一种带导电层的偏振膜,该带导电层的偏振膜具备:偏振膜、和配置于该偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧的粘合剂层,该带导电层的偏振膜还具备导电层。在几个方式中,上述导电层可以由含有导电性聚合物、和沸点为180℃以上的高沸点化合物的导电性组合物形成。上述带导电层的偏振膜通过具有导电层而显示出良好的导电性,并且能够以良好的耐久性固定于被粘附物(典型的是液晶面板)。另外,根据使用沸点为180℃以上的高沸点化合物形成的导电层,暴露于湿热环境后的导电稳定性(即湿热导电稳定性)提高,因此,即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够保持稳定的导电性。也就是说,在这里公开的技术中,高沸点化合物不是用于提高导电性,而是用于使触摸传感器长期发挥功能而不发生误动作这样的湿热导电稳定性。这一点与使用了专利文献2中的导电性提高剂的导电性的提高本质上不同。需要说明的是,在这里公开的技术中,作为目标的导电性可通过导电性聚合物的种类、用量等来进行调节。
在这里公开的技术(包括带导电层的偏振膜、液晶面板、触摸传感功能内置型液晶面板、内嵌型液晶面板、液晶显示装置及它们的制造方法,以下相同)的几个方式中,上述导电层的湿热表面电阻变化比S/P满足条件:0.05≤S/P≤10。式中,S为湿热试验后的导电层的表面电阻值[Ω/□],P为所述湿热试验前的导电层的表面电阻值[Ω/□],所述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的。由于上述带导电层的偏振膜所具备的导电层在湿热试验前后的表面电阻变化比为特定的范围内,因此能够发挥得到了改善的湿热导电稳定性。
在优选的几个方式中,上述导电性组合物中的上述高沸点化合物的含量为0.1~10重量%。通过将导电性组合物中的高沸点化合物的含量设为特定的范围,能够适宜地得到良好的湿热导电稳定性。另外,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的构成中,能够适宜地兼顾湿热导电稳定性和粘合剂层的锚固性。需要说明的是,粘合剂层的锚固性优异会在应用了上述带导电层的偏振膜的结构体(例如液晶面板、进而为液晶显示装置)的制造时带来加工性、再操作性的改善,粘贴有该带导电层的偏振膜的结构也有助于具有优异的耐久性。
在优选的几个方式中,上述导电层包含噻吩类聚合物作为导电性聚合物。在使用噻吩类聚合物作为导电性聚合物的构成中,能够适宜地发挥由这里公开的技术带来的湿热导电稳定性改善效果。
在优选的几个方式中,上述导电层包含粘合剂。由此,导电层的膜形成性提高,并且在将导电层形成于偏振膜上的方式中,能够适宜地提高偏振膜与导电层的密合性,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的方式中,能够适宜地提高粘合剂层的锚固性。
在优选的几个方式中,上述粘合剂层包含丙烯酸类聚合物。通过使用包含丙烯酸类聚合物的粘合剂层,例如容易将偏振膜良好地粘接固定于液晶装置构成构件等被粘附物。这样的丙烯酸类聚合物更优选含有含酰胺基单体作为单体单元。利用含有使含酰胺基单体进行聚合而成的丙烯酸类聚合物,存在锚固性提高的倾向。
在优选的几个方式中,上述导电层设置于上述偏振膜的至少一面。另外,上述粘合剂层配置于上述导电层上。在这样的构成中,能够适宜地发挥由这里公开的技术带来的效果。另外,通过将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间,能够使导电层也作为提高粘合剂层的锚固性的增粘层发挥功能。
这里公开的带导电层的偏振膜的湿热导电稳定性提高,因此,可以适宜地用于内嵌型液晶面板。内嵌型液晶面板与外嵌型不同,ITO层等导电性的层未设置于面板的表面,因此,作为带导电层的偏振膜,可使用更低电阻的带导电层的偏振膜。电阻值水平越低,越是存在难以消除触摸传感灵敏度的不良情况的倾向,因此,与外嵌型相比,在内嵌型液晶面板中,电阻值稳定性的重要程度高。因此,利用这里公开的技术而提高包括湿热导电稳定性在内的导电稳定性的优点在内嵌型中特别显著。通过将这里公开的带导电层的偏振膜用于内嵌型液晶面板,能够利用其湿热导电稳定性提高效果,长期以良好的耐久性稳定地保持触摸传感器的灵敏度,可实现内嵌型液晶显示装置中的触摸传感灵敏度稳定性,进而可实现装置的耐久性提高、长寿命化。这里公开的带导电层的偏振膜在各种液晶面板中可以特别地适用于内嵌型液晶面板用途。
另外,根据本说明书,提供一种带导电层的偏振膜的制造方法。该方法具备:在偏振膜的至少一面形成导电层的工序;和在上述导电层上设置粘合剂层的工序。另外,上述导电层由含有导电性聚合物、和沸点为180℃以上的高沸点化合物的导电性组合物形成。根据该方法,通过使用沸点为180℃以上的高沸点化合物形成导电层,能够得到具有得到了改善的湿热导电稳定性的带导电层的偏振膜。
附图说明
图1是示出一个实施方式的带导电层的偏振膜的示意性剖面图。
图2是示出一个实施方式的内嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图3是示出另一个实施方式的内嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图4是示出另一个实施方式的内嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图5是示出另一个实施方式的内嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图6是示出另一个实施方式的内嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图7是示出一个实施方式的半内嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图8是示出一个实施方式的外嵌型液晶面板的示意性剖面图。
图9是示意性地示出粘贴有带导电层的偏振膜的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值的测定方法的说明图。
图10是示出粘贴带导电层的偏振膜时的ΔC(熟数据,Cooked Data(最大值-最小值,Max-Min))与导电层的表面电阻值[Ω/□]的相关关系的图表。
符号说明
10、110:带导电层的偏振膜
11、111:偏振膜
11A:偏振膜的第一面
11B:偏振膜第二面
12、112:粘合剂层
13、113:导电层
14、114:表面处理层
101、102、103、104、105:内嵌型液晶面板
201:半内嵌型液晶面板
202:外嵌型液晶面板
120:液晶单元
125:液晶层
130:触摸传感电极部
131:检测电极
132:驱动电极
141:第一透明基板
142:第二透明基板
150:带粘合剂层的光学膜
151:光学膜
152:粘合剂层
170:导通结构
171:导通结构
300:评价套件
302:触摸面板
304:盖玻璃
S:带导电层的偏振膜样品
具体实施方式
以下,对本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是,对于除了在本说明书中特别提及的事项以外的实施本发明所必须的事项,本领域技术人员可以基于本说明书所记载的有关发明的实施的教导和申请时的技术常识来理解。本发明可以基于本说明书所公开的内容和该领域中的技术常识来实施。
需要说明的是,在以下的附图中,有时对发挥相同作用的构件/部位标记相同符号进行说明,省略或简化重复的说明。另外,为了清楚地对本发明进行说明而对附图中记载的实施方式进行了示意化,其并不一定准确地表示实际提供的产品和部件的大小、比例尺。
<带导电层的偏振膜>
这里公开的带导电层的偏振膜具备:偏振膜、粘合剂层、以及导电层。这些各构成要素(各层)的配置没有特别限定,例如,粘合剂层可以配置于偏振膜的第一面侧及第二面(与第一面相反侧的一面)侧中的的至少一面侧。导电层也可以配置于偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧。
将这里公开的带导电层的偏振膜的构成例示意性地示于图1。该带导电层的偏振膜10依次具有偏振膜11、导电层13及粘合剂层12。具体而言,在偏振膜11的一面(第一面)11A设置有导电层13,在导电层13的一面(与偏振膜11侧相反侧的一面)上配置有粘合剂层12。另外,带导电层的偏振膜10可以在偏振膜11的另一面(第二面,也称为背面)11B具有表面处理层14。带导电层的偏振膜10将其粘合剂层12的粘合面12A粘贴于被粘附物(例如液晶单元的可视侧的透明基板等光学部件)的表面而使用。使用前(即粘贴于被粘附物前)的带导电层的偏振膜10可以是粘合剂层12的粘合面(对被粘附物的粘贴面)12A被至少粘合剂层12侧成为剥离面的剥离衬(未图示)保护的形态。需要说明的是,可以在带导电层的偏振膜10的背面(表面处理层14的外表面,在不具有表面处理层14的情况下为偏振膜11的背面)设置表面保护膜(未图示)。
带导电层的偏振膜的层叠结构不限定于上述构成例。例如,可以在偏振膜的一面(第一面)设置导电层、并在偏振膜的另一面(第二面)设置粘合剂层。在该变形例中,导电层可以是偏振膜的背面层。另外,作为其它变形例,可举出在偏振膜的一面设置粘合剂层、并在该粘合剂层的一面(与偏振膜侧相反侧的一面)上配置导电层。该变形例中,导电层与粘合剂层部分地融合,导电层表面可具有给定的粘合力。这样的融合具体而言可以是由粘合剂层构成成分向导电层的移动、导电层构成成分向粘合剂层的移动导致的融合。或者,在与上述相同的层构成中,导电层可以部分地配置于粘合剂层表面。根据该构成,能够使带导电层的偏振膜的导电层侧表面具有给定的粘合力。在该方式中,粘合剂层表面的导电层的形状(图案)没有特别限定,可以是条纹状、格子状等在带导电层的偏振膜的一个外表面的至少一个方向上连续的形状。
需要说明的是,可以将上述构成例、变形例组合。例如,可以设为下述构成:导电层配置于偏振膜的两面,其中一个导电层为偏振膜的背面层,另一个导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间、或者配置于粘合剂层上(具体而言是与偏振膜侧相反侧的一面)。另外,也可以在偏振膜与粘合剂层之间配置导电层、进一步在粘合剂层的与偏振膜侧相反侧的一面也配置其它导电层。因此,在这里公开的带导电层的偏振膜中,导电层并不限定于一层,也可以是可分离配置的两层或三层。
<湿热导电性变化比FHT>
在几个方式中,这里公开的带导电层的偏振膜的由下式(1)表示的湿热导电性变化比FHT(Hygro-thermal factor)可以为2以下。
FHT=ΔC(B)/ΔC(A)·····(1)
上式(1)中,ΔC(B)是将湿热试验后的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值,ΔC(A)是将上述湿热试验前的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值,上述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的。满足该特性的带导电层的偏振膜即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够保持稳定的导电性。从这样的观点考虑,上述FHT优选为约1.7以下、更优选为约1.5以下、进一步优选为约1.3以下、特别优选为约1.1以下(例如1.0以下)。这里公开的技术可以与抑制暴露于湿热环境的情况下的表面电阻减少(导电性上升)相关,因此,对于湿热试验后的导电性降低(即FHT的减少)没有特别限定,上述FHT通常为约0.1以上(例如约0.3以上),约0.5以上是适当的,优选为约0.6以上、更优选为约0.7以上、进一步优选为约0.8以上、特别优选为约0.9以上(典型的是0.95以上、例如0.99以上)。上述FHT通过后面叙述的实施例中记载的方法来测定。需要说明的是,本说明书中公开的带导电层的偏振膜包含不限制上述湿热导电性变化比FHT的方式,在这样的方式中,带导电层的偏振膜不限定于具有上述特性。
<偏振膜>
这里公开的偏振膜也称为偏振片,通常可以具备起偏镜、和配置于该起偏镜的至少一面(优选为两面)的透明保护膜。作为起偏镜,没有特别限定,可以使用例如使碘、二色性染料的二色性物质吸附于亲水性高分子膜并对其进行单向拉伸而得到的起偏镜。作为亲水性高分子膜,可列举聚乙烯醇(PVA)类膜、部分甲缩醛化PVA类膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物类部分皂化膜等。作为起偏镜,也可以使用PVA的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯类取向膜等。其中,优选由PVA类膜和碘等二色性物质制成的起偏镜。
起偏镜的厚度没有特别限制,一般为约80μm以下。另外,从厚度减薄化的观点考虑,也可以使用厚度约10μm以下(优选为约1~7μm)的厚度薄的起偏镜。厚度薄的起偏镜的厚度不均少,视觉辨认性优异,而且尺寸变化少,因此,耐久性也优异。使用厚度薄的起偏镜也有助于偏振膜的厚度减薄化。
作为构成透明保护膜的材料,例如可优选使用透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性等优异的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂的具体例子,可列举例如:三乙酸纤维素(TAC)等纤维素树脂、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、环烯烃类树脂(典型的是降冰片烯类树脂)、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、PVA树脂、及这些树脂中的2种以上的混合物等。在优选的方式中,可以采用下述构成:在起偏镜的一面配置例如由TAC等热塑性树脂形成的透明保护膜,在另一面配置由环烯烃类树脂(典型的是降冰片烯类树脂)、或(甲基)丙烯酸树脂形成的透明保护膜。在优选的其它方式中,可以在起偏镜的一面配置例如由TAC等热塑性树脂形成的透明保护膜,在另一面使用(甲基)丙烯酸类、氨基甲酸酯类、丙烯酸氨基甲酸酯类、环氧类、有机硅类等热固性树脂或紫外线固化型树脂作为透明保护膜。这些透明保护膜可以经由PVA类等的粘接剂层叠于起偏镜。根据目的,可以在透明保护膜中含有1种以上任意适当的添加剂。
