CN1683464A - 光学构件用粘合剂组合物、光学构件用粘合剂层及其制造方法、带粘合剂的光学构件、和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学构件用粘合剂组合物,含有(甲基)丙烯酸系聚合物和有机溶剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系聚合物作为单体单元含有60重量%以上的具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,且重均分子量为150万以上,且分子量为10万以下的成分的比例为20重量%以下,当构成上述(甲基)丙烯酸系聚合物的主要单体单元的均聚物的溶解度参数为δ1时,具有使溶解度参数之差(δ1-δ2)达到+1.7~+5的溶解度参数δ2的弱溶剂的含量为上述有机溶剂的总量的20~60重量%。本发明可以提供无需在涂敷时特别增加溶剂量而能够改善涂敷性并维持耐久性的、加工性也出色的光学构件用粘合剂组合物,使用该组合物而形成的粘合剂层,以及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及溶剂型的(甲基)丙烯酸系的光学构件用粘合剂组合物。另外,本发明还涉及由该光学构件用粘合剂组合物形成的光学构件用粘合剂层及其制造方法。进而,本发明还涉及具有该粘合剂层的粘合型光学构件、及使用了上述粘合型光学构件的液晶显示装置、有机EL显示装置、PDP等图像显示装置。作为上述光学构件,可以举出偏振片、相位差板、光学补偿薄膜、亮度改善薄膜、以及层叠有它们的构件等。
背景技术
就光学用的粘合剂层而言,要求其厚度或表面具有较高水平的均匀性,为了改善涂敷性,目前采用的方法是减小涂敷时的浓度以降低聚合物溶液的粘度。但近年来,出于对环境的考虑,大都希望尽可能减少有机溶剂的使用量。
另外,作为不使用有机溶剂的粘合剂,已知有使用水性分散介质的乳化粘合剂或不含溶剂的UV聚合型粘合剂等,但耐水性问题或厚度的均匀性等还未达到能够用于光学的程度。
另一方面,作为即使增大聚合物浓度也不导致聚合物溶液的粘度增加的方法,有减小聚合物分子量的方法。但是,在液晶显示装置等中使用的光学构件例如偏振片或相位差板等是借助粘合剂贴附在液晶单元上的,并且由于光学构件在加热条件下或加湿条件下的伸缩较大,所以在贴附之后容易出现与此相伴的脱皮或剥离。为此,还要求光学构件用粘合剂具有能适应于加热条件或加湿条件的耐久性,因此难以降低分子量。例如,已公开的有,当将丙烯酸系聚合物用作光学用的粘合剂时,使重均分子量为10万以下的聚合物成分占15重量%以下的物质(例如,参照专利文献1)。
另外,在专利文献2中,记载了有关聚氯乙烯树脂层叠片的制法,其中在第1层薄片上涂敷第2层薄片时的有机溶胶中合用了聚氯乙烯树脂的弱溶剂和良溶剂。但是,并没有记载该层叠片相当于粘合片的基材,而且为了改善界面的粘附性而使用良溶剂,也没有公开与粘合剂层的形成有关的内容。
此外,作为光学构件贴附用的粘合剂,因其耐久性和透明性等优点而通常使用丙烯酸系粘合剂,有为给予适度的内聚力而通常实施交联处理。作为这种丙烯酸系粘合剂的交联方法,可以选择使用各种交联剂,已公布有丙烯酸聚合物的官能团与交联方法的总论(例如,参照非专利文献1)。
作为光学构件贴附用的粘合剂的具体交联剂,已知有异氰酸酯化合物、环氧化合物、醛化合物、胺化合物、金属盐、金属醇盐、铵盐、肼化合物等(参照专利文献3),还已知有缩水甘油化合物、异氰酸酯化合物、氮杂环丙烷化合物、金属螯合物等(参照专利文献4)。
但是,为了体现内聚力,需要对这些交联剂进行一定的陈化处理。在光学构件上形成粘合剂层之后,通常进行缝隙加工、冲裁加工等各种加工处理。如果在陈化不够充分的状态下实施这些加工处理,则粘合剂的内聚力也不够充分,所以粘合剂有可能被粘在切刀上,或者从截面渗出来,即,陈化处理是必须的,但问题是这样的工序会显著阻碍生产能力。
另一方面,在粘合剂的交联方法中,作为橡胶系粘合剂以及硅酮系粘合剂的交联剂,例示有有机过氧化物,但其并没有作为丙烯酸系粘合剂的交联剂所公开(例如,参照非专利文献2)。
作为丙烯酸粘合剂的过氧化物交联,已知有由丙烯酸系共聚物与1~6重量%范围的有机过氧化物的加热反应产物构成的胶带粘合用组合物(例如,参照专利文献5)。
另外,还公开有如下所述的方法,即在通气性基材上转印凝胶比例不到40重量%的粘合剂层,其中所述的粘合剂层中配合了丙烯酸系粘合剂和在60~100℃下不进行交联反应的有机过氧化物0.01~10重量份,加热使粘合剂软化并浸渍到基材中,然后,进一步交联而得到通气性的粘合剂(例如,参照专利文献6)。
进而还公开有如下所述的方法,即在对侧链上具有烯烃系聚合物的单体和丙烯酸酯进行共聚而成的丙烯酸系聚合物中,使用110℃以下的半衰期为10小时的有机过氧化物进行交联,由此使烯烃部也发生交联,从而改善内聚力(例如,参照专利文献7)。
但是,在光学构件上贴合的粘合剂中,还没有公开利用过氧化物进行交联而使特性稳定化、减少经时变化、且提高了生产能力的例子。
专利文献1:特开昭64-66283号公报,
专利文献2:特开平11-157019号公报,
专利文献3:特开平8-199131号公报,
专利文献4:特开2003-49141号公报,
专利文献5:特公昭35-4876号公报,
专利文献6:特开2000-17237号公报,
专利文献7:特开2003-13027号公报,
非专利文献1:粘合手册(第2版),粘合带工业会编,1995,10.12.第147页,
非专利文献2:粘合手册(第2版),粘合带工业会编,1995,10.12.第121页和第159页。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供无需在涂敷时特别增加溶剂量而能够改善涂敷性并维持耐久性的、加工性也出色的光学构件用粘合剂组合物,使用该组合物而形成的粘合剂层,以及其制造方法。进而,本发明的目的还在于,提供形成有该粘合剂层的粘合型光学构件、以及使用了该光学构件的图像显示装置。
本发明人等为了达到上述目的,对粘合剂组合物的构成进行了潜心研究,结果发现通过相对聚合物成分适量添加特定的弱溶剂,可以达到上述目的,从而完成了本发明。
即,本发明的光学构件用粘合剂组合物中,含有(甲基)丙烯酸系聚合物和有机溶剂,其中,所述(甲基)丙烯酸系聚合物中将具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作为单体单元含有60重量%以上,且重均分子量为150万以上,而分子量为10万以下的成分比例为20重量%以下,其特征在于,
当构成上述的(甲基)丙烯酸系聚合物的主要单体单元的均聚物的溶解度参数(SP值)为δ1“(J/cm3)1/2”时,具有溶解度参数(SP值)之差(Δδ=δ1-δ2)为+1.7~+5的溶解度参数(SP值)δ2[(J/cm3)1/2]的弱溶剂的含量为上述有机溶剂的总量的20~60重量%。
通过本发明的光学构件用粘合剂组合物,将构成(甲基)丙烯酸系聚合物的主要单体单元的均聚物的溶解度参数作为基准,使用溶解度参数在适度范围内的弱溶剂,且其使用量适当,所以能够在避免(甲基)丙烯酸系聚合物析出的条件下充分减小分子链的扩大,且在涂敷时即使不特别增加溶剂量也可实现低粘度化并改善涂敷性。此时,由于充分增大了(甲基)丙烯酸系聚合物的重均分子量且减少了低分子量成分,所以也能够维持所得到的粘合剂层的耐久性,而且(甲基)丙烯酸系聚合物的交联性也变得良好。
在上述光学构件用粘合剂组合物中,优选使用具有碳原子数为2~4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作为上述的(甲基)丙烯酸烷基酯,使用C6~C9的烃系溶剂作为上述的弱溶剂。
其中,本发明中的(甲基)丙烯酸系聚合物是指丙烯酸系聚合物和/或甲基丙烯酸系聚合物。另外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸烷基酯是指丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯。
另外,本发明中的C6~C9的烃系溶剂是指1个分子内的碳原子数为6~9的烃系的溶剂。
在上述中,优选上述丙烯酸系聚合物含有作为单体单元的不饱和羧酸0.2~7重量%。通过使这样的不饱和羧酸适量共聚,即使在丙烯酸系聚合物的分子链的扩大较小的情况下,也能够在维持耐久性的同时,将向液晶单元的胶粘力控制在某种程度上。
另外,优选上述光学构件用粘合剂组合物的固体成分浓度为10~30重量%。通过采用这样的固体成分浓度范围,本发明的粘合剂组合物能够在不特别增加溶剂量的条件下更确实可靠地改善涂敷性。
在本发明的光学构件用粘合剂组合物中,相对于上述的(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,优选进一步含有有机硅烷偶合剂0.01~1重量份。通过添加适量的有机硅烷偶合剂,能够更确实可靠地改善与被粘物的胶粘性、耐久性。
另外,在本发明的光学构件用粘合剂组合物中,相对于上述的(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,优选进一步含有过氧化物0.02~2重量份。通过具有这样的构成,能够进一步获得耐久性的维持效果以及涂敷性、加工性(冲裁加工性)的改善效果,并更确实可靠地改善与被粘物的胶粘性、耐久性。
另外,本发明的光学构件用粘合剂组合物中,相对于上述的(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,优选进一步含有交联剂0.1~5重量份。通过使用交联剂,能够更确实可靠地防止剥离时的胶残留(再剥离性),并改善耐久性、加工性(冲裁加工性)。
另一方面,本发明的光学构件用粘合剂层的特征在于,是涂敷并干燥如上所述的光学构件用粘合剂组合物而成。根据本发明的光学构件用粘合剂层,在如上所述的制法上的作用效果和耐久性的维持效果的基础上,通过添加适量有机硅烷偶合剂,可以改善与被粘物的胶粘性,进而通过适量添加交联剂,能够防止剥离时的胶残留并改善耐久性。
在上述光学构件用粘合剂层中,优选交联后的凝胶比例为45~95重量%。通过将凝胶比例调整在上述范围之内,能够更确实可靠地形成同时具备上述出色的耐久性、涂敷性且其间的平衡良好的光学构件用粘合剂层。为此,作为再剥离型的光学构件用粘合剂层特别有用。
另外,本发明的光学构件用粘合剂层的制造方法的特征在于,包括涂敷如上所述的粘合剂组合物的工序、和使涂敷物干燥的工序。通过本发明的制造方法,根据如上所述的作用效果,能够在涂敷时不特别增加溶剂量的条件下实现低粘度化并改善涂敷性。另外,因为可以维持所获得的粘合剂层的耐久性,所以可成为耐久性高的粘合剂层。
进而,本发明的光学构件用粘合剂层例如能够通过使用包括如下所示的工序的制造方法而获得,即在已实施剥离处理的支撑体上的单面或双面上形成由上述的任一种光学构件用粘合剂组合物构成的层的工序,和对由上述光学构件用粘合剂组合物构成的层进行加热处理以使上述光学构件用粘合剂组合物中的过氧化物的分解量为75重量%以上的工序。通过使用这样的制造方法,根据如上所述的作用效果,能够在涂敷时不特别增加溶剂量的条件下实现低粘度化并改善涂敷性。另外,能够获得同时具备上述出色的再剥离性、耐久性并且其间的平衡良好的光学构件用粘合剂层。
进而,本发明的光学构件用粘合剂层在实施冲裁加工时,粘合剂不会附着在切刀上而缺损,也不会从截断面上渗出来,因而加工性(冲裁加工性)出色。
另一方面,本发明的带光学构件用粘合剂的光学构件的特征在于,在光学构件的单面或双面上形成有上述的光学构件用粘合剂层。通过本发明的带粘合剂的光学构件,因为具备能发挥如上所述的作用效果的粘合剂层,所以能够形成上述的耐久性、涂敷性、加工性(冲裁加工性)出色的带光学构件用粘合剂的光学构件。
另外,本发明的图像显示装置中至少使用1片上述光学构件用粘合型光学构件。本发明的图像显示装置是使用了上述带粘合剂的光学构件的液晶显示装置、有机EL显示装置、PDP等,通过由本发明的光学构件用粘合剂层引起的上述作用效果,能够在涂敷时不特别增加溶剂量的条件下改善涂敷性,且保持耐久性。
具体实施方式
下面,详细说明本发明的实施方式。