在起偏镜与透明保护膜的贴合中使用的粘接剂只要光学透明即可,没有特别限制,可以使用水性、溶剂型、热熔型、自由基固化型、阳离子固化型的各种形态的粘接剂。其中,优选水性粘接剂或自由基固化型粘接剂。
另外,也可以在偏振膜的背面(即与设置有导电层的一侧相反侧的面)设置表面处理层。表面处理层可以设置于用于偏振膜的上述的透明保护膜,另外,也可以另行与透明保护膜分开设置于偏振膜上。
作为表面处理层的优选例,可举出硬涂层。作为硬涂层的形成材料,例如可以使用热塑性树脂、通过热或放射线而固化的材料。作为使用的材料,可列举热固化型树脂、紫外线固化型树脂、电子束固化型树脂等放射线固化性树脂。其中,优选紫外线固化型树脂。紫外线固化型树脂通过利用紫外线照射的固化处理,可以高效地形成固化树脂层,因此,加工性优异。作为固化型树脂,可以使用聚酯类、丙烯酸类、氨基甲酸酯类、酰胺类、有机硅类、环氧类、三聚氰胺类等中的1种或2种以上,这些可以是包含单体、低聚物、聚合物等的形态。放射线固化型树脂(典型的是紫外线固化型树脂)由于不需要热(可能成为基材损伤的原因),加工速度优异,因而特别优选。
作为表面处理层的其它例,可列举以视觉辨认性的提高为目的的防眩处理层、防反射层。可以在上述硬涂层上设置防眩处理层、防反射层。防眩处理层的构成材料没有特别限定,可以使用例如:放射线固化型树脂、热固性树脂、热塑性树脂等。作为防反射层,可以使用氧化钛、氧化锆、氧化硅、氟化镁等。防反射层可以具有由多个层构成的多层结构。作为表面处理层的其它例,可举出防粘附层等。
在以具备表面处理层的方式实施这里公开的技术的情况下,可以使表面处理层中含有导电剂来赋予导电性。作为导电剂,可以没有特别限制地使用后面叙述的导电剂、导电成分。
这里公开的偏振膜的厚度(在由多个层构成的情况下为它们的总厚度)没有特别限定,例如为约1μm以上,通常为约10μm以上,约20μm以上是适当的。例如,在设置透明保护膜的情况下,从保护性等观点考虑,偏振膜的厚度优选为约30μm以上、更优选为约50μm以上、进一步优选为约70μm以上。偏振膜的上限没有特别限制,例如为约1mm以下、通常为约500μm以下,约300μm以下是适当的。从光学特性、厚度减薄化的观点考虑,上述厚度优选为约150μm以下、更优选为约120μm以下、进一步优选为约100μm以下。
<导电层>
这里公开的导电层配置于偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧,并且是提高带导电层的偏振膜的导电性的层。导电层例如可以由包含有机或无机的导电性物质等各种导电剂的导电性组合物形成。在导电层的表面配置有粘合剂层的方式中,导电层也可以作为提高粘合剂层与偏振膜的密合的增粘层发挥功能。
作为可以在导电性组合物中(因此也在导电层中,如果没有特别说明,则以下相同)含有的有机导电性物质,可列举:季铵盐、吡啶盐、伯氨基、仲氨基、叔氨基等具有阳离子性官能团的阳离子型导电剂;磺酸盐、硫酸酯盐、膦酸盐、磷酸酯盐等具有阴离子性官能团的阴离子型导电剂;烷基甜菜碱及其衍生物、咪唑啉及其衍生物、丙氨酸及其衍生物等两性离子型导电剂;氨基醇及其衍生物、甘油及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物等非离子型导电剂;使上述阳离子型、阴离子型、两性离子型的具有离子导电性基团(例如,季铵盐基)的单体进行聚合或共聚而得到的离子导电性聚合物。这样的导电剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为可以在导电层中含有的无机导电性物质的例子,可列举:氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化镉、氧化钛、氧化锌、铟、锡、锑、金、银、铜、铝、镍、铬、钛、铁、钴、碘化铜、ITO(氧化铟/氧化锡)、ATO(氧化锑/氧化锡)等。这样的无机导电性物质可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
(导电性聚合物)
在优选的几个方式中,使用导电性聚合物作为导电剂。通过使用导电性聚合物,可以适宜地得到光学特性、外观、抗静电效果优异的导电层。另外,由这里公开的技术带来的湿热导电稳定性提高效果存在在含有导电性聚合物的导电层中可适宜地发挥的倾向。作为导电性聚合物,可列举聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚喹喔啉、聚乙烯亚胺、聚烯丙胺等聚合物。这样的导电性聚合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。其中,优选聚苯胺(苯胺类聚合物)、聚噻吩(噻吩类聚合物)。
作为导电性聚合物的优选例,可列举:聚噻吩(噻吩类聚合物)及聚苯胺(苯胺类聚合物)。需要说明的是,本说明书中,聚噻吩是指未取代或取代噻吩的聚合物。作为这里公开的技术中的取代噻吩聚合物的一个适宜的例子,可列举出聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)。
作为上述导电性聚合物,可以没有特别限制地使用有机溶剂可溶性、水溶性、水分散性的导电性聚合物。在优选的几个方式中,导电性聚合物以水溶液或水分散液的形态用于导电层形成。在该方式中,可以将包含导电性组合物的涂布液制成水性液体(可以包含水和其它溶剂的水溶液或水分散液)的形态,因此可以减少由有机溶剂导致的偏振膜改性的风险。由于容易将聚苯胺、聚噻吩等导电性聚合物制成水溶液或水分散液的形态,因此可以优选使用。其中,更优选聚噻吩。在优选的几个方式中,将聚噻吩水溶液用于导电性组合物的制备。需要说明的是,水溶液或水分散液除水以外,还可以包含水性溶剂。例如,可以将甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇、环己醇等醇类中的1种或2种以上以与水的混合溶剂(水性溶剂)的形态使用。
上述导电性聚合物的水溶液、水分散液例如可以通过将具有亲水性官能团的导电性聚合物(可以通过使分子内具有亲水性官能团的单体共聚等方法而合成)溶解或分散于水中而制备。作为上述亲水性官能团,可示例出磺基、氨基、酰胺基、亚胺基、羟基、巯基、肼基、羧基、季铵基、硫酸酯基(-O-SO3H)、磷酸酯基(例如-O-PO(OH)2)等,该亲水性官能团可以形成盐。
在优选的几个方式中,在导电性组合物的制备中使用聚阴离子作为掺杂物(具体而言,噻吩类聚合物的掺杂物)。在该方式中,导电层可以含有聚阴离子。作为聚阴离子,可使用聚丙烯酸等聚羧酸类、聚苯乙烯磺酸酯(PSS)等聚磺酸类中的1种或2种以上。在特别优选的方式中,使用含有PSS的聚噻吩水溶液(可以是在聚噻吩中添加有PSS作为掺杂物的形态)。所述水溶液可以以1:1~1:10的重量比含有聚噻吩:PSS。上述水溶液中的聚噻吩与PSS的合计含量可以为例如1~5重量%左右。
作为上述聚噻吩水溶液的市售品,可示例出Nagase ChemteX Corporation制造的商品名“Denatron”系列、Heraeus公司制造的商品名“Clevios”系列。另外,作为聚苯胺磺酸水溶液的市售品,可示例出MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制造的商品名“aqua-PASS”。
从抗静电的观点考虑,导电性组合物中的导电剂(优选为导电性聚合物)的含量为约0.005重量%以上是适当的,优选为约0.01重量%以上。导电性组合物中的导电剂(优选为导电性聚合物)的含量的上限例如为约5重量%以下是适当的,优选为约3重量%以下、更优选为约1重量%以下、进一步优选为约0.7重量%以下。从抗静电的观点考虑,在使用上述导电性组合物得到的导电层中,导电剂(优选为导电性聚合物)的含量为约1重量%以上是适当的,优选为约3重量%以上、更优选为约5重量%以上、进一步优选为约7重量%以上、特别优选为约10重量%以上。导电层中的导电剂(优选为导电性聚合物)的含量的上限优选为约90重量%以下。
在使用含有导电性聚合物的导电层的方式中,导电层中也可以含有导电性聚合物以外的导电成分。作为这样的导电成分,可列举作为上述的有机或无机的导电性物质示例出的导电成分(导电性聚合物以外)、后面叙述的粘合剂层中含有的导电成分。这些导电成分可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。这里公开的技术中,可以在不损害发明的效果的范围内设定导电层中的导电性聚合物以外的导电成分的含量。其含量在导电层中通常为约5重量%以下,设为约3重量%以下(例如约1重量%以下、典型的是0.3重量%以下)是适当的。可以以导电层实质上不含有导电性聚合物以外的导电成分的方式优选地实施这里公开的技术。
(高沸点化合物)
典型的是,这里公开的导电层可以由含有沸点为180℃以上的高沸点化合物的导电性组合物形成。使用上述高沸点化合物形成的导电层显示出得到了改善的湿热导电稳定性。高沸点化合物可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。高沸点化合物在形成导电层时可以通过挥发而不残留,形成的导电层适宜地满足湿热表面电阻变化比、湿热表面电阻减少率,包含该导电层的带导电层的偏振膜可以适宜地满足湿热导电性变化比FHT。上述高沸点化合物是沸点为180℃以上的化合物,在常温(23℃)下为固体或液体。在常温下为固体的高沸点化合物优选使用容易溶解于后面叙述的导电性组合物的溶剂(例如水)中的高沸点化合物。这样的高沸点化合物例如对于溶剂(例如水)100mL的溶解度在常温下可以为约1g以上(典型的是约3g以上、例如为约10g以上、进一步为约20g以上)。另外,从导电层形成性的观点考虑,高沸点化合物优选为在温度20~50℃下为液态(因此熔点为20℃以下)的化合物。这样的化合物也称为高沸点溶剂。需要说明的是,这里所述的溶剂是指导电性组合物中所含的液态介质,为了方便而称为溶剂,是包含溶剂及分散介质的概念。
作为通过使用高沸点化合物而提高湿热导电稳定性的理由,认为如下所述。例如,在使用水等低沸点溶剂(沸点小于180℃的溶剂)作为导电性组合物的溶剂的情况下,由于导电层的厚度薄(例如厚度小于1μm),因此,组合物中的溶剂迅速地挥发而干燥。此时,相同的组合物中所含的导电剂(优选为导电性聚合物)在导电层中的配置(可以是取向)受到该干燥工艺的影响。高沸点化合物会适度控制形成导电层时干燥工艺中的溶剂的挥发行为,其结果是,可以使导电层中的导电剂的配置良好。然而,不仅如此,根据本发明人等的研究结果可以认为:具有给定以上的沸点的高沸点化合物在干燥工艺中使导电层中的导电剂的配置稳定、不易因环境变化等外在因素而变化。本发明人等使用TOF/MS(飞行时间质谱分析仪),以50℃分别对水与二乙二醇(沸点:约244℃)的混合溶剂、水与N-甲基吡咯烷酮(沸点:约204℃)的混合溶剂进行加热,经时测定此时的挥发成分量,对于使用了特定(具体而言沸点180℃以上)的高沸点化合物的混合溶剂而言,如果经过了干燥工艺的初始阶段,则在工艺的主要期间确认到上述高沸点化合物缓慢挥发。可以认为由高沸点化合物的使用带来的上述挥发行为有助于导电剂的配置的稳定保持,即使暴露于湿热环境,也能带来稳定的导电性。可以认为该作用特别是在使用通过π-π堆积作用进行电子传导的噻吩类聚合物、苯胺类聚合物作为导电剂(更优选为噻吩类聚合物、例如噻吩类聚合物与PSS等的掺杂物)的方式中特别有意义。需要说明的是,这里公开的技术不限定于上述的考虑。
这里公开的导电性组合物中含有的高沸点化合物由于其湿热导电稳定化作用而也被称为导电性稳定化剂。上述导电性稳定化剂在暴露于湿热环境(例如,温度50℃以上相对湿度80%以上、典型的是温度85℃85%RH)中给定时间(例如24小时)的情况下,与未使用该导电性稳定化剂的情况相比,可被定义为抑制导电层的导电性(可以根据表面电阻值等来评价)的变化的添加剂、即有助于上述环境中的导电层的导电性的稳定化的添加剂。
在几个方式中,从湿热导电稳定性的观点考虑,导电性组合物中含有的高沸点化合物的沸点优选为约200℃以上、更优选为约210℃以上、进一步优选为约220℃以上、特别优选为约230℃以上(例如约240℃以上)。上述高沸点化合物的沸点的上限可考虑导电层的成膜性、干燥效率等而适当设定,并不限定于特定的范围。高沸点化合物的沸点通常为约400℃以下,约320℃以下是适当的,从导电层的成膜性的观点考虑,优选为约300℃以下(例如约290℃以下)、更优选为约280℃以下、进一步优选为约260℃以下、特别优选为约250℃以下。通过使用在沸点180℃以上的范围中相对较低的沸点的高沸点化合物,在将导电层形成于偏振膜上的方式中,偏振膜与导电层的密合性提高,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的方式中,存在粘合剂层的锚固性提高的倾向。