即,本发明的光学构件用粘合剂组合物,含有(甲基)丙烯酸系聚合物和有机溶剂,其中,所述的(甲基)丙烯酸系聚合物中作为单体单元含有60重量%以上的具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,且重均分子量为150万以上,而分子量为10万以下的成分的比例为20重量%以下,其特征在于,
当构成上述的(甲基)丙烯酸系聚合物的主要单体单元的均聚物的溶解度参数(SP值)为δ1“(J/cm3)1/2”时,具有溶解度参数(SP值)之差(Δδ=δ1-δ2)为+1.7~+5的溶解度参数(SP值)δ2[(J/cm3)1/2]的弱溶剂的含量为上述有机溶剂的总量的20~60重量%。
本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物是指作为单体单元含有60重量%以上具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯、且重均分子量为150万以上并且分子量为10万以下的成分的比例为20重量%以下的(甲基)丙烯酸系聚合物。
成为上述(甲基)丙烯酸系聚合物的单体单位的(甲基)丙烯酸烷基酯,优选为具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,并能够使用直链或支链中的任何一种。上述(甲基)丙烯酸烷基酯的碳原子数优选为2~6,更优选2~4,进一步优选3~4。
上述(甲基)丙烯酸系聚合物中优选共聚有这种(甲基)丙烯酸烷基酯60重量%以上,更优选70重量%以上,进一步优选80重量%以上,此时能够有效地使粘合剂组合物低粘度化,因此较为理想。
作为具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,可以举例为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯等。这些化合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
上述丙烯酸系聚合物优选含有作为单体单元的不饱和羧酸0.2~7重量%,更优选含有0.5~5重量%。当不饱和羧酸的含量超过7重量%时,向液晶单元的胶粘力过度增大,或变得过硬,所以不优选。另一方面,当不到0.2重量%时,会对耐久性造成不良影响,所以不优选。
作为不饱和羧酸,可以举例为丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等。其中,特别优选使用丙烯酸和甲基丙烯酸。这些化合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
另外,进而作为上述不饱和羧酸,例如可以适当使用马来酸酐、衣康酸酐等含酸酐基单体。
作为除了上述的(甲基)丙烯酸烷基酯、以及不饱和羧酸单体以外的其他聚合性单体,在不损害本发明的效果的范围内,可以使用用于调整(甲基)丙烯酸系聚合物的玻璃化温度或剥离性的聚合性单体等。
作为在本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物中使用的其他聚合性单体,例如能够适当使用含磺酸基单体、含磷酸基单体、含氰基单体、乙烯基酯单体、芳香族乙烯基单体等内聚力、耐热性改善成分,含羟基单体、含酰胺基单体、含氨基单体、含酰亚胺基单体、含环氧基单体、N-丙烯酰吗啉、乙烯基醚单体等具有能改善胶粘力或能作为交联化基点发挥功能的官能团的成分等。另外,还可以适当使用具有碳原子数为10以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。可以单独使用这些单体化合物,还可以混合2种以上使用。
作为上述含磺酸基单体,可以举例为苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等。
作为上述含磷酸基单体,可以举例为2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等。
作为上述含氰基单体,可以举例为丙烯腈、甲基丙烯腈等。
作为上述乙烯基酯单体,可以举例为醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮等。
作为芳香族乙烯基单体,可以举例为苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
作为上述含羟基单体,可以举例为(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、(甲基)丙烯酸8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基(甲基)丙烯酰胺、乙烯醇、烯丙醇、2-羟乙基乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、二甘醇单乙烯基醚等。
作为上述含酰胺基单体,可以举例为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、N,N-二甲胺基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、N-(甲基)丙烯酰吗啉等。
作为上述含氨基单体,可以举例为(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基丙酯、N-(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸氨烷基酯等。
作为上述含酰亚胺基单体,可以举例为环己基马来酰亚胺、异丙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、衣康酰亚胺等。
作为上述含环氧基单体,可以举例为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等。
作为上述乙烯基醚单体,可以举例为甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚等。
作为上述具有碳原子数为1的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,可以举例为(甲基)丙烯酸甲酯等。
作为上述具有碳原子数为10以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,可以举例为(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯等。
在本发明中,其他聚合性单体可以单独使用,还可以混合2种以上使用,作为单体单元,整体的含量优选为0~5重量%,更优选0~3重量%。
进而,作为上述以外的可以共聚的单体,可以举出含有硅原子的硅烷系单体等。作为硅烷系单体,可以举例为3-丙烯氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、4-乙烯基丁基三甲氧基硅烷、4-乙烯基丁基三乙氧基硅烷、8-乙烯基辛基三甲氧基硅烷、8-乙烯基辛基三乙氧基硅烷、10-甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、10-丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、10-甲基丙烯酰氧基癸基三乙氧基硅烷、10-丙烯酰氧基癸基三乙氧基硅烷等。
上述硅烷系单体可以单独使用,还可以混合2种以上使用,但相对于(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,其整体的含量优选为0.1~3重量份,更优选0.5~2重量份。使硅烷系单体共聚时在改善耐久性方面较为理想。
在本发明中使用的(甲基)丙烯酸系聚合物的重均分子量为150万以上,优选200万~300万,更优选230万~300万。当重均分子量小于150万时,缺乏耐久性,粘合剂组合物的内聚力减小,由此有出现胶残留的倾向。另一方面,从作业性的观点出发,上述重均分子量优选在500万以下。
进而,(甲基)丙烯酸系聚合物中的分子量为10万以下的成分比例为20重量%,从交联性方面来看,优选为15重量%以下,更优选为10重量%以下,进一步优选为7重量%以下。另外,在本发明中,因为添加弱溶剂来减小分子链的缠结,如果低分子量化合物多,则聚合物分子链间的交联性变得非常差,所以低分子量化合物越少越好。
本发明中的聚合物的分子量是指通过实施例所述的方法测量的数值。另外,分子量为10万以下的成分比例也是指用实施例所述的方法测量的数值。
制造这样的(甲基)丙烯酸系聚合物时,能够适宜选择溶液聚合、本体聚合、乳液聚合等公知的自由基聚合法。最好选择使用了有机溶剂的自由基聚合法。这是因为在使用了水的由乳液聚合所代表的聚合法中,一旦干燥水分之后,需要以规定量配合本发明的溶剂,不够经济。
另外,所得到的(甲基)丙烯酸系聚合物可以是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等中的任何一种。
作为自由基聚合剂,能够使用偶氮系、过氧化物系等各种公知的物质。
作为具体的溶液聚合实例,例如,相对单体总重量100重量份,使用偶氮二异丁腈等聚合引发剂0.01~0.2重量份左右。作为聚合溶剂,可以使用例如醋酸乙酯、甲苯、环己烷、甲基乙基酮等良溶剂。反应是在氮气等惰性气体的气流下、通常在50~70℃左右进行8~15小时左右。聚合后的残留单体被视为丙烯酸系聚合物的良溶剂。
对在自由基聚合中使用的聚合引发剂、链转移剂、乳化剂等没有特别限制,能够适当选择使用。
作为在本发明中使用的聚合引发剂,可以举例为2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物、2,2’-偶氮二[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二氢氯化物、2,2’-偶氮二(2-甲基丙脒)焦硫酸盐、2,2’-偶氮二(N,N’-二亚甲基异丁脒)、2,2’-偶氮二[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物(和光纯药制,VA-057)等偶氮系引发剂,过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐,二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、二(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯、二仲丁基过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新戊酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、二月桂酰过氧化物、二正辛酰过氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、二苯甲酰过氧化物、叔丁基过氧化异丁酸酯、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、叔丁基氢过氧化物、过氧化氢等过氧化物系引发剂,过硫酸盐和亚硫酸氢钠的组合、过氧化物和抗坏血酸钠的组合等组合了过氧化物和还原剂的氧化还原系引发剂等,但并不限于它们。
上述聚合引发剂可以单独使用,还可以混合2种以上使用,但相对于单体100重量份,其整体的含量优选为0.005~1重量份左右,更优选0.02~0.5重量份左右。
另外,在本发明中,可以在聚合中使用链转移剂。通过使用链转移剂,能够适当调整丙烯酸系聚合物的分子量。
作为上述链转移剂,可以举例为月桂基硫醇、缩水甘油硫醇、巯基乙酸(mercapto-acetic acid)、2-巯基乙醇、巯基乙酸(thioglycollic acid)、巯基乙酸2-乙基己酯、2,3-二巯基-1-丙醇等。
这些链转移剂可以单独使用,还可以混合2种以上使用,但相对于单体100重量份,其整体的含量为0.01~0.1重量份左右。
另外,作为在进行乳液聚合时使用的乳化剂,可以举例为月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸铵、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸钠等阴离子系乳化剂,聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物等非离子系乳化剂等。这些乳化剂可以单独使用,还可以合用2种以上。
进而,作为活性乳化剂,作为已导入了丙烯基、烯丙醚基等自由基聚合性官能团的乳化剂,具体有例如ァクァロンHS-10、HS-20、KH-10、BC-05、BC-10、BC-20(第一工业制药制),ァデカリァソ一プSE10N(旭电化工制)等。活性乳化剂在聚合后进入聚合物链,所以耐水性变好,优选。相对于单体100重量份,乳化剂的使用量为0.3~5重量份,从聚合稳定性或机械稳定性的观点来看,更优选0.5~1重量份。
另外,从容易获取粘合性能的平衡的理由出发,上述(甲基)丙烯酸系聚合物的玻璃化温度(Tg)为0℃以下(通常为-100℃以上),优选为-10℃以下。当玻璃化温度高于0℃时,聚合物难以流动,对偏振片的润湿不够充分,有可能成为偏振片和粘合片类的粘合剂组合物擦之间出现发泡的原因。其中,(甲基)丙烯酸系聚合物的玻璃化温度(Tg),能够通过适当改变使用的单体成分活组成比而调整在上述范围内。
本发明的光学构件用粘合剂组合物中,将如上所述的(甲基)丙烯酸系聚合物作为基础聚合物。
关于溶解性理论,Hildebrand从1936年至1950年提出了溶解性的基础理论和溶解性参数(J.Hildebrand,R.L.Scott The Solubility ofNonelectrolytes,Rheinhold,N.Y.(1950))。由此,混合2个物质1和2时的混合焓如下式所示。
ΔH=V1(δ1-δ2)2φ22
这里,V1=物质1的摩尔体积,δ1、δ2=物质1和物质2的SP值,φ2=物质2的容积比例,当δ1和δ2相等或相互接近时,出现溶解。
在本发明中,当将构成上述(甲基)丙烯酸系聚合物的主要单体单元(含量最多的单体单元)的均聚物的溶解度参数(SP值)设为δ1“(J/cm3)1/2”时,具有使溶解度参数(SP值)的差(Δδ=δ1-δ2)为+1.7~+5的溶解度参数(SP值)δ2[(J/cm3)1/2]的弱溶剂的含量为有机溶剂的总量的20~60重量%,该弱溶剂不是与(甲基)丙烯酸系聚合物容易互溶的溶剂(良溶剂)。优选的溶解度参数(SP值)的差(Δδ=δ1-δ2)为+2~+5。通过添加规定量的这种弱溶剂,可实现粘合剂组合物的粘度的降低。各种溶剂的SP值能够容易地通过汽化潜热或沸点的测定算出。
高分子的SP值(溶解度参数)的测定中可以采用高分子的特性粘度的测定、向高分子的稀溶液中滴下非溶剂时的浊点的测定、高分子在各种溶剂中的最大溶胀率的测定等方法。本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物的SP值适用发利用根据如参考文献所述的最大溶胀率测定的实测值的表1的SP值。参考文献:Polymer Handbook第3版,出版社Wiley Interscience,冲津俊直,日本胶粘学会志,29(5)204(1993)。
表1 Max.SWellir
单体单元 | Standard | |
丙烯酸甲酯 | C1 | 20.7 |
丙烯酸乙酯 | C2 | 19.2 |
丙烯酸丙酯 | C3 | 18.5 |
丙烯酸丁酯 | C4 | 18.0 |
丙烯酸2-乙基己酯 | C8 | 16.7 |
丙烯酸异辛酯 | C8 | 16.7 |
作为本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物的弱溶剂,例如有正己烷、正庚烷、正辛烷以及它们的异构体等,其中的几个如表2所示。参考文献:新版溶剂袖珍手册,编者社团法人有机合成化学协会,发行者株式会社オ一ム1994。
表2
成分名称 | δ | 异构体分类 |
3-甲基戊烷正己烷2,4-二甲基戊烷2,2,3-三甲基丁烷3,3-二甲基戊烷2-甲基己烷2,3-二甲基戊烷3-甲基己烷正庚烷2,2-二甲基己烷2,5-二甲基己烷2,4-二甲基己烷3,3-二甲基己烷2,3,4-三甲基戊烷2,3,3-三甲基戊烷2,3-二甲基己烷2-甲基-2-乙基戊烷2-甲基庚烷4-甲基庚烷3,4-二甲基己烷3-甲基庚烷2,2,5-三甲基己烷正辛烷 | 14.614.814.313.914.514.814.814.915.214.514.614.714.714.914.915.014.715.015.115.115.113.215.4 | 己烷己烷庚烷庚烷庚烷庚烷庚烷庚烷庚烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷辛烷壬烷辛烷 |
已知通常高分子区域在良溶剂中膨胀,而在弱溶剂中反而收缩,导致溶液的粘度降低。在本发明中,如果添加弱溶剂,则粘度也会下降,所以即使较少的溶剂量也能获得良好的涂敷面。但是,在本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物的情况下,如果弱溶剂的量超过有机溶剂总量的60重量%,则因聚合物析出而无法进行涂敷。在本发明中,弱溶剂的使用量是有机溶剂总量的20~60重量%,但优选40~55重量%,最优选在40重量%~50重量%的范围内。其中,当使用Δδ在上述范围内的多种弱溶剂时,优选使各种弱溶剂的含量的总量在上述范围内。
在测定高分子链的分子链的扩大的方法中有多角度光散射(MALLLS)法。作为测定顺序,首先改变聚合物浓度而测定折射率,从而测定dn/dc。由此,通过微分批(microbatch)测定来测量MALLLS,并通过Zimm图表求得z平均平方旋转半径(Rz)。
溶剂的折射率测定是利用装置:ァタゴ、阿贝折射计在波长为589nm的条件下进行的,对于测定装置,微分批测定中利用GPC装置,代替GPC柱与不锈钢管连接而进行。
MALLLS检测器:Wyatt Technology,DAWN DSP-F(在不同散射角度上设置的17个光敏二极管)
激光波长:632.8nm
多角度适应(fit)法:Berry法
柱槽温度:40℃
流速:0.7mm/min
浓度:0.02、0.03、0.04、0.05%
本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物(重均分子量为220万,分子量10万以下为2重量%)中,已确认在醋酸乙酯100%中Rz=110nm,与此相对,如果混合作为弱溶剂的正庚烷50重量%(醋酸乙酯:正庚烷50重量%:50重量%),则Rz减小至93nm。
如上所述,虽然已知如果添加烃等弱溶剂就能够降低粘度,但实际上没有有效利用弱溶剂,其最大理由可能是因为添加弱溶剂之后会使聚合物分子链之间的交联构造的形成变得困难。即,分子链在烃等弱溶剂中的缠绕减少,很难形成聚合物分子链之间的交联构造,其结果会导致耐久性等的劣化。为此,在本发明中,控制作为基础聚合物的(甲基)丙烯酸系聚合物的分子量是非常重要的,通过使(甲基)丙烯酸系聚合物的重均分子量在150万以上且分子量10万以下的成分比例为20重量%以下,能够解决上述问题。
对弱溶剂的沸点和良溶剂的(b.p.:boiling point)没有特别限制,但其差不超过50℃时在涂敷、干燥上是优选的。当弱溶剂的沸点和溶解(甲基)丙烯酸系聚合物的良溶剂的沸点的差较大时,有时在涂敷时良溶剂会先气化、蒸发,析出聚合物,涂敷性会显著变差。其中,本发明中的具有代表性的弱溶剂的沸点(b.p.:boiling point),如表3所述。
表3
成分名称 | 沸点(b.p.)(℃) | 异构体分类 |
3-甲基戊烷 | 63.2 | 己烷 |
正己烷 | 68.7 | 己烷 |
2,4-二甲基戊烷 | 80.5 | 庚烷 |
2,2,3-三甲基丁烷 | 80.0 | 庚烷 |
3,3-二甲基戊烷 | 86.0 | 庚烷 |
2-甲基己烷 | 90.0 | 庚烷 |
2,3-二甲基戊烷 | 89.7 | 庚烷 |
3-甲基己烷 | 91.8 | 庚烷 |
正庚烷 | 98.4 | 庚烷 |
甲基环己烷 | 100.9 | 庚烷 |
2,2-二甲基己烷 | 108.8 | 辛烷 |
2,5-二甲基己烷 | 109.1 | 辛烷 |
2,4-二甲基己烷 | 109.4 | 辛烷 |
3,3-二甲基己烷 | 111.9 | 辛烷 |
2,3,4-三甲基戊烷 | 113.4 | 辛烷 |
2,3,3-三甲基戊烷 | 114.7 | 辛烷 |
2,3-二甲基己烷 | 111.9 | 辛烷 |
2-甲基-3-乙基戊烷 | 115.6 | 辛烷 |
2-甲基庚烷 | 117.6 | 辛烷 |
4-甲基庚烷 | 117.7 | 辛烷 |
3,4-二甲基己烷 | 117.7 | 辛烷 |
3-甲基庚烷 | 118.9 | 辛烷 |
正辛烷 | 125.6 | 辛烷 |
2,2,5-三甲基己烷 | 124.1 | 壬烷 |
正癸烷 | 174.0 | 癸烷 |
作为本发明的(甲基)丙烯酸系聚合物的良溶剂,只要是能够溶解(甲基)丙烯酸系聚合物的溶剂,则没有特别限制,能够适当使用聚合时使用的醋酸乙酯、甲苯、环己酮、甲基乙基酮等。
另外,在本发明中,上述弱溶剂的沸点优选在165℃以下,更优选在155℃以下,进一步优选在145℃以下。如果弱溶剂的沸点过高,则存在干燥后在粘合剂层中也有溶剂残留、粘合特性降低、耐久性劣化(例如,在耐久试验中出现发泡等不良情形)的倾向。
作为上述弱溶剂,优选使用C6~C9的烃系溶剂,不过更优选C6~C8的烃系溶剂,进一步优选C6~C7的烃系溶剂。碳原子数比C6少的烃系溶剂,其沸点过低,所以存在涂敷稳定性缺乏的倾向。另一方面,碳原子数比C9多的烃系溶剂,其沸点过高,所以存在干燥后在粘合剂层中也有溶剂残留、粘合特性降低、耐久性劣化(例如,在耐久试验中出现发泡等不良情形)的倾向。
作为C6~C9的烃系溶剂,具体有例如3-甲基戊烷、正己烷、2,4-二甲基戊烷、2,2,3-三甲基丁烷、3,3-二甲基戊烷、2-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、3-甲基己烷、正庚烷、2,2-二甲基己烷、2,5-二甲基己烷、2,4-二甲基己烷、3,3-二甲基己烷、2,3,4-三甲基戊烷、2,3,3-三甲基戊烷、2,3-二甲基己烷、2-甲基-3-乙基戊烷、2-甲基庚烷、4-甲基庚烷、3,4-二甲基己烷、3-甲基庚烷、2,2,5-三甲基己烷、正辛烷、环己烷、甲基环己烷、环庚烷、环辛烷、IP溶剂(出光兴产制)、仙人掌溶剂(cactus solvent,日本エナジ一制)等,可以举出满足上述参数条件的物质。这些烃系溶剂可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
在本发明的光学构件用粘合剂组合物中,可以适当添加作为任意成分的有机硅烷偶合剂。这样的有机硅烷偶合剂能够没有特别限制地适当使用公知的物质。
可以举例为3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含环氧基有机硅烷偶合剂,3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-三乙氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙胺等含胺基有机硅烷偶合剂,3-丙烯氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧丙基三乙氧基硅烷等含(甲基)丙烯基的有机硅烷偶合剂,3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等含异氰酸酯基的有机硅烷偶合剂等。从改善耐久性方面考虑,优选使用这样的有机硅烷偶合剂。
上述有机硅烷偶合剂,可以单独使用,也可以混合2种以上使用,相对于(甲基)丙烯酸系聚合物的单体混合物100重量份,其整个含量优选0.01~1重量份,更优选0.02~0.6重量份,进一步优选0.05~0.3重量份。当小于0.01重量份时难以改善耐久性,另一方面,当超过1重量份时,向液晶单元的胶粘力有增大的倾向,再剥离性变差。