作为高沸点化合物,可以没有特别限制地使用例如下述化合物中沸点为180℃以上的化合物:N-甲基吡咯烷酮等内酰胺类化合物(可以是内酰胺类溶剂);乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、丁二醇类(1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等)、戊二醇类(1,5-戊二醇等)、己二醇类(1,6-己二醇等)、新戊二醇、邻苯二酚等二醇类化合物(可以是二醇类溶剂);二乙二醇、三乙二醇、三丙二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等二醇醚类化合物(可以是二醇醚类溶剂);β-硫二甘醇等硫代甘醇类化合物(可以是硫代甘醇类溶剂);甘油;甘露醇、山梨糖醇、木糖醇等糖醇类化合物;2-苯氧基乙醇等芳香族醇类化合物;N-甲基甲酰胺、乙酰胺、N-乙基乙酰胺、苯甲酰胺等酰胺类化合物(可以是酰胺类溶剂);吡唑等胺类化合物(典型的是环状胺);二甲基亚砜等亚砜类化合物(可以是亚砜类溶剂);等等。这些高沸点化合物可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。这些当中,优选沸点为180℃以上的二醇类化合物、二醇醚类化合物、甘油,更优选沸点为180℃以上的二醇醚类化合物(典型的是二乙二醇、三乙二醇)。
虽无特别限定,但作为上述高沸点化合物,可适宜使用具有羟基的化合物。可认为具有羟基的高沸点化合物容易与溶剂(典型的是水性溶剂)相溶,例如在添加于水性溶剂的情况下,能够获得带来湿热导电稳定性提高的良好的挥发行为。在优选的几个方式中,上述高沸点化合物中含有的羟基的数量为2以上,例如可以为3以上。另外,也可以适宜使用例如含有醚结构的高沸点化合物。
这里公开的导电性组合物中的高沸点化合物的含量可以以实现作为目标的湿热导电稳定性的方式适宜设定,不限定于特定的范围。从得到湿热导电稳定性提高效果的观点考虑,将导电性组合物中的高沸点化合物的含量设为约0.1重量%以上是适当的,优选为约0.5重量%以上、更优选为约1重量%以上、进一步优选为约2重量%以上,也可以为约5重量%以上(例如约8重量%以上)。另外,可以将导电性组合物中的高沸点化合物的含量的上限例如设为约50重量%以下,约30重量%以下(例如约25重量%以下)是适当的,优选为约15重量%以下、更优选为约10重量%以下、进一步优选为约7重量%以下、特别优选为约5重量%以下(典型的是4重量%以下)。通过将高沸点化合物的用量限制为给定的范围,在将导电层形成于偏振膜上的方式中,偏振膜与导电层的密合性提高,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的方式中,存在粘合剂层的锚固性提高的倾向。
用于形成导电层的导电性组合物典型地含有溶剂、分散介质(为了方便,以下统称为“溶剂”)。作为溶剂,没有特别限定,可以适宜使用能够使导电层形成成分稳定地溶解或分散的溶剂。该溶剂可以是有机溶剂、水、或它们的混合溶剂。作为上述有机溶剂,可使用例如选自下述溶剂中的1种或2种以上:乙酸乙酯等酯类;甲乙酮、丙酮、环己酮等酮类;四氢呋喃(THF)、二烷等环状醚类;正己烷、环己烷等脂肪族或脂环族烃类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、环己醇等脂肪族或脂环族醇类;亚烷基二醇单烷基醚(例如,乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚)等二醇醚类;等等。需要说明的是,上述溶剂在常温下为液体,沸点小于180℃。
在优选的几个方式中,上述溶剂为水性溶剂。这里,水性溶剂是指水或以水为主成分的混合溶剂(例如,水、与甲醇、乙醇等低级醇的混合溶剂)。在这里公开的技术中,从防止偏振膜改性的观点考虑,可适宜使用水性的溶剂。水在水性溶剂中所占的比例为约30重量%以上是适当的,优选为约50重量%以上(典型的是超过50重量%),也可以为约70重量%以上,也可以为约80重量%以上(例如约90~100重量%)。
(粘合剂)
在几个方式中,导电层包含粘合剂。通过使导电层包含粘合剂,导电层的膜形成性提高。另外,在将导电层形成于偏振膜上的方式中,偏振膜与导电层的密合性提高,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的方式中,存在粘合剂层的锚固性提高的倾向。作为粘合剂,没有特别限定,可使用下述粘合剂中的1种或2种以上:含唑啉基聚合物、氨基甲酸酯类聚合物、丙烯酸类聚合物、聚酯类聚合物、聚醚类聚合物、纤维素类聚合物、乙烯醇类聚合物、含环氧基聚合物、乙烯基吡咯烷酮类聚合物、苯乙烯类聚合物、聚乙二醇、季戊四醇等。作为优选例,可列举含/>唑啉基聚合物、氨基甲酸酯类聚合物(典型的是聚氨酯)。
优选的几个方式中,可使用含唑啉基聚合物作为粘合剂。通过使用含/>唑啉基聚合物,容易得到对于偏振膜表面的润湿性。另外,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的方式中,存在粘合剂层的锚固性提高的倾向。含/>唑啉基聚合物可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。优选可以溶解或分散于水中的含/>唑啉基聚合物。/>唑啉基可以是2-/>唑啉基、3-/>唑啉基、4-/>唑啉基中的任意基团,可以优选使用例如2-/>唑啉基。作为含/>唑啉基聚合物,可使用例如:在主链中含有(甲基)丙烯酸骨架或苯乙烯骨架、且在其主链的侧链具有/>唑啉基的含/>唑啉基聚合物。优选的几个方式的含/>唑啉基聚合物可以是包含含有(甲基)丙烯酸骨架的主链、且在其主链的侧链具有/>唑啉基的含/>唑啉基(甲基)丙烯酸类聚合物。
含唑啉基聚合物的分子量可以基于目的、要求特性等适宜设定。从涂敷性等观点考虑,含/>唑啉基聚合物的分子量的上限为约100×104以下是适当的,优选为约50×104以下、更优选为约10×104以下、进一步优选为约5×104以下。上述分子量是通过GPC(凝胶渗透色谱法)得到的标准聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)。
在几个方式中,可使用氨基甲酸酯类聚合物作为粘合剂。通过使用氨基甲酸酯类聚合物,在将导电层配置于偏振膜与粘合剂层之间的方式中,存在粘合剂层的锚固性提高的倾向。作为氨基甲酸酯类聚合物,可列举醚类聚氨酯、酯类聚氨酯、碳酸酯类聚氨酯等聚氨酯;氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、共聚有(甲基)丙烯酸烷基酯的丙烯酸-氨基甲酸酯共聚物;等等。氨基甲酸酯类聚合物可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。在几个方式中,作为粘合剂,优选将含唑啉基聚合物与氨基甲酸酯类聚合物组合使用。
导电层中的粘合剂的含量没有特别限定,例如为约3重量%以上是适当的。从与偏振膜的密合性、锚固性等观点考虑,粘合剂的含量优选为约10重量%以上、更优选为约30重量%以上、进一步优选为约50重量%以上,特别优选为约60重量%以上,也可以为约70重量%以上(例如约80重量%以上)。考虑到导电性聚合物等其它成分的作用,粘合剂的含量的上限通常为约99重量%以下,约95重量%以下是适当的,例如也可以为约90重量%以下(例如约80重量%以下)。
根据需要,可以在导电层中配合添加剂。作为添加剂,可列举流平剂、消泡剂、增粘剂、抗氧剂等。这些添加剂的比例通常在导电层中为约50重量%以下,设为约30重量%以下(例如约10重量%以下)是适当的,也可以为约3重量%以下(例如小于1重量%)。
(导电层的形成方法)
上述导电层可以适宜地通过对偏振膜赋予将上述导电剂、高沸点化合物、根据需要使用的添加剂分散或溶解于适当的溶剂而得到的液态的导电性组合物、或者对设置于偏振膜的粘合剂层表面赋予该液态的导电性组合物等方法而形成。例如,可以优选采用将上述导电性组合物涂布于偏振膜的第一面、使其干燥、并根据需要进行固化处理(热处理、紫外线处理等)的方法。上述导电性组合物的固体成分浓度(NV)可以设为例如5重量%以下(典型的是0.05~5重量%),通常设为3重量%以下(典型的是0.10~3重量%)是适当的。在形成厚度薄的导电层的情况下,优选将上述导电性组合物的NV设为例如0.05~0.50重量%(例如0.10~0.30重量%)。这样一来,通过使用低NV的导电性组合物,能够形成更均匀的导电层。
(表面电阻值)
从抗静电等观点考虑,导电层的表面电阻值为约1×1012Ω/□以下是适当的。如果将表面电阻值被限制为给定值以下的导电层应用于液晶面板(例如内嵌型液晶面板)用途,则可以基于导电层的导电性来防止静电不均的发生。另外,从触摸传感灵敏度的观点考虑,优选将上述表面电阻值的下限设为约1×106Ω/□以上。导电层的表面电阻值的范围可以根据带导电层的偏振膜所具有的粘合剂层是否为导电性、液晶单元的种类、便携电子设备用途、车载用途等而不同。例如,在应用于便携电子设备用的内嵌型液晶单元的情况下,上述表面电阻值优选为约1×108Ω/□~1×1010Ω/□,从抗静电的观点考虑,更优选为约1×108Ω/□~1×109Ω/□。在应用于车载用的内嵌型液晶单元的情况下,优选为约1×106Ω/□~1×109Ω/□,从抗静电的观点考虑,更优选为约1×107Ω/□~5×108Ω/□。另外,在应用于外嵌型液晶单元的情况下,上述表面电阻值优选为约1×1010Ω/□~1×1012Ω/□。另外,在应用于半内嵌型液晶单元的情况下,上述表面电阻值优选为约1×109Ω/□~1×1012Ω/□。导电层的表面电阻值通过后面叙述的实施例中记载的方法(初始表面电阻值)来测定。
(湿热表面电阻变化比)
在几个方式中,这里公开的导电层在湿热试验后的导电层的表面电阻值S[Ω/□]与上述湿热试验前的导电层的表面电阻值P[Ω/□]之比(湿热表面电阻变化比S/P)可以满足条件:0.05≤S/P≤10,所述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的。满足上述湿热表面电阻变化比S/P的导电层显示出得到了改善的湿热导电稳定性。上述湿热表面电阻变化比S/P优选为约0.1以上、更优选为约0.5以上、进一步优选为约0.8以上(例如约1以上)。而且上述S/P优选为约3以下、更优选为约1.5以下、进一步优选为约1.2以下、特别优选为1.1以下。湿热表面电阻变化比S/P通过后面叙述的实施例中记载的方法来测定。需要说明的是,本说明书中公开的带导电层的偏振膜包含未限制上述湿热表面电阻变化比S/P的方式,在这样的方式中,带导电层的偏振膜不限定于具有上述特性。
(湿热表面电阻减少率)
在几个方式中,可以将导电层的湿热表面电阻减少率抑制为给定值以下。具体而言,导电层的根据式:(1-S/P)×100求出的湿热表面电阻减少率可以为95%以下。这里,S为湿热试验后的导电层的表面电阻值[Ω/□],P为上述湿热试验前的导电层的表面电阻值P[Ω/□],所述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的,S及P通过后面叙述的实施例中记载的方法来测定。满足上述湿热表面电阻减少率的导电层能够良好地抑制在暴露于湿热环境的情况下的表面电阻值的减少。上述湿热表面电阻减少率优选为约90%以下、更优选为约50%以下、进一步优选为约20%以下、特别优选为约0%或0%以下。这里公开的技术可以与抑制暴露于湿热环境的情况下的表面电阻减少相关,因此,对于湿热试验后的表面电阻值的增大,没有特别限定,例如根据式:(S/P-1)×100求出的湿热表面电阻增加率为约200%以下是适当的,也可以小于150%,也可以小于130%(例如120%以下)。上式中的S及P分别与上述湿热表面电阻减少率的S及P的含义相同。
(导电层的厚度)
这里公开的技术中的导电层的厚度可以根据抗静电性、锚固性等要求特性适宜设定。导电层的厚度通常为约10nm以上,设为超过10nm是适当的。从抗静电性提高、得到均匀的厚度的观点考虑,导电层的厚度优选为12nm以上、更优选为14nm以上、进一步优选为15nm以上、特别优选为20nm以上(典型的是25nm以上、例如30nm以上)。另外,将导电层的厚度设为约500nm以下是适当的。通过将导电层的厚度抑制为约500nm以下,容易得到良好的光学特性(全光线透射率等)。从这样的观点考虑,导电层的厚度优选为约100nm以下、更优选为约70nm以下。在具备厚度薄的导电层的构成中,能够适宜地发挥这里公开的高沸点化合物使用的效果(湿热导电稳定性改善效果)。
<粘合剂层>
构成这里公开的粘合剂层的粘合剂例如可以是包含选自丙烯酸类、橡胶类、氨基甲酸酯类、有机硅类、乙烯基烷基醚类、乙烯基吡咯烷酮类、丙烯酰胺类、纤维素类等的各种粘合剂中的1种或2种以上而构成的粘合剂层。因此,构成粘合剂层的聚合物可以是丙烯酸类聚合物、橡胶类聚合物、氨基甲酸酯类聚合物、有机硅类聚合物、乙烯基烷基醚类聚合物、乙烯基吡咯烷酮类聚合物、丙烯酰胺类聚合物、纤维素类聚合物等。其中,从透明性、适宜的润湿性、凝聚性、粘接性等粘合特性、耐候性、耐热性等观点考虑,优选丙烯酸类粘合剂。以下,将上述粘合剂层为丙烯酸类粘合剂层的构成作为主要实例,更详细地说明这里公开的技术,但并不意图将上述粘合剂层限定于由丙烯酸类粘合剂形成。
(丙烯酸类粘合剂)
在优选的几个方式中采用的丙烯酸类粘合剂是指,以丙烯酸类聚合物为基础聚合物(该粘合剂中所含的聚合物成分中的主成分、即含量多于50重量%的成分)的粘合剂。另外,“丙烯酸类聚合物”是指将1分子中具有至少1个(甲基)丙烯酰基的单体(以下,有时将其称为“丙烯酸类单体”)作为主要构成单体成分(单体的主成分、即在构成丙烯酸类聚合物的单体的总量中占据50重量%以上的成分)的聚合物。上述“(甲基)丙烯酰基”是指包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基之意。同样地,“(甲基)丙烯酸酯”是指包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之意。
(丙烯酸类聚合物)
作为上述丙烯酸类粘合剂的基础聚合物的丙烯酸类聚合物典型的是以(甲基)丙烯酸烷基酯为主构成单体成分的聚合物。作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯,例如,可以适当地使用下述式(1)所示的化合物。
CH2=C(R1)COOR2 (1)