本发明中,为了赋予更出色的生产能力(冲裁加工性等),能够使用过氧化物。
作为本发明的过氧化物,只要是通过加热能产生自由基活性种而进行粘合剂组合物的基础聚合物的交联的化合物,就都适合使用,但考虑到作业性或稳定性,优选使用1分钟半衰期温度为80℃~160℃的过氧化物,更优选使用90℃~140℃的过氧化物。如果1分钟半衰期温度过低,则有时在涂覆干燥之前的保存时会产生反应而导致粘度增高,因此无法涂敷。另一方面,如果1分钟半衰期温度过高,则有时交联反应时的温度升高而出现副反应,或未反应的过氧化物大量残留而随着时间的推移进行交联,所以不优选。
作为在本发明中使用的过氧化物,可以举例为二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯(1分钟半衰期温度为90.6℃)、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯(1分钟半衰期温度为92.1℃)、二仲丁基过氧化二碳酸酯(1分钟半衰期温度为92.4℃)、叔丁基过氧新癸酸酯(1分钟半衰期温度为103.5℃)、叔己基过氧三甲基乙酸酯(1分钟半衰期温度为109.1℃)、叔丁基过氧三甲基乙酸酯(1分钟半衰期温度为110.3℃)、二月桂酰过氧化物(1分钟半衰期温度为116.4℃)、二正辛酰过氧化物(1分钟半衰期温度为117.4℃)、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化2-乙基己酸酯(1分钟半衰期温度为124.3℃)、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物(1分钟半衰期温度为128.2℃)、二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期温度为130.0℃)、叔丁基过氧异丁酸酯(1分钟半衰期温度为136.1℃)、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷(1分钟半衰期温度为149.2℃)等,其中,从交联反应效率出色的观点来看,特别优选二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯(1分钟半衰期温度为92.1℃)、二月桂酰过氧化物(1分钟半衰期温度为116.4℃)、二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期温度为130.0℃)。
上述过氧化物,可以单独使用,也可以混合2种以上使用,相对于(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,其整个含量优选为0.02~2重量份,更优选0.05~1重量份,进一步优选0.1~0.5重量份,当少于0.02重量份时,有时交联发应的进行不够充分,耐久性差;另一方面,当超过2重量份时,有时交联构造过多,胶粘性差,所以都不优选。
另外,当使用过氧化物作为聚合引发剂时,也可以在交联反应中使用在聚合反应中未被使用而残留的过氧化物,此时可以对残留量进行定量,根据需要再次添加,而使其达到规定的过氧化物量而使用。
还有,过氧化物的半衰期是表示过氧化物的分解速度的指标,是指过氧化物的残留量达到一半的时间,关于用于在任何时间得到半衰期的分解温度、或在任意温度下的半衰期时间,被记载于厂家目录(maker catalog)等上,例如记载于日本油脂株式会社发表的“有机过氧化物目录第9版(2003年5月)”等中。
还有,作为反应处理后的残留的过氧化物的分解量的测定方法,例如能够通过HPLC(高速液体色谱法)完成。
有关由这种过氧化物引起的交联结构的形成尚不明确,但存在如下所示的推测。这种过氧化物的交联中,首先通过由过氧化物产生的自由基(活性种),发生聚合物骨架的脱氢反应而在聚合物骨架上生成自由基。这些聚合物骨架上的自由基相当于偶合剂而形成交联,整个聚合物骨架进入交联构造,从而整个粘合剂被均匀交联。其结果即使在交联处理之后迅速进行冲裁加工等加工处理,也能够发挥粘合剂不附着在切刀上且没有加工后的胶溢出的功能,而且通过规定的交联处理,可避免产生经时的交联反应,所以特性较稳定。
本发明的粘合剂组合物中,通过利用过氧化物使上述的(甲基)丙烯酸系聚合物交联,使其耐热性更为出色,但也能够合用其他的交联剂。作为交联剂,通常使用能够与(甲基)丙烯酸系聚合物的羧酸基、以及其他官能团反应而形成交联构造的多官能化合物。
作为在本发明使用的交联剂,可以使用聚异氰酸酯化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物、三聚氰胺系化合物、氮杂环丙烷化合物、以及金属螯合物化合物等。其中,从改善胶粘特性、以及改善和光学构件与偏振片的投锚(增粘)力的观点出发,优选使用聚异氰酸酯化合物。特别是在制造丙烯酸系聚合物时,在使丙烯酸2-羟乙酯等含羟基单体进行共聚而向丙烯酸系聚合物中导入羟基的情况下,可以将聚异氰酸酯化合物用作交联剂,形成丙烯酸系聚合物的交联构造。这些化合物可以单独使用,也可以组合使用。
还有,聚异氰酸酯系交联剂是指在1个分子中具有2个以上的异氰酸酯基(包含通过封端剂、数倍体化等暂时保护了异氰酸酯基的异氰酸酯再生型官能团)的异氰酸酯化合物。
作为异氰酸酯化合物,可以举出甲苯撑二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族异氰酸酯等。
更为具体地说,作为异氰酸酯,可以举例为亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族聚异氰酸酯系,亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯系,2,4-甲苯撑二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯系,三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,商品名Coronate L)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,商品名Coronate HL)、六亚甲基二异氰酸酯的三聚异氰酸酯体(日本聚氨酯工业制,商品名Coronate HX)等异氰酸酯加成物等。另外还可以举出这些异氰酸酯化合物的各种多元醇加成物等。这些异氰酸酯化合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
作为噁唑啉化合物,可以举例为2-噁唑啉、3-噁唑啉、4-噁唑啉、5-酮-3-噁唑啉、エポクロス(日本催化剂制)等。这些化合物可以单独使用,还可以组合使用。
作为环氧化合物,可以举例为N,N,N’,N’-四缩水甘油基-间苯二甲胺(三菱瓦斯化学制,商品名TETRAD-X)、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(三菱瓦斯化学制,商品名TETRAD-C)等。这些化合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
作为三聚氰胺系树脂,可以举例为六羟甲基三聚氰胺等。作为氮杂环丙烷衍生物,可以举例为作为市售品的商品名HDU(相互药工制)、商品名TAZM(相互药工制)、商品名TAZO(相互药工制)等。这些化合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
作为氮杂环丙烷衍生物,可以举例为作为市售品的商品名HDU(相互药工制)、商品名TAZM(相互药工制)、商品名TAZO(相互药工制)等。这些化合物可以单独使用,也可以混合2种以上使用。
金属螯合物化合物中,作为金属成分可以举出铝、铁、锡、钛、镍等,作为螯合成分有乙炔、乙酰乙酸甲酯、乳酸乙酯等。这些化合物可以单独使用,也可以组合使用。
这些交联剂的使用量可以根据与需要交联的(甲基)丙烯酸系聚合物的平衡、以及作为带有粘合剂的光学构件的使用用途而进行适宜选择。为了利用(甲基)丙烯酸系聚合物的内聚力得到充分的耐热性,通常相对于上述(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,优选含有0.01~5重量份,更优选含有0.02~2重量份。当含量少于0.01重量份时,不能利用交联剂充分交联,粘合剂组合物的内聚力减小,有时也无法得到足够的耐热性,另外,也有可能成为胶残留的原因。另一方面,当含量超过5重量份时,聚合物的内聚力增大,流动性降低,对被粘物的润湿性不够充分,可能成为被剥落的原因。
在本发明中,交联后的凝胶比例优选为45~95重量%,更优选50~85重量%。如果是这样的凝胶比例,则高温下的耐久性出色。凝胶比例表示交联的程度,是用粘合剂交联的部分的比例。该凝胶比例是指用实施例所述的方法测定的数值。
本发明中,通过调整交联剂的添加量,以使由加热引起交联处理后的粘合剂层的凝胶比例为45~95重量%,优选50~85重量%,更优选40~70重量%,且使陈化等处理后的凝胶比例为50~95重量%,优选55~85重量%。如果由加热引起交联处理后的粘合剂层的凝胶比例小于45重量%,则加工性差,如果超过95重量%,则胶粘性差,所以不优选。
本发明中的粘合剂层的凝胶比例是指将干燥重量W1(g)的粘合剂层浸渍于醋酸乙酯中之后,将所述粘合剂层从醋酸乙酯中取出,然后测定干燥后的重量W2(g),并通过下述式计算出来的值。
凝胶比例(重量%)=(W2/W1)×100
更为具体地说,先取交联后的粘合剂层W1(g)(约500mg)。接着,在约23℃下将所述粘合剂层浸渍于醋酸乙酯中7天,然后,取出上述粘合剂层,在130℃下干燥2小时,测定得到的粘合剂层的W2(g)。通过将该W1(g)和W2(g)代入到上述式中,求出凝胶比例(重量%)。
另外,粘合剂层的凝胶比例也可以通过如下所示的方法求出。取刚进行交联处理后的粘合剂层约0.1g,对其进行称量求得重量(W1)。接着,将其用微孔性四氟乙烯膜包裹(膜重量W2),浸渍于约50ml的醋酸乙酯中2天之后,萃取可溶成分。对其进行干燥,测定总体重量(W3)。由这些测定值按照下述式能够求出粘合剂层的凝胶比例(重量%)。
凝胶比例(重量%)=((W3-W2)/W1)×100
为了调整至规定的凝胶比例,有必要在调整过氧化物或交联剂的添加量的同时,充分考虑交联处理温度或交联处理处理时间的影响。
对于交联处理温度或交联处理时间进行调整时,例如优选对其进行设定以使光学构件用粘合剂组合物中含有的过氧化物的分解量为75重量%以上,更优选对其进行设定而使分解量为80重量%以上,进一步优选为85重量%以上。如果过氧化物的分解量小于75重量%,在光学构件用粘合剂组合物中残留的过氧化物的量增多,在交联处理后也会随时间的推移发生交联反应,结果有时凝胶比例会超过90重量%,所以不优选。
更为具体地说,例如,交联处理温度为1分钟半衰期温度时,1分钟内过氧化物的分解量为50重量%,2分钟内过氧化物的分解量为75%,因此交联处理时间应在2分钟以上。另外,例如,如果交联处理温度下的过氧化物的半衰期(半衰时间)为30秒,则交联处理时间应在1分钟以上,另外,例如,如果交联处理温度下的过氧化物的半衰期(半衰时间)为5分钟,则交联处理时间需要在10分钟以上。
如此,在使用不同的过氧化物的情况下,可以通过假定与过氧化物成1次比例后根据理论计算从半衰期(半衰时间)算出交联处理温度或交联处理时间,并适当调节添加量。另一方面,若温度更高,出现副反应的可能性也较高,所以交联处理温度优选在170℃以下。
另外,这样的交联处理可以在粘合剂层的干燥工序时的温度下进行,还可以在干燥工序之后另外设置交联处理工序。
另外,关于交联处理时间,能够考虑生产能力或作业性进行设定,但通常为0.2~20分钟左右,优选0.5~10分钟左右。
进而,在本发明的光学构件用粘合剂组合物中,可以含有其他公知的添加剂,例如,能够按照用途适当添加着色剂、颜料等粉状物质、染料、表面活性剂、增塑剂、增粘剂、表面润滑剂、流平剂、软化剂、抗氧化剂、抗老化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、聚合抑制剂、无机或有机填充剂、金属粉、颗粒状、箔状物等。