这里,上述式(1)中的R1为氢原子或甲基,R2为碳原子数1~20的烷基(是包含链状烷基及脂环式烷基的意思)。从容易得到粘合特性优异的粘合剂的方面出发,优选R2是碳原子数1~18(以下,有时将这种碳原子数的范围表示为C1-18)的链状烷基(是包含直链状烷基及支链状烷基的意思)的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选具有C1-14的链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。作为C1-14的链状烷基的具体例,可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基等。对于作为R2可选择的脂环式烷基,可列举出环己基、异冰片基等。
在优选的几个方式中,在丙烯酸类聚合物的合成中使用的单体的总量(以下也称为“全部原料单体”)中,选自上述式(1)中的R2为C1-18的链状(甲基)丙烯酸烷基酯(更优选为C1-14、进一步优选为C4-10的链状(甲基)丙烯酸烷基酯、例如丙烯酸正丁酯(BA)及丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)中的一者或两者)中的1种或2种以上占据约50重量%以上、更优选为约60重量%以上、例如为约70重量%以上。根据由这样的单体组成得到的丙烯酸类聚合物,容易形成显示出适于这里公开的用途的粘合特性的粘合剂,因而优选。从官能团a的导入、相位差调整、折射率调整等观点考虑,将上述单体总量中所占的C1-18(例如C1-14、典型的是优选为C4-10)的链状(甲基)丙烯酸烷基酯的比例设为约95重量%以下是适当的,优选为约90重量%以下、更优选为85重量%以下(例如80重量%以下)。
另外,从粘合特性、耐久性、相位差的调整、折射率的调整等方面出发,作为在丙烯酸类聚合物的合成中使用的单体,优选使用具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯。作为具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯的芳香环结构,可列举苯环、萘环、噻吩环、吡啶环、吡咯环、呋喃环等。其中,优选具有苯环、萘环的(甲基)丙烯酸酯。作为具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯,可以使用各种(甲基)丙烯酸芳基酯、(甲基)丙烯酸芳基烷基酯、(甲基)丙烯酸芳氧基烷基酯等。
作为具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯的具体例,可列举例如:(甲基)丙烯酸苯酯、邻苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基甲酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性壬基苯酚(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性甲酚(甲基)丙烯酸酯、苯酚环氧乙烷改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基苄酯、(甲基)丙烯酸氯苄酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸苯乙烯酯、羟乙基化β-萘酚丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-萘氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(4-甲氧基-1-萘氧基)乙酯、硫代(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸吡啶酯、(甲基)丙烯酸吡咯酯、聚(甲基)丙烯酸苯乙烯酯等。也可以使用(甲基)丙烯酸联苯酯等具有联苯环的(甲基)丙烯酸酯。它们可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。其中,优选(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯。
在使用具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯的情况下,其含量基于粘合特性、光学特性等适宜设定。在丙烯酸类聚合物的合成所使用的单体的总量中,将具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯设为约5重量%以上是适当的,从良好地发挥由具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯带来的效果(耐久性提高、液晶显示不均改善等)的观点考虑,优选为约10重量%以上、更优选为约15重量%以上(例如约20重量%以上)。具有芳香环结构的(甲基)丙烯酸酯的用量的上限为约30重量%以下是适当的,考虑到粘合特性、粘合剂层的锚固性等,优选为约小于30重量%、更优选为约小于25重量%(例如小于22重量%)。
作为这里公开的技术中的丙烯酸类聚合物,可以适宜使用使含官能团单体进行共聚而得到的丙烯酸类聚合物。作为含官能团单体的优选例,可列举含羧基单体、含酸酐基单体、含羟基单体。这些单体可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。上述含官能团单体在粘合剂层内成为交联点,能够提高粘合剂的凝聚力、耐热性。另外,在使粘合剂层与导电层相邻的方式中,能够提高导电层与粘合剂层的密合性。通过适量使用含官能团单体,也能够调整丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度(Tg),调整粘合特性。
作为含羧基单体,可示例出:丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯等烯属不饱和单羧酸;衣康酸、马来酸、富马酸、丁烯酸、异丁烯酸、柠康酸等烯属不饱和二羧酸。
作为含酸酐基单体,可列举马来酸酐、衣康酸酐、上述烯属不饱和二羧酸等的酸酐。
作为含羟基单体,可列举出(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3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基己酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸酯(4-羟基甲基环己基)甲酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类;聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯类;乙烯醇、烯丙醇、2-羟乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等不饱和醇类;等等。
这些含官能团单体可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
可以使上述以外的含有官能团的单体与这里公开的技术中的丙烯酸类聚合物共聚。该单体可以出于例如丙烯酸类聚合物的Tg调整、粘合性能的调整等目的而使用。例如,作为可以提高粘合剂的凝聚力、耐热性的单体,可列举含磺酸基单体、含磷酸基单体、含氰基单体等。另外,作为可以对丙烯酸类聚合物导入可成为交联基团点的官能团、或者可以有助于与玻璃等被粘附物的密合力的提高的单体,可列举含酰胺基单体、含氨基单体、含酰亚胺基单体、含环氧基单体、具有含有氮原子的环的单体、含酮基单体、含异氰酸酯基单体、含烷氧基甲硅烷基单体等。其中,可以优选使用如下述所示例出的含酰胺基单体、含氨基单体、具有含有氮原子的环的单体。
含酰胺基单体:例如(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺。
含氨基单体:例如(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯。
具有含有氮原子的环的单体:例如N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-甲基乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基哌啶酮、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基哌嗪、N-乙烯基吡嗪、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基唑、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基己内酰胺、N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷酮。
需要说明的是,上述具有含有氮原子的环的单体中,当然也存在例如N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-甲基乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷酮等相当于含酰胺基单体的单体。关于上述具有含有氮原子的环的单体与含氨基单体的关系也同样。
上述含有官能团的单体的含量没有特别限定,在基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)的合成所使用的单体的总量中通常为约40重量%以下,约30重量%以下是适当的,从粘合特性等观点考虑,优选为约20重量%以下、更优选为约15重量%以下、进一步优选为10重量%以下(例如5重量%以下)。含有官能团的单体在基础聚合物的合成所使用的单体的总量中所占的含量的下限通常为约0.001重量%以上,约0.01重量%以上是适当的,从可以适宜发挥含有官能团的单体共聚的效果的观点考虑,优选为约0.1重量%以上、更优选为约0.5重量%以上、进一步优选为约1重量%以上。
在优选的几个方式中,作为基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)的单体成分,使用含羧基单体及含羟基单体中的至少一者(优选为两者)。在使用含羧基单体作为丙烯酸类聚合物的单体成分的情况下,从粘合剂的凝聚性、锚固性等观点考虑,含羧基单体在基础聚合物的合成所使用的单体的总量所占的量通常为约0.001重量%以上,约0.01重量%以上是适当的,优选为约0.1重量%以上、更优选为约0.2重量%以上,例如可以为1重量%以上,也可以为3重量%以上。为了得到期望的粘合特性,适宜设定含羧基单体的用量的上限,在基础聚合物的合成所使用的单体的总量中约10重量%以下是适当的,优选为约8重量%以下、更优选为约6重量%以下,例如可以为约3重量%以下,也可以为约1重量%以下。
在使用含羟基单体作为基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)的单体成分的情况下,从粘合剂的凝聚性、锚固性等观点考虑,含羟基单体在基础聚合物的合成所使用的单体的总量中所占的量通常为约0.001重量%以上,约0.01重量%以上是适当的,优选为约0.1重量%以上。为了得到期望的粘合特性,适宜设定含羟基单体的用量的上限,在基础聚合物的合成所使用的单体的总量中,约5重量%以下是适当的,优选为约3重量%以下、更优选为约1重量%以下(例如约0.5重量%以下)。
作为除上述含有官能团的单体以外可以使用的其它共聚性单体,可列举:乙酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯等乙烯基酯类单体;苯乙烯、取代苯乙烯(α-甲基苯乙烯等)、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基化合物;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等含有非芳香性环的(甲基)丙烯酸酯;乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯、异丁烯等烯烃类单体;氯乙烯、偏氯丁烯等含氯单体;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等含烷氧基单体;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚等乙烯基醚类单体;等等。它们可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。在使用这样的其它共聚性单体的情况下,其用量没有特别限制,通常设为基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)的合成所使用的单体的总量的约30重量%以下(例如0~30重量%)是适当的,优选为约10重量%以下(例如约3重量%以下)。这里公开的技术也可以以基础聚合物的合成所使用的单体成分实质上不含上述其它共聚性单体的方式实施。
作为可构成基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)的共聚性单体的其它例,可列举多官能单体。作为多官能单体的具体例,可列举1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、亚甲基双丙烯酰胺等、1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物。多官能单体可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。在使用这样的多官能单体的情况下,其用量没有特别限制,通常设为基础聚合物的合成所使用的单体的总量的约2重量%以下(更优选为约1重量%以下)是适当的。