另一方面,本发明的光学构件用粘合剂层是交联如上所述的光学构件用粘合剂组合物而成的。此时,光学构件用粘合剂组合物的交联通常在涂敷光学构件用粘合剂组合物之后进行,但也可以将由交联后的光学构件用粘合剂组合物构成的光学构件用粘合剂层转印到光学构件等上。
对于在光学构件(或隔离片、支撑薄膜等)上形成光学构件用粘合剂层的方法没有特别限定,例如可以通过如下所述的方法等制作,即在已实施剥离处理的隔离片等上涂敷上述粘合剂组合物,干燥并除去聚合溶剂等而在光学构件上形成粘合剂层的方法;或者在光学构件上涂敷上述粘合剂组合物后干燥并除去聚合溶剂等而在光学构件上形成粘合剂层的方法等。然后,如果必要,可以以调整粘合剂层的成分迁移或交联反应等为目的进行养护(陈化处理)。另外,当在光学构件(或者隔离片、支撑薄膜等)上涂敷粘合剂组合物制作粘合片类时,可以在该组合物中重新添加除聚合溶剂以外的一种以上的溶剂,以便能够在光学构件(或者隔离片、支撑薄膜等)上进行均匀涂敷。
作为本发明中使用的溶剂,可以举例为甲基乙基酮、丙酮、醋酸乙酯、四氢呋喃、二噁烷、环己酮、正己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、水等。这些溶剂可以单独使用,还可以混合2种以上使用。
上述光学构件用粘合剂组合物的溶液的固体成分浓度优选为10~30重量%。更优选12~20重量%。聚合物溶液的浓度和粘度之间存在比例关系,当浓度过高时,粘度也增高,在涂敷时会出现条纹,所以优选调节聚合物浓度以使通过实施例所述的测定方法得到的粘度为7000[mPa·sec]以下、优选5000以下。
另外,作为本发明的光学构件用粘合剂层的形成方法,可以使用在粘合片类的制造中使用的公知方法。可以具体举例为通过辊涂、轻触辊涂、凹版印刷涂敷、逆涂、辊刷、喷涂、浸入辊涂、棒涂、刮涂、气刀刮涂、口模式涂敷等的挤压涂敷法等方法。
另外,通过使用包括下述工序的制造方法,也能够获得本发明的光学构件用粘合剂层,即在已实施剥离处理的支撑体(已实施剥离处理的薄片)上的单面或双面上形成由上述任一种光学构件用粘合剂组合物构成的层的工序,和对由上述光学构件用粘合剂组合物构成的层进行加热处理以使上述光学构件用粘合剂组合物中的过氧化物的分解量达到75重量%以上的工序。通过使用这样的制造方法,能够得到同时具备上述出色的再剥离性、耐久性以及应力松驰性且其间的平衡良好的光学构件用粘合剂层。
另外,可以对上述粘合剂层的表面实施电晕处理、等离子处理等易粘接处理。
其中,在本发明中,制作成上述光学构件用粘合剂层的干燥后的厚度为1~500μm,优选5~100μm,更优选10~40μm。
当粘合剂在这样的表面露出时,用已实施剥离处理的薄片(剥离片、隔离片、剥离衬垫)保护粘合剂层直到供于实用。
作为隔离片(剥离片、剥离衬垫)的构成材料,可以举例为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯薄膜等塑料薄膜,纸、布、无纺布等多孔质材料,网状物,发泡片材,金属箔,以及它们的层叠体等适当的薄片体等,但从表面平滑性出色的观点出发,最好使用塑料薄膜。
作为该薄膜,如果是可以保护上述粘合剂层的薄膜,则没有特别限制,可以举例为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜等。
上述隔离片的厚度通常为5~200μm,优选5~100μm程度。
在上述隔离片上,根据需要也能够进行利用硅酮系、氟系、长链烷烃系或脂肪酰胺系的脱模剂、二氧化硅粉等的脱模以及防污处理,涂敷型、混入型、蒸镀型等防静电处理。特别是通过对上述隔离片表面适当进行硅酮处理、长链烷烃处理、氟处理等剥离处理,能够进一步提高从上述粘合剂层剥离的性能。
其中,在上述的制造方法中,作为已实施剥离处理的薄片(剥离片、隔离片、剥离衬垫)可以直接用作带粘合剂的光学构件的隔离片,实现在工序方面的简略化。
另外,本发明的带有粘合剂的光学构件中,在光学构件的一面或两面上形成有具有上述构成的光学构件用粘合剂层。
作为光学构件,可以使用在液晶显示装置等图像显示装置的形成中使用的构件,对其种类没有特别限制。例如,作为光学构件,可以举出偏振片等。偏振片一般使用在偏振镜的单面或双面上具有透明保护薄膜的构件。
作为偏振镜可以没有特别限制地使用各种偏振镜。作为偏振镜,可以举例为在聚乙烯醇系薄膜、部分缩甲醛化的聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜上,吸附碘或二色性染料等二色性物质并单向拉伸的构件;聚乙烯醇的脱水处理物或聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系取向薄膜等。在这些偏振镜中,优选由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物质构成的偏振镜。对这些偏振镜的厚度没有特别限制,通常为5μm~80μm程度。
将聚乙烯醇系薄膜用碘染色后经单向拉伸而成的偏振镜,例如,可以通过将聚乙烯醇浸渍于碘的水溶液进行染色后拉伸至原长度的3至7倍来制作。根据需要,也可以浸渍于可含硼酸或硫酸锌、氯化锌等的碘化钾等的水溶液中。此外,根据需要,也可以在染色前将聚乙烯醇系薄膜浸渍于水中水洗。通过水洗聚乙烯醇系薄膜,可以洗去聚乙烯醇系薄膜表面上的污物和防粘连剂,除此之外,还可使聚乙烯醇系薄膜溶胀,防止染色斑等不均匀现象。拉伸既可以在用碘染色之后进行,也可以一边染色一边进行拉伸,或者也可以在拉伸之后用碘进行染色。也可以在硼酸或碘化钾等的水溶液中或水浴中进行拉伸。
作为形成设置在上述偏振镜的单面或双面上的透明保护薄膜的材料,优选使用透明性、机械强度、热稳定性、水分遮蔽性、各向同性等优良的材料。可以举例为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物;二乙酸纤维素或三乙酸纤维素等纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物;聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物等。此外,作为形成上述透明保护薄膜的聚合物的例子,还可以举例为聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物之类的聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物;砜系聚合物;聚醚砜系聚合物;聚醚醚酮系聚合物;聚苯硫醚系聚合物;乙烯基醇系聚合物,偏氯乙烯系聚合物;聚乙烯醇缩丁醛系聚合物;芳酯系聚合物;聚甲醛系聚合物;环氧系聚合物;或者上述聚合物的混合物等。透明保护薄膜还可以形成为丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化型、紫外线固化型的树脂的固化层。
另外,可以举出特开2001-343529号公报(WO01/37007)中所述的聚合物薄膜,如含有(A)侧链上具有取代和/或未取代亚胺基的热塑性树脂、和(B)侧链上具有取代和/或未取代苯基以及腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体的例子,可以举出含有由异丁烯与N-甲基马来酰亚胺构成的交替共聚物和丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物的薄膜。作为薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤压品等构成的薄膜。
可以适当确定保护薄膜的厚度,但一般从强度或操作性等作业性、薄层性等观点来看,其厚度为1~500μm左右。特别优选1~300μm,更优选5~200μm。
另外,透明保护薄膜最好尽量不着色。因此,优选使用的保护薄膜是用Rth=[(nx+ny)/2-nz]·d(其中,nx、ny是薄膜平面内的主折射率,nz是薄膜厚度方向的折射率,d是薄膜厚度)表示的薄膜厚度方向的相位差值为-90nm~+75nm的薄膜。通过使用厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm~+75nm的薄膜,可以几乎完全消除由保护薄膜引起的偏振片的着色(光学着色)。厚度方向相位差值(Rth)进一步优选为-80nm~+60nm,特别优选-70nm~+45nm。
从偏振特性和耐久性等观点来看,作为保护薄膜优选三乙酸纤维素等纤维素系聚合物。特别优选三乙酸纤维素薄膜。其中,当在偏振镜的两侧设置保护薄膜时,其内外侧可以使用由相同聚合物材料构成的保护薄膜,也可以使用由不同聚合物材料等构成的保护薄膜。上述偏振镜和保护薄膜通常借助水系胶粘剂等粘附。作为水系胶粘剂,可以例示异氰酸酯系胶粘剂、聚乙烯醇系胶粘剂、明胶系胶粘剂、乙烯基系乳胶系、水系聚氨酯、水系聚酯等。
在上述透明保护薄膜的没有粘接偏振镜的面上,可以实施硬涂层或防反射处理、防粘连、以扩散或防眩为目的的处理。
实施硬涂层处理的目的是防止偏振片的表面损坏等,例如可以通过在透明保护薄膜的表面上附加由丙烯酸系、硅酮系等适当的紫外线固化性树脂构成的硬度、滑动特性等良好的固化被膜的方式等形成。实施防反射处理的目的是防止在偏振片表面的外光的反射,可以通过形成基于以往的防反射薄膜等来完成。此外,实施防粘连处理的目的是防止与相邻层的粘附。
另外,实施防眩处理的目的是防止外光在偏振片表面反射而干扰偏振片透过光的辨识等,例如,可以通过采用喷砂方式或压纹加工方式的粗面化方式以及配合透明微粒的方式等适当的方式,向透明保护薄膜表面赋予微细凹凸结构来形成。作为在上述表面微细凹凸结构的形成中含有的微粒,例如,可以使用平均粒径为0.5~50μm的由二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等构成的可具有导电性的无机系微粒、由交联或者未交联的聚合物等组成的有机系微粒等透明微粒。当形成表面微细凹凸结构时,微粒的使用量相对于100重量份的形成表面微细凹凸结构的透明树脂,通常为大约2~50重量份,优选5~25重量份。防眩层也可以兼用作将偏振片透射光扩散而扩大视角等的扩散层(视角扩大功能等)。
还有,上述防反射层、防粘连层、扩散层和防眩层等除了可以设置为透明保护薄膜自身以外,还可以作为其他的光学层而与透明保护薄膜分开设置。
另外,作为本发明的光学构件,可以举例为反射板或半透过板、相位差板(包括1/2或1/4波长板)、视角补偿薄膜、亮度改善薄膜等可成为用于形成液晶显示装置等的光学层的材料。它们可以单独用作本发明的光学构件,除此之外,可以在实际应用时层叠在上述偏振片上而使用1层或2层以上。
特别优选在偏振片上进一步层叠反射板或半透过反射板而成的反射型偏振片或半透过型偏振片、在偏振片上进一步层叠相位差板而成的椭圆偏振片或圆偏振片、在偏振片上进一步层叠视角补偿薄膜而成的宽视角偏振片、或者在偏振片上进一步层叠亮度改善薄膜而成的偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上设置反射层的偏振片,用于形成使来自辨识侧(显示侧)的入射光反射并显示的类型的液晶显示装置等,具有可以省略背光灯等光源的内置而容易使液晶显示装置薄型化等优点。反射型偏振片的形成,根据需要可以通过借助透明保护层等在偏振片的单面上设置由金属等构成的反射层的方式等适宜方式进行。
作为反射型偏振片的具体例子,可以举例为根据需要通过在经消光处理的透明保护薄膜的单面上,附设由铝等反射性金属组成的箔或蒸镀膜而形成了反射层的偏振片等。另外,还可以举例为通过使上述透明保护薄膜含有微粒而形成表面微细凹凸结构,并在其上具有微细凹凸结构的反射层的反射型偏振片等。上述的微细凹凸结构的反射层通过漫反射使入射光扩散,由此防止定向性和外观发亮,具有可以抑制明暗不均的优点等。另外,含有微粒的透明保护薄膜还具有当入射光及其反射光透过它时可以通过扩散进一步抑制明暗不均的优点等。反映透明保护薄膜的表面微细凹凸结构的微细凹凸结构的反射层的形成,例如可以通过用真空蒸镀方式、离子镀方式及溅射方式等蒸镀方式或镀覆方式等适当的方式在透明保护层的表面上直接附设金属的方法等进行。