在聚合中使用的引发剂可以从公知或常用的聚合引发剂中适宜选择。例如,可以优选使用2,2’-偶氮二异丁腈等偶氮类聚合引发剂。作为聚合引发剂的其它例,可列举过氧化物类引发剂(过硫酸钾等过硫酸盐、过氧化苯甲酰、过氧化氢等);苯基取代乙烷等取代乙烷类引发剂;芳香族羰基化合物;等等。作为聚合引发剂的又一其它例子,可列举出基于过氧化物与还原剂的组合的氧化还原类引发剂。作为所述氧化还原类引发剂的例子,可列举出过氧化物与抗坏血酸的组合(过氧化氢水与抗坏血酸的组合等)、过氧化物与铁(II)盐的组合(过氧化氢水与铁(II)盐的组合等)、过硫酸盐与亚硫酸氢钠的组合等。
这样的聚合引发剂可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。聚合引发剂的用量只要是通常的用量即可,例如,相对于全部原料单体100重量份,可以从0.005~1重量份(典型的是0.01~1重量份)左右的范围中选择。
得到具有该单体组成的基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)的方法没有特别限定,可以采用溶液聚合法、乳液聚合法、本体聚合法、悬浮聚合法等各种聚合方法。或者也可以采用照射UV等光而进行的光聚合(典型的是在光聚合引发剂的存在下进行)、照射β射线、γ射线等放射线而进行的放射线聚合等活性能量射线照射聚合。从透明性、粘合性能等观点考虑,可以适宜采用溶液聚合法。作为进行聚合时的单体供给方法,可以适宜采用一次供给全部单体原料的一次性加入方式、连续供给(滴加)方式、分批供给(滴加)方式等。聚合温度可以根据使用的单体及溶剂的种类、聚合引发剂的种类等适宜选择,例如可以设为20℃~170℃(典型的是40℃~140℃)左右。另外,合成的基础聚合物可以是无规共聚物,也可以是嵌段共聚物、接枝共聚物等。从生产性等观点考虑,通常优选为无规共聚物。
作为在溶液聚合中使用的溶剂(聚合溶剂),例如可以使用选自甲苯、二甲苯等芳香族化合物类(典型的是芳香族烃类);乙酸乙酯等乙酸酯类;己烷等脂肪族或脂环式烃类;1,2-二氯乙烷等卤代烷烃类;异丙醇等低级醇类(例如,碳原子数1~4的一元醇类);叔丁基甲基醚等醚类;甲乙酮等酮类;等溶剂中的任1种溶剂、或2种以上的混合溶剂。
这里公开的技术中的基础聚合物(丙烯酸类聚合物)的通过GPC(凝胶渗透色谱法)得到的标准聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为约10×104以上是适当的,从耐久性、耐热性等观点考虑,优选为约50×104以上、更优选为约80×104以上、进一步优选为约120×104以上(例如约150×104以上)。另外,上述Mw为约500×104以下是适当的,从形成粘合剂层时的涂敷性等观点考虑,优选为约300×104以下、更优选为约250×104以下、进一步优选为约200×104以下。
具体而言,上述Mw可以使用商品名“HLC-8120GPC”(东曹株式会社制)作为GPC测定装置并在下述的条件下进行测定。
[GPC的测定条件]
样品浓度:0.2重量%(四氢呋喃溶液)
样品注入量:100μL
洗脱液:四氢呋喃(THF)
流量(流速):0.8mL/分
柱温(测定温度):40℃
色谱柱:东曹株式会社制、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
柱尺寸:各7.8mmφ×30cm计90cm
检测器:差示折射计(RI)
标准试样:聚苯乙烯
(导电成分)
可以以粘合剂层包含导电成分的方式优选地实施这里公开的技术。作为上述抗静电成分,可示例出离子性化合物。也可以使用可以在上述导电层中包含的导电剂。这些导电成分可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。在优选的几个方式中,粘合剂层包含离子性化合物。离子性化合物优选作为导电成分提高粘合剂层的导电性。可以优选使用例如选自碱金属盐、有机阳离子-阴离子盐等中的1种或2种以上。从锚固性的观点考虑,更优选有机阳离子-阴离子盐。
(碱金属盐)
作为碱金属盐,可以使用碱金属的有机盐及无机盐。作为构成碱金属盐的阳离子部的碱金属离子,可列举锂、钠、钾等各离子。这些碱金属离子中,优选锂离子。
碱金属盐的阴离子部可以由有机物构成,也可以由无机物构成。作为构成有机盐的阴离子部,可列举例如:CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)3C-、C4F9SO3 -、C3F7COO-、(CF3SO2)(CF3CO)N-、(FSO2)2N-、-O3S(CF2)3SO3 -、PF6 -、CO3 2-、下述通式(1)~(4)表示的阴离子等。
(1)(CnF2n+1SO2)2N-(其中,n为1~10的整数);
(2)CF2(CmF2mSO2)2N-(其中,m为1~10的整数);
(3)-O3S(CF2)lSO3 -(其中,l为1~10的整数);
(4)(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(其中,p、q为1~10的整数)。
阴离子部含有氟原子的离子性化合物由于电离性良好,因而可以优选使用。作为无机的阴离子部,可以使用Cl-、Br-、I-、AlCl4 -、Al2Cl7 -、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、AsF6 -、SbF6 -、NbF6 -、TaF6 -、(CN)2N-等。作为阴离子部,优选(CF3SO2)2N-、(C2F5SO2)2N-等的(全氟烷基磺酰)亚胺,特别优选(CF3SO2)2N-表示的(三氟甲磺酰)亚胺。
作为碱金属的有机盐,具体可以列举:乙酸钠、藻酸钠、木质素磺酸钠、甲苯磺酸酸钠、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N、Li(CF3SO2)3C、KO3S(CF2)3SO3K、LiO3S(CF2)3SO3K等。其中,优选为LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N、Li(CF3SO2)3C等,更优选为Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、Li(C4F9SO2)2N等含氟酰亚胺锂盐,特别优选(全氟烷基磺酰)亚胺锂盐。
作为碱金属的无机盐,可列举高氯酸锂、碘化锂。
上述碱金属盐可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
(有机阳离子-阴离子盐)
这里公开的技术中使用的“有机阳离子-阴离子盐”是指有机盐,且其阳离子成分由有机物构成,阴离子成分可以是有机物,也可以是无机物。
作为构成有机阳离子-阴离子盐的阳离子成分,具体可列举:吡啶阳离子、哌啶阳离子、吡咯烷/>阳离子、具有吡咯啉骨架的阳离子、具有吡咯骨架的阳离子、咪唑/>阳离子、四氢嘧啶/>阳离子、二氢嘧啶/>阳离子、吡唑/>阳离子、吡唑啉/>阳离子、四烷基铵阳离子、三烷基锍阳离子、四烷基/>阳离子等。
作为有机阳离子-阴离子盐的阴离子成分,可列举例如:Cl-、Br-、I-、AlCl4 -、Al2Cl7 -、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、NO3 -、CH3COO-、CF3COO-、CH3SO3 -、CF3SO3 -、(CF3SO2)3C-、AsF6 -、SbF6 -、NbF6 -、TaF6 -、(CN)2N-、C4F9SO3 -、C3F7COO-、(CF3SO2)(CF3CO)N-、(FSO2)2N-、-O3S(CF2)3SO3 -、下述通式(1)~(4)表示的阴离子等。
(1)(CnF2n+1SO2)2N-(其中,n为1~10的整数);
(2)CF2(CmF2mSO2)2N-(其中,m为1~10的整数);
(3)-O3S(CF2)lSO3 -(其中,l为1~10的整数);
(4)(CpF2p+1SO2)N-(CqF2q+1SO2)(其中,p、q为1~10的整数)。
阴离子成分含有氟原子的离子性化合物的电离性良好,因此可以优选使用。上述阴离子成分所具有的全氟烷基的碳原子数优选为1~3、更优选为1或2。这些离子性化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
(其它离子性化合物)
另外,作为离子性化合物,除了上述的碱金属盐、有机阳离子-阴离子盐以外,还可以使用氯化铵、氯化铝、氯化铜、氯化亚铁、氯化铁、硫酸铵等无机盐。另外,这里公开的离子性化合物一般包含被称为离子性表面活性剂的化合物。作为离子性表面活性剂,可列举:季铵盐、盐、锍盐、吡啶/>盐、具有氨基等阳离子性官能团的阳离子型表面活性剂;羧酸、磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、亚磷酸酯等具有阴离子性官能团的阴离子型表面活性剂;磺基甜菜碱及其衍生物、烷基甜菜碱及其衍生物、咪唑啉及其衍生物、烷基咪唑/>甜菜碱及其衍生物等两性离子性表面活性剂;等等。有机阳离子-阴离子盐可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为离子性化合物,可列举离子性固体及离子性液体,可以优选使用离子性液体。离子性液体容易在粘合剂层内移动,容易在层内均匀地分散。在使用离子性液体作为离子性化合物的情况下,存在可以适宜发挥由这里公开的技术带来的效果的倾向。
需要说明的是,“离子性液体”是指,在40℃以下呈液态的熔融盐。离子性液体在呈液态的温度区域中,与固体的盐相比,可以容易地进行对粘合剂的添加、分散或溶解。此外,离子性液体没有蒸气压(非挥发性),因此,不会经时消失,具有可以持续得到抗静电性的特征。这里公开的技术中使用的离子性液体优选为在室温(25℃)下为液态的熔融盐。在上述的离子性化合物中,优选在40℃以下呈液态的有机阳离子-阴离子盐(有机阳离子-阴离子盐的离子性液体),更优选在室温(25℃)下呈液态的有机阳离子-阴离子盐(有机阳离子-阴离子盐的离子性液体)。
粘合剂层中的离子性化合物(优选为有机阳离子-阴离子盐)的含量没有特别限定,可以添加能够对粘合剂层赋予给定的导电性的适当量。将离子性化合物相对于基础聚合物(例如丙烯酸类聚合物)100重量份的量设为约0.01重量份以上(例如约0.05重量份以上)是适当的,从导电性提高的观点考虑,优选为约0.1重量份以上、更优选为约0.3重量份以上、进一步优选为约0.5重量份以上、特别优选为约0.7重量份以上。而且,相对于基础聚合物100重量份,将离子性化合物的量的上限设为约20重量份以下是适当的,考虑到耐久性、粘合特性等,优选为约10重量份以下、更优选为约5重量份以下、进一步优选为约3重量份以下(例如约2重量份以下)。
粘合剂层中的导电成分的含量(含有离子性化合物的导电成分的总量)没有特别限定,可以添加能够对粘合剂层赋予给定的导电性的适当量。将导电成分相对于基础聚合物(例如丙烯酸类聚合物)100重量份的量设为约0.01重量份以上是适当的,从导电性提高的观点考虑,优选为约0.1重量份以上、更优选为约0.5重量份以上。另外,相对于基础聚合物100重量份,将导电成分的量的上限设为约30重量份以下是适当的,考虑到耐久性、粘合特性等,优选为约10重量份以下、更优选为约5重量份以下、进一步优选为约3重量份以下。在使用离子性化合物作为导电成分的方式中,粘合剂层除离子性化合物以外,还可以任意含有离子性化合物以外的导电成分,也可以实质上不含离子性化合物以外的导电成分。需要说明的是,可以以粘合剂层实质上不含离子性化合物以外的导电成分的方式实施这里公开的技术。
(粘合剂组合物)
这里公开的技术中,粘合剂层的形成中所使用的粘合剂组合物的形态没有特别限定。例如,可以为有机溶剂中包含粘合成分的形态的粘合剂组合物(溶剂型粘合剂组合物)、粘合成分分散于水性溶剂中的形态的粘合剂组合物(水分散型粘合剂组合物、典型的是水性乳液型粘合剂组合物)、无溶剂型粘合剂组合物(例如,通过紫外线、电子束等之类的活性能量射线的照射发生固化的类型的粘合剂组合物、热熔型粘合剂组合物)等。可以以具备由溶剂型粘合剂组合物形成的粘合剂层的方式优选地实施这里所公开的技术。上述溶剂型粘合剂组合物中所含的有机溶剂例如可以为由甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷及异丙醇中任一者形成的单独溶剂,也可以为以它们中任一者为主成分的混合溶剂。
这里公开的技术中,作为粘合剂层的形成中所使用的粘合剂组合物(优选为溶剂型粘合剂组合物),可以优选采用可以使该组合物中所含的基础聚合物(典型的是丙烯酸类聚合物)适宜交联的方式构成的粘合剂组合物。作为具体的交联方法,可以适宜采用下述方法:可以通过使具有适当的官能团(羟基、羧基等)的单体共聚而将交联基团点导入到基础聚合物中,再将能够与其官能团反应而形成交联结构的化合物(交联剂)添加于基础聚合物来进行反应的方法。
作为交联剂,可列举例如:异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、三聚氰胺类交联剂、碳化酰亚胺类交联剂、肼类交联剂、胺类交联剂、亚胺类交联剂、过氧化物类交联剂(例如过氧化苯甲酰)、金属螯合物类交联剂(典型的是多官能金属螯合物)、金属醇盐类交联剂、金属盐类交联剂等。交联剂可以单独使用1种,或者可以组合使用2种以上。其中,优选异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、过氧化物类交联剂、金属螯合物类交联剂。例如,在使用丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的情况下,优选异氰酸酯类交联剂、过氧化物类交联剂,更优选异氰酸酯类交联剂与过氧化物类交联剂的组合使用。
交联剂的用量可以根据基础聚合物(例如丙烯酸类聚合物)的组成及结构(分子量等)、带导电层的偏振膜的使用形态等适宜选择。通常,交联剂相对于基础聚合物100重量份的用量为约0.01重量份以上是适当的,从提高粘合剂的凝聚力的观点考虑,优选为约0.02重量份以上、更优选为约0.03重量份以上(例如0.1重量份以上)。对于交联剂的用量的上限,通常,相对于基础聚合物100重量份为约10重量份以下是适当的,从对被粘附物的润湿性等观点考虑,优选为约5重量份以下、更优选为约3重量份以下、进一步优选为约1重量份以下。
上述粘合剂组合物中根据需要可以进一步配合以往公知的各种添加剂。作为上述添加剂的例子,可列举出表面润滑剂、流平剂、增塑剂、软化剂、填充剂、抗氧剂、防腐剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻聚剂、交联促进剂、硅烷偶联剂等。另外,还可以配合在以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的粘合剂组合物中公知和/或常用的增粘树脂、剥离调节剂。进而,通过乳液聚合法合成粘合性聚合物的情况下,优选使用乳化剂、链转移剂(也称为分子量调节剂或聚合度调节剂)。作为这些任意成分的添加剂的含量可以根据使用目的适宜确定。相对于基础聚合物100重量份,上述任意添加剂的用量通常为约5重量份以下,设为约3重量份以下(例如约1重量份以下)是适当的。
(粘合剂层的形成方法)
粘合剂层可以通过例如在偏振膜上直接赋予如上所述的粘合剂组合物、或者在设置于偏振膜的导电层上直接赋予如上所述的粘合剂组合物并使其干燥或固化的方法(直接法)来形成。或者,可以通过对剥离衬的表面(剥离面)赋予上述粘合剂组合物并使其干燥或固化,从而在该表面上形成粘合剂层,将该粘合剂层贴合于偏振膜表面、或者将其贴合于设置于偏振膜的导电层表面并转印该粘合剂层的方法(转印法)来形成。进行粘合剂组合物的赋予(典型的是涂布)时,可以适宜采用辊涂法、凹版涂布法等各种方法。根据需要可以在加热下进行粘合剂组合物的干燥。作为使粘合剂组合物固化的方法,可以适宜采用紫外线、激光线、α射线、β射线、γ射线、X射线、电子束等。
(粘合剂层的表面电阻值)
粘合剂层的表面电阻值没有特别限定。在优选的几个方式中,对于带导电层的偏振膜而言,除导电层以外,粘合剂层也具有导电性。在所述方式中,从抗静电等观点考虑,粘合剂层的表面电阻值为约1×1012Ω/□以下是适当的。如果将表面电阻值被限制为给定值以下的粘合剂层应用于液晶面板(例如内嵌型液晶面板)用途,则可以基于导电性而适宜地防止静电不均的发生。另外,从触摸传感灵敏度、耐久性的观点考虑,上述表面电阻值的下限优选为约1×107Ω/□以上是适当的。从上述观点考虑,例如,在应用于后面叙述的外嵌型液晶单元的情况下,上述表面电阻值优选为约1×1010Ω/□~1×1012Ω/□。另外,在应用于后面叙述的半内嵌型液晶单元的情况下,上述表面电阻值优选为约1×109Ω/□~1×1012Ω/□。此外,在应用于后面叙述的内嵌型液晶单元的情况下,上述表面电阻值优选为约1×107Ω/□~1×1012Ω/□,从耐久性的观点考虑,更优选为约1×108Ω/□~1×1010Ω/□。粘合剂层的表面电阻值通过后面叙述的实施例中记载的方法来测定。
(粘合剂层的厚度)
虽无特别限制,但粘合剂层的厚度可以设为例如约1μm以上,通常设为约3μm以上是适当的。从抗静电性、耐久性、确保在侧面设置有导通路径的情况下与该导通路径的接触面积的观点考虑,粘合剂层的厚度优选为约5μm以上、更优选为约7μm以上、进一步优选为约10μm以上。上述厚度可以设为例如约100μm以下,通常优选为约50μm以下(例如约35μm以下)。
<剥离衬>
对于这里公开的带导电层的偏振膜而言,根据需要,出于保护粘合面(粘合剂层中粘贴于被粘物的一侧的面)的目的,可以以在该粘合面贴合有剥离衬的形态(带剥离衬及导电层的偏振膜的形态)提供。作为构成剥离衬的基材,可以使用纸、合成树脂膜等。从表面平滑性优异的方面出发,可以适当地使用合成树脂膜。例如,作为剥离衬的基材,可以优选使用各种树脂膜(例如聚酯膜)。剥离衬的厚度例如可以设为约5~200μm,通常优选约10~100μm左右。可以使用以往公知的脱模剂(例如,有机硅类、氟类、长链烷基类、脂肪酸酰胺类等)或二氧化硅粉等对剥离衬中贴合于粘合剂层的面实施脱模或防污处理。
<其它层等>
对于这里公开的带导电层的偏振膜而言,除了上述各层(偏振膜、粘合剂层、导电层、任意的表面处理层)以外,还可以在偏振膜与导电层之间设置易粘接层,或者实施电晕处理、等离子体处理等各种易粘接处理。
<用途>
这里公开的带导电层的偏振膜显示出得到了改善的湿热导电稳定性,因此,在用作液晶面板材料的情况下,即使液晶面板暴露于湿热环境中,也能够发挥稳定的导电性。因此,可以适宜地作为液晶单元用、液晶面板用、进而作为液晶显示装置用的带导电层的偏振膜使用。例如,在后面叙述的被称为内嵌型液晶单元、半内嵌型液晶单元、外嵌型液晶单元的液晶单元、进而具备该液晶单元的液晶面板中,可以适宜使用这里公开的带导电层的偏振膜。另外,在将上述带导电层的偏振膜用于触摸面板型显示装置时,触摸面板型显示装置即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够稳定地保持良好的触摸传感灵敏度。因此,也可以适宜地用作触摸面板用的带导电层的偏振膜。此外,优选的几个方式的带导电层的偏振膜由于粘合剂层的锚固性也优异,因此,也可以作为耐久性优异的构件用于液晶面板、触摸面板型显示装置。而且,利用如上所述的触摸传感灵敏度,这里公开的带导电层的偏振膜可以特别适宜用于触摸传感器搭载型液晶面板(也称为带有触摸传感功能的液晶面板)、进而特别适宜用于触摸面板型液晶显示装置(也称为带有触摸传感功能的液晶显示装置)。作为这里公开的技术的应用对象的触摸面板型液晶显示装置没有特别限定,也可以用于便携电子设备用、车载用等各种用途的装置。这里公开的技术可以特别地适用于容易暴露于严苛的环境、且要求给定以上的湿热耐久性的车载用触摸面板型液晶显示装置。通过将这里公开的技术应用于上述用途,可以基于得到了改善的湿热导电稳定性等而得到优异的耐久性。
作为如上所述的触摸传感器搭载型液晶面板,可以采用具有各种结构的液晶面板。例如,在被称为内嵌型液晶面板、外嵌型液晶面板的液晶面板中,可以适宜使用这里公开的带导电层的偏振膜。简而言之,内嵌型液晶面板具有下述构成:在具备液晶层、和夹持该液晶层的2片透明基板的液晶单元中,在该液晶单元内(即在上述2片透明基板的内侧)具备与触摸传感功能相关的触摸传感电极部。将与触摸传感功能相关的检测电极及驱动电极这两者配置于液晶单元内的液晶面板称为完全内嵌型液晶面板。将仅将上述检测电极及驱动电极中的一者配置于液晶单元内、将上述电极中的另一者配置于液晶单元外(典型的是在透明基板外表面)的液晶面板称为半内嵌型液晶面板。另外,将外嵌型液晶面板称为在上述液晶单元的透明基板的外面配置触摸传感器功能的液晶面板。在内嵌型中可以适宜地发挥由这里公开的带导电层的偏振膜带来的湿热导电稳定性提高效果、由其带来的良好的触摸传感灵敏度的耐久性提高、长期稳定保持。内嵌型液晶面板与外嵌型不同,未将ITO层等导电性的层设置于面板的表面,因此,带导电层的偏振膜可使用电阻更低的带导电层的偏振膜。电阻值水平越低,越是存在难以消除触摸传感灵敏度的不良情况,因此,与外嵌型相比,在内嵌型液晶面板中,电阻值稳定性的重要程度高。这里公开的带导电层的偏振膜可以特别适宜地用于内嵌型液晶面板,且可以有助于内嵌型液晶显示装置的耐久性提高、长寿命化。需要说明的是,这里公开的带导电层的偏振膜可以用于在该偏振膜的外侧配置触摸面板的构成(例如在IPS方式等液晶面板的外部具有触摸面板的构成)、具备该构成的液晶显示装置。
<液晶面板的结构>
作为这里公开的带导电层的偏振膜的优选的应用对象,可列举例如图2~6所示的内嵌型液晶面板。图2~6是示出内嵌型液晶面板的构成例的示意性剖面图。图2中示出的内嵌型液晶面板101具备:液晶单元(内嵌型液晶单元)120、和配置于液晶单元120的可视侧的带导电层的偏振膜110。作为带导电层的偏振膜110,使用这里公开的带导电层的偏振膜。
液晶单元120具备:包含液晶分子的液晶层125、和以夹持液晶层125的方式配置的第一透明基板141及第二透明基板142。另外,液晶单元120在第一透明基板141与第二透明基板142之间具备触摸传感电极部130。触摸传感电极部130具有检测电极131和驱动电极132。这里,检测电极是指触摸检测(接收)电极,其作为静电容量传感器发挥功能。检测电极也称为触摸传感器电极。
在触摸传感电极部130中,在将液晶单元120作为平面而观察的情况下,在该平面的X轴方向、Y轴方向以条纹状分别独立地形成有检测电极131、驱动电极132,两者形成相互交叉成直角的图案。触摸传感器电极130可以形成的图案不限定于此,检测电极131与驱动电极132可以以具有如后面叙述的各种图案形成。
在内嵌型液晶面板101中,配置于液晶单元120的可视侧的带导电层的偏振膜110的粘合剂层112粘贴于液晶单元120的第一透明基板141的外表面。换言之,带导电层的偏振膜110配置、固定于第一透明基板141的外表面而未夹隔导电层。带导电层的偏振膜110具有在偏振膜111的一面设置有导电层113、在导电层113的一面(与偏振膜111侧相反侧的一面)上配置有粘合剂层112的构成。带导电层的偏振膜110中的偏振膜111以使该起偏镜的透射轴(或吸收轴)正交的方式配置于液晶层125的可视侧。在该带导电层的偏振膜110的背面侧形成有表面处理层114。
另一方面,在内嵌型液晶面板101中,在配置有带导电层的偏振膜110的一面的相反侧配置带粘合剂层的光学膜150。构成带粘合剂层的光学膜150的光学膜151隔着粘合剂层152粘贴于液晶单元120的第二透明基板142的外表面。在光学膜151为偏振膜的情况下,光学膜151以使该起偏镜的透射轴(或吸收轴)正交的方式配置于液晶层125的背面侧。
另外,在内嵌型液晶面板101中,在带导电层的偏振膜110的导电层113及粘合剂层112的侧面设置有由导电性材料形成的导通结构170。由此,可以使电位从导电层113及粘合剂层112的侧面逸出至其它位置,可以减少或防止由静电导致的带电。导通结构170可以设置于导电层113及粘合剂层112的侧面(端面)整体,也可以设置于该侧面的一部分。在将导通结构170设置于一部分的情况下,为了确保侧面的导通,可以以导电层113及粘合剂层112的侧面的总面积的约1%以上、优选约3%以上、更优选约10%以上、进一步优选约50%以上的面积比率设置导通结构170。需要说明的是,在图2示出的构成例中,在偏振膜111、表面处理层114的侧面也设置有导通结构171。
图3示出的内嵌型液晶面板102是图2示出的构成的变形例,在触摸传感电极部130配置于液晶层125与第二透明基板142之间这点与图2示出的构成不同。即,将具有检测电极131和驱动电极132的触摸传感电极部130配置于比液晶层125更靠近背光源侧(背面侧)。图4示出的内嵌型液晶面板103也是图2示出的构成的变形例,在使用将检测电极和驱动电极一体化而成的触摸传感电极部130这点与图2示出的构成不同。图5示出的内嵌型液晶面板104是将图3及图4的构成组合而成的内嵌型液晶面板,在使用将检测电极和驱动电极一体化而成的触摸传感电极部130这点、及将触摸传感电极部130配置于比液晶层125更靠近背光源侧(背面侧)这点与图2示出的构成不同。
另外,图6示出的内嵌型液晶面板105在将触摸传感电极部130的检测电极131和驱动电极132分离配置于液晶层125的两侧这点与图2示出的构成不同。具体而言,在内嵌型液晶面板105中,检测电极131配置于液晶层125与第一透明基板141之间,驱动电极132配置于液晶层125与第二透明基板142之间。关于图3~6示出的变形例的其它构成,与图2示出的内嵌型液晶面板基本相同,因此,省略重复的说明。
如上所述,内嵌型液晶面板不在液晶单元的外部、而在液晶单元内具有触摸传感电极部。在这样的构成中,未在液晶单元的第一透明基板的外表面设置电极等导电层。这里,导电层是指表面电阻值为1×1013Ω/□以下的层。通过在具有这样的构成的内嵌型液晶面板的液晶单元的比第一透明基板更靠近可视侧配置这里公开的带导电层的偏振膜,可以基于得到了改善的湿热导电稳定性来实现优异的耐久性。
另外,这里公开的带导电层的偏振膜也可以适宜用于半内嵌型液晶面板。图7是示出半内嵌型液晶面板的构成例的示意性剖面图。图7示出的半内嵌型液晶面板201在将触摸传感电极部130的一部分配置于液晶单元120内、将触摸传感电极部130的其它一部分配置于液晶单元120外(具体为液晶单元120的可视侧的外部)这点与图2~6示出的内嵌型不同。具体而言,构成触摸传感电极部130的检测电极131设置于第一透明基板141的外表面,构成触摸传感电极部130的驱动电极132设置于液晶单元120内。在该构成例中,驱动电极132配置于液晶层125与第二透明基板142之间。该半内嵌型液晶面板201具有从可视侧起依次配置有偏振膜111、导电层113、粘合剂层112、检测电极131、第一透明基板141、液晶层125、驱动电极132、第二透明基板142的层叠结构。另外,在偏振膜111的更靠近可视侧具有表面处理层114。此外,在第二透明基板142的外侧依次配置有粘合剂层152、光学膜151。在该液晶面板201中,触摸传感电极部130的检测电极131配置于第一透明基板141的外侧,并与粘合剂层112相接。