作为代替将反射板直接附设在上述偏振片的透明保护薄膜上的方法,还可以在以该透明薄膜为基准的适当的薄膜上设置反射层形成反射片等使用。还有,由于反射层通常由金属组成,所以从防止由于氧化而造成的反射率的下降,进而长期保持初始反射率的观点和避免另设保护层的观点等来看,优选用透明保护薄膜或偏振片等覆盖其反射面的使用形式。
还有,在上述中,半透过型偏振片可以通过作成用反射层来反射光的同时使光透过的半透半反镜等半透过型的反射层来获得。半透过型偏振片通常被设于液晶单元的背面侧,可以形成如下类型的液晶显示装置等,即,在比较明亮的环境中使用液晶显示装置等的情况下,反射来自于辨识侧(显示侧)的入射光而显示图像,在比较暗的环境中,使用内置于半透过型偏振片的背面的背光灯等内置光源来显示图像。也就是说,半透过型偏振片在如下类型的液晶显示装置等的形成中十分有用,即,在明亮的环境下可以节约使用背光灯等光源的能量,在比较暗的环境下也可以利用内置光源使用的类型的液晶显示装置等的形成中非常有用。
下面对偏振片上进一步层叠相位差板而构成的椭圆偏振片或圆偏振片进行说明。在将直线偏振光改变为椭圆偏振光或圆偏振光、将椭圆偏振光或圆偏振光改变为直线偏振光、或者改变直线偏振光的偏振方向的情况下,可以使用相位差板等。特别是,作为将直线偏振光改变为圆偏振光、将圆偏振光改变为直线偏振光的相位差板,可使用所谓的1/4波长板(也称为λ/4板)。1/2波长板(也称为λ/2板)通常用于改变直线偏振光的偏振方向的情形。
椭圆偏振片可以有效地用于以下情形等,即补偿(防止)超扭曲向列相(STN)型液晶显示装置因液晶层的双折射而产生的着色(蓝或黄),从而进行上述没有着色的白黑显示的情形。另外,控制三维折射率的偏振片还可以补偿(防止)从斜向观察液晶显示装置的画面时产生的着色,因而优选。圆偏振光片可以有效地用于例如对以彩色显示图像的反射型液晶显示装置的图像的色调进行调整的情形等,而且还具有防止反射的功能。
作为相位差板,可以举出对高分子材料实施单向或双向拉伸处理而成的双折射性薄膜、液晶聚合物的取向薄膜、将液晶聚合物的取向层支撑于薄膜上的相位差板等。对相位差板的厚度没有特别限制,一般为20~150μm左右。
作为高分子材料,例如可以举出聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基乙烯醚、聚丙烯酸羟乙基酯、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚氯乙烯、纤维素系聚合物、降冰片烯系树脂、或它们的二元系、三元系各种共聚物、接枝共聚物、混合物等。这些高分子材料可通过拉伸等而成为取向物(拉伸薄膜)。
作为液晶性聚合物,例如可以举出在聚合物的主链或侧链上导入了赋予液晶取向性的共轭性的直线状原子团(mesogene)的主链型或侧链型的各种聚合物等。作为主链型液晶性聚合物的具体例子,可以举出具有在赋予弯曲性的间隔部上结合了上述mesogene基的构造的聚合物,例如向列取向性的聚酯系液晶性聚合物、圆盘状聚合物或胆甾醇型聚合物等。作为侧链型液晶性聚合物的具体例子,可以举出如下的化合物等,即,将聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯为主链骨架,作为侧链借助由共轭性的原子团构成的间隔部具有由赋予向列取向性的对位取代环状化合物单元构成的mesogene部的聚合物。这些液晶聚合物通过以下方法进行处理,即,在对于形成在玻璃板上的聚酰亚胺或聚乙烯醇等薄膜的表面进行摩擦处理后的材料、斜向蒸镀了氧化硅的材料等的取向处理面上,铺展液晶性聚合物的溶液后进行热处理。
相位差板可以是例如各种波长板或用于补偿由液晶层的双折射造成的着色或视角等的材料等具有对应于使用目的的适宜的相位差的材料,也可以是层叠2种以上的相位差板而控制了相位差等光学特性的材料。
另外上述椭圆偏振片或反射型椭圆偏振片是通过适当地组合并层叠偏振片或反射型偏振片和相位差板而成的。这类椭圆偏振片等也可以通过在液晶显示装置的制造过程中依次分别层叠(反射型)偏振片及相位差板来形成,以构成(反射型)偏振片及相位差板的组合,而如上所述,预先形成为椭圆偏振片等光学薄膜的情况下,由于在质量的稳定性和层叠操作性等方面出色,因此具有可以提高液晶显示装置等的制造效率的优点。
视角补偿薄膜是在从不垂直于画面的稍微倾斜的方向观察液晶显示装置的画面的情况下也可使图像看起来比较清晰的、用于扩大视角的薄膜。作为这种视角补偿相位差板,例如可以由相位差板、液晶聚合物等的取向薄膜或在透明基材上支撑液晶聚合物等的取向层的材料等构成。通常作为相位差板使用的是沿其面方向被实施了单向拉伸的、具有双折射的聚合物薄膜,与此相对,作为被用作视角补偿薄膜的相位差板,可以使用沿其面方向被实施了双向拉伸的具有双折射的聚合物薄膜、沿其面方向被单向拉伸并且沿其厚度方向也被拉伸了的可控制厚度方向的折射率的具有双折射的聚合物或像倾斜取向膜等双向拉伸薄膜等。作为倾斜取向膜,例如可以举出在聚合物薄膜上粘接热收缩膜后在因加热形成的收缩力的作用下对聚合物薄膜进行了拉伸处理或/和收缩处理的材料、使液晶聚合物倾斜取向而成的材料等。作为相位差板的原材料聚合物可使用与上述的相位差板中说明的聚合物相同的聚合物,可以使用以防止基于由液晶单元造成的相位差而形成的识认角的变化所带来的着色等或扩大辨识度良好的视角等为目的的适宜的聚合物。
另外,从达到辨识性良好的宽视角的观点等来看,可以优选使用用三乙酸纤维素薄膜支撑由液晶聚合物的取向层、特别是圆盘状液晶聚合物的倾斜取向层构成的光学各向异性层的光学补偿相位差板。
将偏振片和亮度改善薄膜贴合在一起而成的偏振片通常被设于液晶单元的背面一侧。亮度改善薄膜是显示如下特性的薄膜,即,当由液晶显示装置等的背光灯或来自背面侧的反射等,有自然光入射时,反射规定偏振轴的直线偏振光或规定方向的圆偏振光,而使其他光透过,因此将亮度改善薄膜与偏振片层叠而成的偏振片可使来自背光灯等光源的光入射,而获得规定偏振状态的透过光,同时,所述规定偏振状态以外的光不能透过,被予以反射。借助设于其后侧的反射层等再次反转在该亮度改善薄膜面上反射的光,使之再次入射到亮度改善薄膜上,使其一部分或全部作为规定偏振状态的光而透过,从而增加透过亮度改善薄膜的光,同时向偏振镜提供难以吸收的偏振光,从而增加可以在液晶显示图像的显示等中利用的光量,并由此可以提高亮度。即,在不使用亮度改善薄膜而用背光灯等从液晶单元的背面侧穿过偏振镜而使光入射的情况下,具有与偏振镜的偏振轴不一致的偏振方向的光基本上被偏振镜所吸收,因而无法透过偏振镜。即,虽然会因所使用的偏振镜的特性而有所不同,但是大约50%的光会被偏振镜吸收掉,因此在液晶显示装置等中可以利用的光量也将相应地减少,导致图像变暗。由于亮度改善薄膜反复进行如下操作,即,使具有可以被偏振镜吸收的偏振方向的光不入射到偏振镜上,而是使该类光在亮度改善薄膜上发生反射,进而借助设于其后侧的反射层等完成反转,使光再次入射到亮度改善薄膜上,这样,亮度改善薄膜只使在这两者间反射并反转的光中的、其偏振方向变为可以通过偏振镜的偏振方向的偏振光透过,同时将其提供给偏振镜,因此可以在液晶显示装置的图像的显示中有效地使用背光灯等的光,从而可以使画面明亮。
在亮度改善薄膜和上述反射层等之间也可以设置扩散板。由亮度改善薄膜反射的偏振状态的光朝向所述反射层等,所设置的扩散板可将通过的光均匀地扩散,同时消除偏振状态而成为非偏振状态。即,扩散板使偏振光恢复到原来的自然光状态。将该非偏振状态即自然光状态的光射向反射层等,借助反射层等反射后,再次通过扩散板而又入射到亮度改善薄膜上,如此反复进行。由此通过在亮度改善薄膜和上述反射层等之间设置使偏振光恢复到原来的自然光状态的扩散板,可以在维持显示画面的亮度的同时,减少显示画面的亮度的不均,从而可以提供均匀并且明亮的画面。通过设置该扩散板,可适当增加初次入射光的重复反射次数,并利用扩散板的扩散功能,可以提供均匀的明亮的显示画面。
作为上述亮度改善薄膜,例如可以使用:电介质的多层薄膜或折射率各向异性不同的薄膜多层层叠体之类的显示出使规定偏振轴的直线偏振光透过而反射其他光的特性的薄膜、胆甾醇型液晶聚合物的取向膜或在薄膜基材上支撑了该取向液晶层的薄膜之类的显示出将左旋或右旋中的任一种圆偏振光反射而使其他光透过的特性的薄膜等适宜的薄膜。
因此,通过利用使上述的规定偏振轴的直线偏振光透过的类型的亮度改善薄膜,使该透过光直接沿着与偏振轴一致的方向入射到偏振片上,可以在抑制由偏振片造成的吸收损失的同时,使光有效地透过。另一方面,利用胆甾醇型液晶层之类的使圆偏振光透过的类型的亮度改善薄膜,虽然也可以直接使光入射到偏振镜上,但是,从抑制吸收损失这一点考虑,最好借助相位差板对该圆偏振光进行直线偏振光化,之后再入射到偏振片上。而且,通过使用1/4波长板作为该相位差板,可以将圆偏振光变换为直线偏振光。
在可见光区域等较宽波长范围中能起到1/4波长板作用的相位差板,例如可以利用以下方式获得,即,将相对于550nm波长的浅色光能起到1/4波长板作用的相位差层和显示其他的相位差特性的相位差层例如能起到1/2波长板作用的相位差层进行重叠的方式等。所以,配置于偏振片和亮度改善薄膜之间的相位差板可以由1层或2层以上的相位差层构成。
还有,就胆甾醇型液晶层而言,也可以组合不同反射波长的材料,构成重叠2层或3层以上的配置构造,由此获得在可见光区域等较宽的波长范围内反射圆偏振光的构件,从而可以基于此而获得较宽波长范围的透过圆偏振光。
另外,偏振片如同上述的偏振光分离型偏振片,可以由层叠了偏振片和2层或3层以上的光学层的构件构成。因此,也可以是组合上述反射型偏振片或半透过型偏振片和相位差板而成的反射型椭圆偏振片或半透过型椭圆偏振片等。
在偏振片上层叠了上述光学层的光学构件,可以利用在液晶显示装置等的制造过程中依次独立层叠的方式来形成,但是预先经层叠而成为光学构件的构件在质量的稳定性或组装操作等方面优良,因此具有可改善液晶显示装置等的制造工序的优点。在层叠中可以使用粘合剂层等适宜的粘接手段。在粘接上述偏振片和其他光学层时,它们的光学轴可以根据目标相位差特性等而采用适宜的配置角度。
还有,在本发明的粘合型光学构件的光学构件、粘合剂层等各层上,可以利用例如用水杨酸酯系化合物或苯并苯酚(benzophenol)系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、镍配位化合物系化合物等紫外线吸收剂进行处理的方式等,使之具有紫外线吸收能力等。
本发明的粘合型光学构件优选用于液晶显示装置等各种图像显示装置的形成等。液晶显示装置可以根据以往的方法形成。即,一般来说,液晶显示装置可以通过适宜地组合液晶单元和粘合型光学构件,以及根据需要而加入的照明系统等构成部件并装入驱动电路等而形成,在本发明中,除了使用本发明的光学构件之外,没有特别限定,可以依据以往的方法形成。对于液晶单元而言,也可以使用例如TN型或STN型、π型等任意类型的液晶单元。
通过本发明可以形成在液晶单元的单侧或双侧配置了粘合型光学构件的液晶显示装置、在照明系统中使用了背光灯或反射板的装置等适宜的液晶显示装置。此时,本发明的光学构件可以设置在液晶单元的单侧或双侧上。当将光学构件设置在双侧时,它们既可以是相同的材料,也可以是不同的材料。另外,在形成液晶显示装置时,可以在适宜的位置上配置1层或2层以上的例如扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜阵列、透镜阵列薄片、光扩散板、背光灯等适宜的构件。
接着,对有机电致发光装置(有机EL显示装置)进行说明。一般来说,有机EL装置中在透明基板上依次层叠透明电极、有机发光层和金属电极而形成发光体(有机电致发光体)。这里,有机发光层是各种有机薄膜的层叠体,已知有:例如由三苯基胺衍生物等构成的空穴注入层和由蒽等荧光性的有机固体构成的发光层的层叠体、或此种发光层和由二萘嵌苯衍生物等构成的电子注入层的层叠体、或者这些空穴注入层、发光层及电子注入层的层叠体等各种组合。
有机EL显示装置根据如下的原理进行发光,即,通过在透明电极和金属电极上加上电压,向有机发光层中注入空穴和电子,由这些空穴和电子的复合而产生的能量激发荧光物质,被激发的荧光物质回到基态时,就会放射出光。其中的复合机理与一般的二极管相同,由此也可以推测出,电流和发光强度相对于外加电压显示出伴随整流性的较强的非线性。