另外,这里公开的带导电层的偏振膜也可以适宜用于外嵌型液晶面板。图8是示出外嵌型液晶面板的构成例的示意性剖面图。图8示出的外嵌型液晶面板202在与触摸传感电极部130相关的检测电极131及驱动电极132均作为电极图案配置于液晶单元120外这点与图2~6示出的内嵌型不同。在该构成中,在液晶单元120外(具体为第一透明基板141及第二透明基板142的外侧)具有摸传感器功能。更具体而言,在液晶单元120的第一透明基板141的外表面上配置有驱动电极132,在该驱动电极132上配置有检测电极131。该外嵌型液晶面板202具有从可视侧起依次配置有偏振膜111、导电层113、粘合剂层112、检测电极131、驱动电极132、第一透明基板141、液晶层125、驱动电极134、第二透明基板142的层叠结构。另外,在第一偏振膜111的更靠近可视侧具有表面处理层114。此外,在第二透明基板142的外侧依次配置有粘合剂层152、光学膜151。在该液晶面板202中,触摸传感电极部130的检测电极131配置于第一透明基板141的外侧,并与粘合剂层112相接。另外,在液晶单元120内配置有驱动电极134。该驱动电极134配置于液晶层125与第二透明基板142之间。
需要说明的是,在上述构成例中,配置于液晶单元的可视侧的带导电层的偏振膜可以依次具有粘合剂层、导电层及偏振膜,但不限定于此,也可以采用具有粘合剂层、导电层及偏振膜的其它层构成的带导电层的偏振膜来代替上述构成的带导电层的偏振膜。关于带导电层的偏振膜可采取的具体构成(层构成),如上所述,因此不重复进行说明。
另外,在上述构成例中,作为配置于背面侧的带粘合剂层的光学膜,使用了实质上由粘合剂层和光学膜构成的带粘合剂层的光学膜,但这里公开的技术不限定于此,在液晶面板的背面侧也可以使用这里公开的带导电层的偏振膜。在该情况下,可以在液晶单元的两侧配置这里公开的带导电层的偏振膜。由此,可以在液晶面板的两面得到由这里公开的技术带来的效果。或者,可以将这里公开的带导电层的偏振膜仅配置于背面侧,而不是液晶面板的可视侧。在这样的构成中,也可以发挥这里公开的技术的效果。
另外,在图2、图3、图6示出的内嵌型液晶面板中,检测电极配置于比驱动电极更靠近第一透明基板侧(可视侧),但这里公开的内嵌型液晶面板的构成不限定于此,可以将驱动电极配置于比检测电极更靠近第一透明基板侧(可视侧)。
另外,在图7示出的半内嵌型液晶面板中,将检测电极配置于液晶单元外(具体为第一透明基板的外面),将驱动电极配置于液晶单元内(具体为第一透明基板与第二透明基板之间),但不限定于此,这里公开的技术可以应用于将检测电极配置于液晶单元内、并将驱动电极配置于液晶单元外的构成的半内嵌型液晶面板。
使用具备上述说明的构成的液晶面板(优选为内嵌型液晶面板)制造带有触摸传感功能的液晶显示装置。在该液晶显示装置的制造中,在照明系统中使用背光源或反射板等,可以通过公知或常用的方法使用用于液晶显示装置的各种构件。
<液晶面板的构成材料>
作为构成液晶单元的液晶层,使用包含液晶分子的液晶层。在几个方式中,液晶层是在不存在电场的状态下包含进行了均匀取向后的液晶分子的液晶层。作为液晶层,可以适宜使用例如IPS方式的液晶层。作为可以在这里公开的技术中使用的液晶层的其它例,可列举TN型、STN型、π型、VA型等的液晶层。液晶层的厚度例如为1.5μm~4μm左右。
构成触摸传感电极部的检测电极、驱动电极(包含将两者一体化而成的电极)典型的是透明的导电层(透明电极)。这些电极的材料没有特别限定,可以使用例如:金、银、铜、铂、钯、铝、镍、铬、钛、铁、钴、锡、镁、钨等金属、这些金属的合金等中的1种或2种以上。另外,作为电极材料,可以使用铟、锡、锌、镓、锑、锆、镉的金属氧化物中的1种或2种以上。作为具体例,可列举氧化铟、氧化锡、氧化钛、氧化镉及由它们的混合物等构成的金属氧化物。也可以使用包含碘化铜等的其它金属化合物等。根据需要,也可以在上述金属氧化物中进一步含有上述示例出的金属原子的氧化物。例如,可以优选使用含有氧化锡的氧化铟(ITO)、含有锑的氧化锡等,特别优选使用ITO。作为ITO,可以适宜使用含有约80~99重量%的氧化铟和约1~20重量%的氧化锡的ITO。
在内嵌型液晶面板中,作为触摸传感电极部的检测电极、驱动电极、将两者一体化而成的电极通常作为透明电极图案形成于第一透明基板及第二透明基板中的至少一者(典型的是仅一者)的内侧(液晶单元内的液晶层侧)。在半内嵌型液晶面板中,检测电极及驱动电极中的一者形成于第一透明基板及第二透明基板中的一者的内侧(液晶单元内的液晶层侧),检测电极及驱动电极中的另一者形成于第一透明基板及第二透明基板中的另一者的外侧。在外嵌型液晶面板中,检测电极、驱动电极、将两者一体化而成的电极形成于第一透明基板及第二透明基板的外侧(液晶单元外)。上述电极图案可以通过通常的方法来形成。
需要说明的是,触摸传感电极部中的检测电极、驱动电极、将两者一体化而成的电极可以同时发挥作为控制液晶层的共通电极的功能。
上述电极图案通常与形成于透明基板的端部的引线(未图示)电连接。上述引线与控制器IC(未图示)连接。电极图案的形状不限定于如上述构成例那样的条纹状的布线正交的形状,例如,除了条纹状以外,还可以采取梳形、菱形形状等与用途、目的等相应的任意形状。因此,检测电极、驱动电极是指,可以具有直角以外的交叉图案、其它各种图案。上述电极图案的高度可以为例如约10nm~100nm,宽度为约0.1mm~5mm。
作为形成透明基板(包含第一、第二透明基板)的材料,可列举例如:玻璃或聚合物膜。因此,透明基板可以是玻璃基板或聚合物基板。作为用于透明基板的玻璃,可以没有特别限制地使用各种玻璃材料。作为聚合物膜,可列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚环烯烃、聚碳酸酯等。在透明基板的主体由玻璃板形成的情况下,其厚度例如为0.1mm~1mm左右。在透明基板的主体由聚合物膜形成的情况下,其厚度例如为10μm~200μm左右。透明基板可以在其表面具有易粘接层、硬涂层。
作为形成与带导电层的偏振膜中的粘合剂层及导电层的侧面连接的导通结构的材料,可以没有特别限制地使用各种导电材料。可以适宜使用例如包含银、金等金属中的1种或2种以上的金属糊等导电性糊。作为上述材料的其它例,可举出导电性粘接剂。导通结构可以具有从导电层、粘合剂层的侧面延伸的线形形状。关于可以设置于偏振膜等的侧面的导电结构的材料,也与上述同样,可以设为与上述同样的形状。
在液晶面板中,作为配置于与可视侧相反侧的带粘合剂层的光学膜的光学膜,可以根据用途、目的使用偏振膜、与偏振膜不同的公知或常用的光学膜。作为这样的光学膜,可列举相位差膜(也称为相位差片,包括波片)、光学补偿膜、亮度提高膜、光扩散膜、反射膜、反透射膜等。这些光学膜可以单独使用1种,或者可以层叠使用2种以上。在使用偏振膜作为配置于与可视侧相反侧的光学膜的方式中,可以使用与配置于可视侧的偏振膜相同的偏振膜,也可以使用不同的偏振膜。
作为构成上述带粘合剂层的光学膜的粘合剂层,可以根据用途、目的使用这里公开的粘合剂层、公知或常用的粘合剂层。作为粘合剂层,可以使用与配置于可视侧的粘合剂层相同的粘合剂层,也可以使用不同的粘合剂层。在由公知或常用的粘合剂形成配置于与可视侧相反侧的粘合剂层的情况下,该粘合剂层的厚度没有特别限制,例如1~100μm左右是适当的,优选为约2~50μm、更优选为约2~40μm,进一步优选为约5~35μm。
需要说明的是,上述的液晶面板、具备该液晶面板的液晶显示装置除了上述内容以外,也可以根据用途、目的,在不损害由这里公开的技术带来的效果的范围内变更各构成构件的配置、构成,或者适宜追加采用其它构成。作为一例,可以进行如在液晶单元上(例如图2中的第一透明基板141)设置滤色器基板这样的设计变更。
实施例
以下,对本发明相关的一些实施例进行说明,但并不意图将本发明限定于所述具体例所示的内容。需要说明的是,以下的说明中的“份”及“%”只要没有特别说明,就为重量基准。
<评价方法>
[导电层的表面电阻值]
(1)初始表面电阻值
对于带导电层的偏振膜(粘合剂层层叠前)的导电层侧表面,在温度23℃、50%RH的气氛中,基于JIS K 6911,在施加电压10V、施加时间10秒钟的条件下测定初始表面电阻值[Ω/□]。作为电阻率仪,可使用Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造的商品名“Hiresta UP MCP-HT450型”)或其相当制品。
(2)湿热试验后的表面电阻值
将带导电层的偏振膜(粘合剂层层叠前)放置于温度85℃、85%RH的湿热环境中24小时(湿热试验)。然后,对于在室温下干燥了3小时后的导电层表面,在温度23℃、50%RH的气氛中,基于JIS K 6911,在施加电压10V、施加时间10秒钟的条件下测定湿热试验后的表面电阻值[Ω/□]。作为电阻率仪,可使用Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造的商品名“Hiresta UP MCP-HT450型”)或其相当制品。
(3)湿热表面电阻变化比
根据通过上述的测定得到的湿热试验后的表面电阻值S[Ω/□]相对于初始表面电阻值P[Ω/□]之比(S/P)求出湿热表面电阻变化比。
[粘合剂层的表面电阻值]
将粘合剂层形成于剥离衬上,在温度23℃、50%RH的气氛中,基于JIS K 6911,在施加电压250V、施加时间10秒钟的条件下,对该粘合剂层的表面测定表面电阻值[Ω/□]。作为电阻率仪,可使用市售的电阻率仪(例如,Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造的商品名“Hiresta UP MCP-HT450型”)或其相当制品。需要说明的是,在后面叙述的表1中,电阻值超过测定上限时记载为“OVER”。
[湿热导电性变化比FHT]
(1)预评价(与表面电阻值的相关性)
准备5件表面电阻值不同的带导电层的偏振膜的样品,将各带导电层的偏振膜样品设置于触摸面板评价套件(Shurter公司制造的产品名“TouchKit”)。该评价套件具有:层叠有盖玻璃的PCAP(投影型静电容量式)触摸面板、IC(集成电路)基板、以及软件,能够用上述软件从与触摸面板连接的端子经由IC基板对上述触摸面板的电流值进行记录及处理。带导电层的偏振膜样品对于评价套件的设置具体如图9所示那样,以不发生翘起的方式将带导电层的偏振膜样品S的粘合剂层表面粘贴于评价套件300的触摸面板302的盖玻璃304。触摸面板302被水平地放置于未图示的绝缘体上。作为绝缘体,可使用例如平板状的树脂、框状的橡胶体。而且,利用通过PC启动的软件通过端子T及IC基板获取触摸面板302面内的容量数据地图,以ΔC的形式获得了所得到的触摸面板的电流值、与没有带导电层的偏振膜样品S的触摸面板基础电流值的差值(熟数据)。在本测定中,作为ΔC,采用的是由在触摸面板面内的多个部位测定的多个测定值与基础电流值的差值(熟数据)的最大值和最小值而计算出的熟数据(Max-Min)。图10是以上述测定的ΔC(熟数据(Max-Min))为纵轴、并以导电层的表面电阻值[Ω/□]为横轴对样品进行绘制而得到的图表。如图10所示,可知上述ΔC与表面电阻值[Ω/□]表示其回归直线的相关系数R2高达0.9701的相关性,因此,上述ΔC能够用作带导电层的偏振膜的导电性、导电性变化的指标。上述ΔC是在上述软件中进行了数字(8bit)转换而得到的值,因此单位为bit。后面叙述的ΔC(A)、ΔC(B)及湿热导电性变化比FHT也同样。
需要说明的是,在后面叙述的ΔC(A)及ΔC(B)的测定中,带导电层的偏振膜样品对于评价套件的设置可以如下所述地进行:以在带导电层的偏振膜样品与盖玻璃304之间不发生翘起的方式在带导电层的偏振膜样品的上表面(背面)重合多片绝缘片(例如聚苯乙烯片)作为重物。另外,对于导电层构成最外表面的带导电层的偏振膜,测定后面叙述的ΔC(A)及ΔC(B)时,将该导电层表面以与评价套件的盖玻璃抵接的方式配置,接下来,以在导电层与盖玻璃之间不发生翘起的方式在导电层上重合多片绝缘片(例如,具有与触摸面板相同程度的尺寸的聚苯乙烯片(1片10~20g左右)20片左右)作为重物,除此以外,与上述同样地实施了测定。
在将带导电层的偏振膜的粘合剂层粘贴于盖玻璃并用评价套件测定FHT的情况、将导电层直接抵接于盖玻璃并用评价套件测定FHT的情况下,FHT均采取基本一致的值,未发生大幅的变化。
(2)ΔC(A)
通过与上述(1)同样的方法将作为测定对象的带导电层的偏振膜设置于评价套件300,根据获取的触摸面板面内的容量数据地图得到设置带导电层的偏振膜时的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值ΔC(熟数据)。将其作为将湿热试验前的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值ΔC(A)。
(3)ΔC(B)
另外,将作为测定对象的带导电层的偏振膜在温度85℃、85%RH的湿热环境中放置24小时(湿热试验)。然后,在室温下干燥3小时,通过与上述(1)同样的方法将得到的样品设置于评价套件300,根据获得的触摸面板面内的容量数据地图得到设置带导电层的偏振膜时的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值ΔC(熟数据)。将其设为将湿热试验后的带导电层的偏振膜粘贴于评价用触摸面板时流通的触摸面板的电流值与触摸面板基础电流值的差值ΔC(B)。
(4)湿热导电性变化比FHT的计算
根据下式(1)计算出湿热导电性变化比FHT。
FHT=ΔC(B)/ΔC(A)·····(1)
[触摸灵敏度稳定性评价]
基于湿热导电性变化比FHT并按照下述的基准进行评价。
(评价基准)
◎:FHT≤1.5
○:1.5<FHT≤2
×:2<FHT
[锚固力]
将剥离衬从带导电层的偏振膜除去,在露出的粘合面上贴合ITO膜(尾池工业株式会社制、商品名“125Tetolight OES”),切成宽25mm,得到了测定用样品。将测定用样品设置于拉伸试验机,以300mm/分的速度在180度方向上将ITO膜从带导电层的偏振膜剥离,记录此时的剥离力[N/25mm],作为锚固力。
需要说明的是,锚固力为18N/25mm以上时,可以评价为“◎”,为12N/25mm以上且小于18N/25mm时,可以评价为“○”,为10N/25mm以上且小于12N/25mm时,可以评价为“△”,小于10N/25mm时,可以评价为“×”。
[偏振膜的制作]
(制备例A1)