在有机EL显示装置中,为了取出有机发光层中产生的光,至少一方的电极必须是透明的,通常将由氧化铟锡(ITO)等透明导电体制成的透明电极作为阳极使用。另一方面,若要使电子的注入容易从而提高发光效率,在阴极上使用功函数较小的物质是十分重要的,通常使用Mg-Ag、Al-Li等金属电极。
在具有这种构成的有机EL显示装置中,有机发光层由厚度为10nm左右的极薄的膜构成。因此,有机发光层也与透明电极一样,使光基本上完全地透过。其结果,在不发光时从透明基板的表面入射并透过透明电极和有机发光层而在金属电极反射的光会再次向透明基板的表面侧射出,因此,当从外部进行辨识时,有机EL装置的显示面如同镜面。
在包含如下所述的有机电致发光体的有机EL显示装置中,可以在透明电极的表面侧设置偏振片,同时在这些透明电极和偏振片之间设置相位差板,上述有机电致发光体中,在通过施加电压而进行发光的有机发光层的表面侧设有透明电极,同时在有机发光层的背面侧设有金属电极。
由于相位差板以及偏振片具有使从外部入射并在金属电极反射的光成为偏振光的作用,因此由该偏振光作用,具有使得从外部无法辨识出金属电极的镜面的效果。特别是,采用1/4波长板构成相位差板并且将偏振片和相位差板的偏振方向的夹角调整为π/4时,可以完全遮蔽金属电极的镜面。
即,入射到该有机EL显示装置的外部光因偏振片的存在而只有直线偏振光成分透过。该直线偏振光一般会被相位差板转换成椭圆偏振光,而当相位差板为1/4波长板并且偏振片和相位差板的偏振方向的夹角为π/4时,就会成为圆偏振光。
该圆偏振光透过透明基板、透明电极、有机薄膜,在金属电极上反射,之后再次透过有机薄膜、透明电极、透明基板,由相位差板再次转换成直线偏振光。由于该直线偏振光与偏振片的偏振方向正交,因此无法透过偏振片。其结果可以完全遮蔽金属电极的镜面。
[实施例]
实施例
下面,对具体表示本发明的构成和效果的实施例等进行说明。其中,实施例等中的评价项目是按照如下所示的方法测定的。
<分子量的测定>
分子量是使用GPC(凝胶渗透色谱法)测定的。
分析装置:东ソ一制、HLC-8120GPC
柱:
样品柱:
东ソ一制、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
柱尺寸:各7.8mmΦ×30cm(总计90cm)
流量:0.8ml/min
注入试样浓度:约0.1重量%
注入量:100μl
柱温度:40℃
洗提液:四氢呋喃
检测器:差示折射计(RI)
还有,分子量是通过聚苯乙烯换算而求出的。
另外,重均分子量在10万以下的成分的比例(重量分数(Area%)),可使用上述GPC测定结果并通过下述的数据处理装置计算出来。此时,不包含单体成分。
数据处理装置:东ソ一制、GPC-8020
[实施例I]
<凝胶比例的测定>
取出刚实施交联处理的粘合剂层约0.1g,对其进行称量求得重量(W1)。接着,将其用微孔性四氟乙烯膜包裹(膜重量W2),在浸渍于约50ml的醋酸乙酯中2天之后,萃取可溶成分。对其进行干燥,测定总体重量(W3)。由这些测定值按照下述式能够求出粘合剂层的凝胶比例(重量%)。另外,涂敷后测定室温下保存1周之后的凝胶比例。
凝胶比例(重量%)=((W3-W2)/W1)×100
<粘度的评价>
对于制成的粘合剂溶液的粘度评价,通过旋转粘度计(东机产业制,TBV-20H型,装有少量取样接管)在下述条件下进行测定。
测定温度:24℃±1℃
剪切梯度:25/s
锥形转子(cone rotor):NH4
<涂敷性的评价>
通过上述粘度测定时的粘度的值、涂敷面的平滑性、干燥后的发泡状态进行评价。评价标准如下所示。
涂敷面平滑且透明性高时:○
涂敷面有波纹且不平滑时:×
<耐久性的评价>
将制作的光学构件切成12英寸大小,并贴附在无碱玻璃板上(厚度:0.6mm),在50℃、0.5MPa的压力下进行高压锅处理30分钟。随后,在90℃的环境下保存500小时,得到评价用样品。
目视观测评价上述评价用样品对玻璃板的附着状态。评价基准如下所示。
光学构件没有出现脱皮或剥离:○
光学构件出现脱皮或剥离:×。
[实施例I-1]
(丙烯酸系聚合物的调制)
在具备氮气导入管、冷凝管的四口烧瓶中,投入丙烯酸丁酯80重量份、丙烯酸2-乙基己酯20重量份、丙烯酸5重量份、丙烯酸2-羟乙酯0.08重量份、以及过氧化苯甲酰0.35重量份和醋酸乙酯100重量份,在充分进行氮气置换之后,一边在氮气气流下搅拌,一边在56℃下进行聚合反应10小时,得到重均分子量为220万、10万以下的比例为2重量%的丙烯酸系聚合物(1)的溶液。聚合率为70%,聚合后的聚合物浓度为36重量%。
(丙烯酸系聚合物的稀释)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为36重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加正庚烷(SP值15.2[(J/cm3)1/2])323重量份、作为良溶剂的醋酸乙酯(SP值18.6[(J/cm3)1/2])58重量份,则聚合物浓度变为16.7重量%,溶剂中的正庚烷的比例成为54重量%。聚丙烯酸丁酯的SP值为18[(J/cm3)1/2],所以Δδ成为2.8。该聚合物溶液的粘度为3800[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为15重量%)的聚合物固体成分100重量份,均匀混合作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的由三羟甲基丙烷的甲苯撑二异氰酸酯加成物构成的聚异氰酸酯系交联剂0.3重量份,调制光学构件用粘合剂组合物。使用コンマ涂敷机,在已实施硅酮剥离处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上以10m/min的涂敷速度涂敷上述粘合剂组合物,并使粘合剂层干燥后的厚度为25μm(相当于在130℃下干燥3分钟)。将该粘合剂层转印到偏振片上,得到粘合型光学构件。粘合层的凝胶比例为70重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[实施例I-2]
(丙烯酸系聚合物的稀释)
在实施例I-1的丙烯酸系聚合物稀释中,除了将正庚烷改为171重量份、醋酸乙酯改为210重量份以外,其他均与实施例I-1相同地进行聚合物稀释。溶剂中的正庚烷的比例成为45重量%。该聚合物溶液的粘度为4990[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
与实施例I-1相同地得到粘合型光学构件。粘合层的凝胶比例为71重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[实施例I-3]
(丙烯酸系聚合物的稀释)
在实施例I-1的丙烯酸系聚合物稀释中,除了将正庚烷改为130重量份、醋酸乙酯改为251重量份之外,其他均与实施例I-1相同地进行聚合物稀释。溶剂中的正庚烷的比例成为23重量%。该聚合物溶液的粘度为6500[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
与实施例I-1相同地得到粘合型光学构件。粘合层的凝胶比例为71重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[实施例I-4]
相对于实施例I-1的丙烯酸系聚合物溶液(浓度为35重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加2,2,5-三甲基己烷(SP值13.2[(J/cm3)1/2])270重量份、醋酸乙酯(SP值18.6[(J/cm3)1/2])151重量份,则聚合物浓度成为16.7重量%,溶剂中的2,2,5-三甲基己烷的比例成为45重量%。聚丙烯酸丁酯的SP值为18[(J/cm3)1/2],所以Δδ成为4.8。该聚合物溶液的粘度为3670[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为15重量%)的聚合物固体成分100重量份,均匀混合作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的由三羟甲基丙烷的甲苯撑二异氰酸酯加成物构成的聚异氰酸酯系交联剂0.3重量份,调制光学构件用粘合剂组合物。使用コンマ涂敷机,在已实施硅酮剥离处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上以10m/min涂敷速度涂敷上述粘合剂组合物,并使粘合剂层干燥后的厚度为25μm(相当于在130℃下干燥3分钟)。将该粘合剂层转印到偏振片上,得到粘合型光学构件。粘合层的凝胶比例为72重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[实施例I-5]
相对于实施例I-1的丙烯酸系聚合物溶液(浓度为35重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加甲基环己烷(SP值16.2[(J/cm3)1/2])270重量份、醋酸乙酯(SP值18.6[(J/cm3)1/2])151重量份,则聚合物浓度成为15重量%,溶剂中的甲基环己烷的比例成为45重量%。聚丙烯酸丁酯的SP值为18[(J/cm3)1/2],所以Δδ成为1.8。该聚合物溶液的粘度为3930[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为15重量%)的聚合物固体成分100重量份,均匀混合作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的由三羟甲基丙烷的甲苯撑二异氰酸酯加成物构成的聚异氰酸酯系交联剂0.3重量份,调制光学构件用粘合剂组合物。使用コンマ涂敷机,在已实施硅酮剥离处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上以10m/min的涂敷速度涂敷上述粘合剂组合物,并使粘合剂层干燥后的厚度为25μm(相当于在130℃下干燥3分钟)。将该粘合剂层转印到偏振片上,得到粘合型光学构件。粘合层的凝胶比例为69重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[实施例I-6]
(丙烯酸系聚合物的调制)
在具备氮气导入管、冷凝管的四口烧瓶中,投入丙烯酸丁酯80重量份、丙烯酸2-乙基己酯20重量份、丙烯酸5重量份、丙烯酸2-羟乙酯0.08重量份、以及过氧化苯甲酰0.35重量份和醋酸乙酯120重量份,在充分进行氮气置换之后,一边在氮气气流下搅拌,一边在55℃下进行聚合反应10小时,随后在70℃下使其反应2小时。得到重均分子量为160万、10万以下的比例为14重量%的丙烯酸系聚合物(2)的溶液。聚合率为90%,聚合后的聚合物浓度为42重量%。
(丙烯酸系聚合物的稀释)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为42重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加正庚烷130重量份、醋酸乙酯304重量份,则聚合物浓度成为17.5重量%,溶剂中的正庚烷的比例成为23重量%。该聚合物溶液的粘度为2100[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为15重量%)的聚合物固体成分100重量份,均匀混合作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的由三羟甲基丙烷的甲苯撑二异氰酸酯加成物构成的聚异氰酸酯系交联剂0.3重量份,调制光学构件用粘合剂组合物。使用コンマ涂敷机,在已实施硅酮剥离处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上以10m/min的涂敷速度涂敷上述粘合剂组合物,并使粘合剂层干燥后的厚度为25μm(相当于在130℃下干燥3分钟)。将该粘合剂层转印到偏振片上,得到粘合型光学构件。粘合剂层的凝胶比例为55重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[实施例I-7]