利用辊拉伸机,将厚度30μm的聚乙烯醇(PVA)类树脂膜(可乐丽株式会社制、产品名“PE3000”)的长条卷在长度方向上单向拉伸至5.9倍,同时实施溶胀、染色、交联、清洗处理,最后实施干燥处理,从而得到了厚度12μm的起偏镜。具体而言,在溶胀处理中,在用20℃的纯水进行处理的同时,将膜拉伸至2.2倍。在染色处理中,以使得到的起偏镜的单体透射率达到45.0%的方式,在30℃的条件下将膜在调整了碘浓度后的水溶液中进行处理,同时拉伸至1.4倍。在上述水溶液中,碘与碘化钾的重量比为1:7。作为交联处理,采用两个阶段的交联处理,在第一阶段的交联处理中,一边在40℃的硼酸/碘化钾水溶液中进行处理,一边将膜拉伸至1.2倍。将该水溶液的硼酸含量设为5.0%,将碘化钾含量设为3.0%。在第二阶段的交联处理中,一边在65℃的硼酸/碘化钾水溶液中进行处理,一边将膜拉伸至1.6倍。将该水溶液的硼酸含量设为4.3%,将碘化钾含量设为5.0%。在清洗处理中,使用了20℃的碘化钾水溶液。将清洗处理用水溶液的碘化钾含量设为2.6%。干燥处理以70℃在5分钟的条件下实施。
使用PVA类粘接剂,将三乙酸纤维素(TAC)膜的一面具有硬涂(HC)层的厚度32μm的TAC-HC膜贴合于上述起偏镜的一面。另外,使用PVA类粘接剂,将厚度25μm的丙烯酸类(CAT)膜贴合于上述起偏镜的另一面,制作了具有TAC保护层/PVA起偏镜/CAT保护层的构成的偏振膜。在该偏振膜的TAC保护层侧表面设置有硬涂层作为表面处理层。
[导电性组合物的制备]
(制备例B1)
配合含有噻吩类聚合物的液体(PEDOT/PSS-NH4)14.3份、粘合剂溶液A(第一工业制药株式会社制造的商品名“SUPERFLEX210”、含有氨基甲酸酯粘合剂、固体成分率35%)1份、粘合剂溶液B(日本触媒株式会社制、商品名“EPOCROS WS-700”、含有Mn 2万、Mw 4万的含唑啉基聚合物)4份、以及作为高沸点化合物的三乙二醇(沸点:约287℃)及水,制备了固体成分浓度为1.5%的导电性组合物B1。作为含有噻吩类聚合物的液体,使用通过东京化成工业株式会社制造的28%氨水对含有PEDOT(聚(3,4-亚乙基二氧噻吩))和PSS(聚(苯乙烯磺酸)钠)的水分散液(Heraeus公司制、商品名“Clevios P”)进行中和并将固体成分率设为1%而得到的液体。配合了三乙二醇并使其在组合物中含有3%。得到的组合物含有噻吩类聚合物0.14%、氨基甲酸酯粘合剂0.36%、含/>唑啉基聚合物1.0%。
(制备例B2)
作为高沸点化合物,使用二乙二醇(沸点:约244℃)来代替三乙二醇,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B2。
(制备例B3)
作为高沸点化合物,使用了邻苯二酚(沸点:约246℃)来代替三乙二醇,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B3。
(制备例B4)
将高沸点化合物(邻苯二酚)的添加量从3%变更为10%,并减少相同量的水,除此以外,与制备例B3同样地制备了本例的导电性组合物B4。
(制备例B5)
作为高沸点化合物,使用了甘油(沸点:约290℃)来代替三乙二醇,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B5。
(制备例B6)
将高沸点化合物(二乙二醇)的添加量从3%变更为20%,并减少相同量的水,除此以外,与制备例B2同样地制备了本例的导电性组合物B6。
(制备例B7)
配合含有噻吩类聚合物的液体(PEDOT/PSS-NH4)42.9份、粘合剂溶液A(第一工业制药株式会社制造的商品名“SUPERFLEX210”、含有氨基甲酸酯粘合剂、固体成分率35%)3.1份、作为高沸点化合物的二乙二醇(沸点:约244℃)及水,制备了固体成分浓度为0.1%的导电性组合物B7。配合了二乙二醇并使其在组合物中含有3%。作为含有噻吩类聚合物的液体,使用了与上述制备例B1相同的液体。得到的组合物含有噻吩类聚合物0.03%、氨基甲酸酯粘合剂0.07%。
(制备例B8)
作为高沸点化合物,使用了N-甲基吡咯烷酮(沸点:约204℃)来代替三乙二醇,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B8。
(制备例B9)
作为高沸点化合物,使用了二甲基亚砜(沸点:约189℃)5%来代替三乙二醇3%,并减少相同量的水,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B9。
(制备例B10)
未使用高沸点化合物,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B10。
(制备例B11)
使用了N,N-二甲基甲酰胺(沸点:约153℃)来代替三乙二醇,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B11。
(制备例B12)
使用了二乙二醇二甲醚(沸点:约162℃)来代替三乙二醇,除此以外,与制备例B1同样地制备了本例的导电性组合物B12。
[粘合剂组合物的制备]
(制备例C1)
在具备搅拌叶片、温度计、氮气导入管、冷凝器的四颈烧瓶中加入含有丙烯酸丁酯(BA)76.9份、丙烯酸苄酯(BzA)17份、丙烯酸(AA)5份、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)1份、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)0.1份的单体混合物。进一步,相对于上述单体混合物(固体成分)100份,将作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二异丁腈0.1份与乙酸乙酯100份一起加入,一边缓慢搅拌一边导入氮气,进行了氮气置换后,将烧瓶内的液温保持为55℃附近,进行8小时的聚合反应,制备了Mw 195万、Mw/Mn=3.9的丙烯酸类聚合物P1溶液。
相对于上述得到的丙烯酸类聚合物P1溶液的固体成分100份,配合导电剂1份,进一步配合异氰酸酯类交联剂(东曹株式会社制、商品名“Coronate L”、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯加成物)0.4份、过氧化物交联剂(日本油脂株式会社制、商品名“NYPER BMT”)0.1份及γ-环氧丙氧基丙基甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制、商品名“KBM-403”)0.2份,制备了丙烯酸类粘合剂组合物C1的溶液。作为导电剂,使用了双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)。
(制备例C2)
将单体混合物的组成设为BA 77.9份、BzA 17份、AA 5份、4HBA 0.1份,除此以外,与上述丙烯酸类聚合物P1溶液的制备同样地制备了丙烯酸类聚合物P2溶液。得到的丙烯酸类聚合物P2的Mw为160万,Mw/Mn=3.7。
相对于上述得到的丙烯酸类聚合物P2溶液的固体成分100份,配合异氰酸酯类交联剂(东曹株式会社制、商品名“Coronate L”、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯加成物)0.4份、过氧化物交联剂(日本油脂株式会社制、商品名“NYPER BMT”)0.1份及γ-环氧丙氧基丙基甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制、商品名“KBM-403”)0.2份,制备了丙烯酸类粘合剂组合物C2的溶液。
(制备例C3)
将单体混合物的组成设为BA 75.8份、丙烯酸苯氧基乙酯(PEA)23份、NVP 0.5份、4HBA 0.4份、AA 0.3份,除此以外,与上述丙烯酸类聚合物P1溶液的制备同样地制备了丙烯酸类聚合物P3溶液。得到的丙烯酸类聚合物P3的Mw为160万,Mw/Mn=3.7。使用了上述得到的丙烯酸类聚合物P3溶液来代替丙烯酸类聚合物P1溶液,除此以外,与制备例C1同样地制备了丙烯酸类粘合剂组合物C3的溶液。
(制备例C4)
使用了1-乙基-3-甲基咪唑双(氟磺酰)亚胺(EMI-FSI)来代替LiTFSI作为导电剂,除此以外,与制备例C3同样地制备了丙烯酸类粘合剂组合物C4的溶液。
<实施例1~14及比较例1~3>
将包含上述导电性组合物B1~B12中的任意组合物的涂布液涂布于上述偏振膜的一面(未设置硬涂层的一侧),使干燥后的厚度成为50nm,在80℃下干燥3分钟,形成了导电层。
将上述丙烯酸类粘合剂组合物C1~C4中的任意组合物的溶液涂布于经有机硅类剥离剂处理后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(剥离衬、三菱化学聚酯膜株式会社制,型号“MRF38”)的一面,使干燥后的粘合剂层的厚度成为23μm,以155℃进行1分钟的干燥,在剥离衬的表面形成了粘合剂层。然后,将形成于该剥离衬上的粘合剂层转印至上述得到的偏振膜上的导电层侧表面。如此制作了各例的带导电层的偏振膜。这些带导电层的偏振膜具有偏振膜/导电层/粘合剂层的构成,在偏振膜侧背面设置有硬涂层,粘合剂层的粘合面被剥离衬保护。
将各例的带导电层的偏振膜的概要构成、初始及湿热试验后的表面电阻值[Ω/□]、湿热表面电阻变化比、粘合剂层的表面电阻值[Ω/□]及湿热导电性变化比FHT(ΔC(B)/ΔC(A))、触摸灵敏度稳定性及锚固力[N/25mm]的评价结果示于表1。需要说明的是,在比较例2、3中使用的N,N-二甲基甲酰胺、二乙二醇二甲醚不属于高沸点化合物,但为了方便而记载于高沸点化合物的项目。
如表1所示,在导电层的形成中使用了沸点为180℃以上的高沸点化合物的实施例1~14中,湿热导电性变化比FHT为2以下,触摸灵敏度稳定性评价结果全部为合格水平。这些例子中,导电层的湿热表面电阻变化比也为0.05以上且10以下的范围内。另外,使用了沸点为210℃以上的高沸点化合物的实施例1~12中,FHT成为更狭窄的范围,得到了特别优异的评价结果。与此相对,在未使用沸点为180℃以上的高沸点化合物的比较例1~3中,FHT超过2,触摸灵敏度稳定性评价结果不良。另外,在比较例1~3中,导电层的湿热表面电阻变化比也低于0.05。
另外,在高沸点化合物的沸点为180℃以上且小于290℃、并将高沸点化合物的用量设为0.1~10%的实施例1~4、7、13~14中,锚固力为18N/25mm以上,具有优异的耐久性。另外,例如根据实施例3与8的对比、实施例9~10与11~12的对比,在使用了含有含酰胺基单体作为单体单元的丙烯酸类聚合物作为粘合剂层中含有的聚合物的例子、使用了无机盐(无机阳离子的盐)作为粘合剂层中含有的导电剂的例子中,确认到了锚固力提高的倾向。
根据上述的结果可知,具备偏振膜、设置于偏振膜的至少一面的导电层、以及配置于导电层上的粘合剂层的带导电层的偏振膜的湿热导电性变化比FHT满足2以下,导电层的湿热表面电阻变化比为0.05以上且10以下的范围内,进而根据具备使用了导电性聚合物、和沸点为180℃以上的高沸点化合物形成的导电层的构成,即使在暴露于湿热环境的情况下,也能够保持稳定的导电性。
以上,对本发明的具体例详细地进行了说明,但这些只不过是示例,并不限定权利要求书。在权利要求书中记载的技术中也包括对以上示例出的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。
Claims (10)
1.一种带导电层的偏振膜,其具备:
偏振膜、和
配置于该偏振膜的第一面侧及第二面侧中的至少一面侧的粘合剂层,
该带导电层的偏振膜还具备导电层,
其中,
所述导电层由含有导电性聚合物、和沸点为180℃以上且320℃以下的高沸点化合物的导电性组合物形成,所述导电性组合物中的所述沸点化合物的含量为0.1~25重量%。
2.根据权利要求1所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述导电层的湿热表面电阻变化比S/P满足条件:0.05≤S/P≤10,
式中,S为湿热试验后的导电层的表面电阻值[Ω/□],P为所述湿热试验前的导电层的表面电阻值[Ω/□],所述湿热试验是在温度85℃、相对湿度85%及24小时的条件下实施的。
3.根据权利要求1或2所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述导电性组合物中的所述高沸点化合物的含量为0.1~10重量%。
4.根据权利要求1或2所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述导电层包含噻吩类聚合物作为导电性聚合物。
5.根据权利要求1或2所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述导电层包含粘合剂。
6.根据权利要求1或2所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述粘合剂层包含丙烯酸类聚合物。
7.根据权利要求6所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述丙烯酸类聚合物含有含酰胺基单体作为单体单元。
8.根据权利要求1或2所述的带导电层的偏振膜,其中,
所述导电层设置于所述偏振膜的至少一面,
所述粘合剂层配置于所述导电层上。
9.根据权利要求1或2所述的带导电层的偏振膜,其用于内嵌型液晶面板。
10.一种带导电层的偏振膜的制造方法,其是制造权利要求1~9中任一项所述的带导电层的偏振膜的方法,该方法具备:
在偏振膜的至少一面形成导电层的工序;和
在所述导电层上设置粘合剂层的工序,
其中,
所述导电层由含有导电性聚合物、和沸点为180℃以上且320℃以下的高沸点化合物的导电性组合物形成,所述导电性组合物中的所述沸点化合物的含量为0.1~25重量%。
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