(丙烯酸系聚合物的调制)
在具备氮气导入管、冷凝管的四口烧瓶中,投入丙烯酸丁酯90重量份、丙烯酸乙酯10重量份、丙烯酸1重量份、丙烯酸2-羟乙酯0.08重量份、以及过氧化苯甲酰0.35重量份和醋酸乙酯100重量份,在充分进行氮气置换之后,一边在氮气气流下搅拌,一边在56℃下进行聚合反应10小时,得到重均分子量为240万、10万以下的比例为3重量%的丙烯酸系聚合物(3)的溶液。聚合率为72%,聚合后的聚合物浓度为36重量%。
(丙烯酸系聚合物的稀释)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为36重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加正庚烷(SP值15.2[(J/cm3)1/2])255重量份、醋酸乙酯(SP值18.6[(J/cm3)1/2])136重量份,则聚合物浓度成为15重量%,溶剂中的庚烷的比例成为45重量%。聚丙烯酸丁酯的SP值为18[(J/cm3)1/2],所以Δδ成为2.8。该聚合物溶液的粘度为1830[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为15重量%)的聚合物固体成分100重量份,均匀混合作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的由三羟甲基丙烷的甲苯撑二异氰酸酯加成物构成的聚异氰酸酯系交联剂0.3重量份,调制光学构件用粘合剂组合物。使用コンマ涂敷机,在已实施硅酮剥离处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上以10m/min的涂敷速度涂敷上述粘合剂组合物,并使粘合剂层干燥后的厚度为25μm(相当于在130℃下干燥3分钟)。将该粘合剂层转印到偏振片上,得到粘合型光学构件。粘合剂层的凝胶比例为65重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[比较例I-1]
(丙烯酸系聚合物的稀释)
在实施例I-1的丙烯酸系聚合物稀释中,不添加正庚烷,且将醋酸乙酯添加量改为381重量份,除此之外,其他均与实施例I-1相同地进行聚合物稀释。该聚合物溶液的粘度为9850[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
与实施例I-1相同地得到粘合型光学构件。粘合剂层的凝胶比例为73重量%。涂敷面出现条纹,且没有得到平滑的表面。
[比较例I-2]
(丙烯酸系聚合物的稀释)
在实施例I-1的丙烯酸系聚合物稀释中,除了将正庚烷添加量改为60重量份、醋酸乙酯改为321重量份之外,其他均与实施例I-1相同地进行聚合物稀释。溶剂中的正庚烷的比例成为11重量%。该聚合物溶液的粘度为9080[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
与实施例I-1相同地得到粘合型光学构件。粘合剂层的凝胶比例为70重量%。涂敷面出现条纹,且没有得到平滑的面。
[比较例I-3]
(丙烯酸系聚合物的稀释)
在实施例I-1的丙烯酸系聚合物稀释中,除了将正庚烷的添加量改为381重量份之外,其他均与实施例I-1相同地进行聚合物稀释。溶剂中的正庚烷的比例成为67重量%。稀释后的聚合物溶液出现白浊,聚合物没有完全溶解。因是不均匀体系,所以无法测定粘度。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
与实施例I-1相同地得到粘合型光学构件。粘合剂层的凝胶比例为49重量%。涂敷面出现条纹,且没有得到平滑的面。
[比较例I-4]
(丙烯酸系聚合物的调制)
在具备氮气导入管、冷凝管的四口烧瓶中,投入丙烯酸丁酯80重量份、丙烯酸2-乙基己酯20重量份、丙烯酸5重量份、丙烯酸2-羟乙酯0.08重量份、以及过氧化苯甲酰0.35重量份和醋酸乙酯120重量份,在充分进行氮气置换之后,一边在氮气气流下搅拌,一边在55℃下进行聚合反应7小时,随后在70℃下使其反应3小时。得到重均分子量为120万、10万以下的比例为20重量%的丙烯酸系聚合物(4)的溶液。聚合率为93%,聚合后的聚合物浓度为48重量%。
(丙烯酸系聚合物的稀释)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为48重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加正庚烷130重量份、醋酸乙酯237重量份,则聚合物浓度成为15重量%,溶剂中的正庚烷的比例成为23重量%。该聚合物溶液的粘度为2880[mPa·sec]。
(涂敷、干燥、粘合型光学构件的制作)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为15重量%)的聚合物固体成分100重量份,均匀混合作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的由三羟甲基丙烷的甲苯撑二异氰酸酯加成物构成的聚异氰酸酯系交联剂0.8重量份,调制光学构件用粘合剂组合物。使用コンマ涂敷机,在已实施硅酮剥离处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上以10m/min的涂敷速度涂敷上述粘合剂组合物,并使粘合剂层干燥后的厚度为25μm(相当于在130℃下干燥3分钟)。将该粘合剂层转印到偏振片上,得到粘合型光学构件。粘合剂层的凝胶比例为43重量%。涂敷面没有条纹等而且平滑,干燥后也没有发泡。
[比较例I-5]
(丙烯酸系聚合物的调制)
在具备氮气导入管、冷凝管的四口烧瓶中,投入丙烯酸2-乙基己酯80重量份、丙烯酸丁酯20重量份、丙烯酸1重量份、丙烯酸2-羟乙酯0.08重量份、以及过氧化苯甲酰0.35重量份和醋酸乙酯100重量份,在充分进行氮气置换之后,一边在氮气气流下搅拌,一边在56℃下进行聚合反应10小时,得到重均分子量为230万、分子量在10万以下的成分的比例为4重量%的丙烯酸系聚合物(5)的溶液。聚合率为70%,聚合后的聚合物浓度为35重量%。
(丙烯酸系聚合物的稀释)
相对于上述丙烯酸系聚合物溶液(浓度为35重量%)的聚合物固体成分100重量份,添加正庚烷(SP值15.2[(J/cm3)1/2])323重量份、醋酸乙酯(SP值18.6[(J/cm3)1/2])58重量份,则聚合物浓度成为15重量%,溶剂中的庚烷的比例成为57重量%。通过Small式计算聚丙烯酸2-乙基己酯的SP值,为16.7[(J/cm3)1/2],所以Δδ成为1.5。P.A.Small,J.Appl.Chem.3,71(1953)。该聚合物溶液的粘度为5120[mPa·sec]。另外,不添加正庚烷而只用醋酸乙酯稀释以使聚合物浓度为15重量%时的粘度为4550[mPa·sec],没有看到因添加正庚烷而引起的粘度的下降。
以上的实施例和比较例的构成和得到的结果如表4所示。
表4
重均分子量 | 10万以下% | 弱溶剂 | 粘度 | 涂敷性 | 凝胶比例wt% | 耐久性 | ||
实施例I-1 | 丙烯酸聚合物(1) | 220×104 | 2 | 正庚烷(57) | 3800 | ○ | 70 | ○ |
实施例I-2 | 丙烯酸聚合物(1) | 正庚烷(45) | 4990 | ○ | 71 | ○ | ||
实施例I-3 | 丙烯酸聚合物(1) | 正庚烷(23) | 6500 | ○ | 71 | ○ | ||
实施例I-4 | 丙烯酸聚合物(1) | 2,2,5-三甲基己烷(45) | 3670 | ○ | 72 | ○ | ||
实施例I-5 | 丙烯酸聚合物(1) | 甲基环己烷(45) | 3930 | ○ | 69 | ○ | ||
实施例I-6 | 丙烯酸聚合物(2) | 160×104 | 14 | 正庚烷(23) | 2100 | ○ | 55 | ○ |
实施例I-7 | 丙烯酸聚合物(3) | 240×104 | 3 | 正庚烷(45) | 1830 | ○ | 65 | ○ |
比较例I-1 | 丙烯酸聚合物(1) | 220×104 | 2 | - | 9850 | × | 73 | ○ |
比较例I-2 | 丙烯酸聚合物(1) | 正庚烷(11) | 9080 | × | 70 | ○ | ||
比较例I-3 | 丙烯酸聚合物(1) | 正庚烷(67) | - | × | 49 | × | ||
比较例I-4 | 丙烯酸聚合物(4) | 120×104 | 20 | 正庚烷(23) | 2880 | ○ | 43 | × |
比较例I-5 | 丙烯酸聚合物(5) | 230×104 | 4 | 正庚烷(57) | 5120 | 无添加效果 |
由表4的结果可知,在本发明的光学构件用粘合剂层的制造方法中,虽然减少了溶剂量,但也能够获得低粘度及良好的涂敷面,并且耐久性也良好。另一方面,在比较例的光学构件用粘合剂层的制造方法中,粘度高,无法进行均匀涂敷,或者溶液不均匀,难以得到良好的涂敷面。另外,如果降低(甲基)丙烯酸系聚合物的分子量,虽然粘度降得非常低,但与此相伴随的是耐久性变差。然后,若通过改变(甲基)丙烯酸系聚合物而使Δδ不到+1.7,则无法获得良好的粘度下降效果。
[实施例II]
<过氧化物的分解量(分解率)的测定>
热分解处理后的过氧化物的分解量(分解率)可通过HPLC(高速液体色谱法)进行如下所示的测定。
分别取出分解处理前后的粘合剂组合物约0.2g,浸渍于醋酸乙酯10ml中,用振荡机在25℃、120rpm下振荡萃取3小时后,室温下静置3天。接着,添加乙腈10ml,在25℃、120rpm下振荡30分钟,将通过膜滤器(0.45μm)过滤得到的萃取液约10μl注入到HPLC中进行分析,将分解处理前后的过氧化物量的变化作为过氧化物的分解量。
另外,将用分解处理前的值P0(g)除以其分解处理后的值P1(g)的比值[(P1/P0)×100(重量%)]作为过氧化物的分解率(重量%)。
装置:东ソ一制、HPL CCPM/UV8000
柱:
样品柱:
NUCLEOSIL 7C18(MACHEREY-NAGEL制,4.6mmΦ×250mm)
流量:1.0ml/min
柱压力:41kg/cm2
柱温度:40℃
洗提液:水/乙腈=30/70
注入量:10μl
注入试样浓度:0.01重量%
检测器:UV折射计(230nm)
<凝胶比例的测定>
取出在各实施例、比较例制作的粘合剂层W1g(约0.1g),在室温(约25℃)下浸渍于醋酸乙酯中1周。然后,从醋酸乙酯中取出已实施浸渍处理的粘合剂层,测定在130℃下干燥2小时之后的重量W2g,将通过(W2/W1)×100(重量%)计算的值作为凝胶比例(重量%)。
<粘度的评价>
所制成的粘合剂溶液的粘度,通过粘度计(东机产业制,TV-20型,轴型)进行测定。
转子(rotor):THH-14
转速:10rpm
剪切速度:2.5/s
测定温度:23℃
<涂敷性的评价>
根据上述粘度测定时的粘度值进行评价。评价标准如下所示。
当粘度为10000mPa·s以下时:○
当粘度超过10000mPa·s时:×
未能获得均匀涂敷面(析出了聚合物)时:×
<耐久性的评价>
将制作的光学构件切成纵宽240mm×横宽320mm(15型尺寸)的尺寸,并贴附在无碱玻璃板上(コ一ニング制,1737,大小:250×350mm,厚度:0.7mm),在50℃、0.5MPa的压力下进行高压锅处理30分钟。随后,在60℃×90%RH的环境下保存500小时,然后回到室温(约25℃),得到评价用样品。
目视观测评价上述评价用样品对玻璃板的附着状态。评价基准如下所示。
光学构件没有出现脱皮或剥离时:○
光学构件出现若干脱皮或剥离,但对本发明的用途不造成影响时:△
光学构件出现脱皮或剥离时:×。
<加工性的评价>
对于制作的光学构件,在不进行陈化处理的情况下,使用压力机进行冲裁加工处理。
目视观测评价上述加工处理时的切刀的状态。评价基准如下所示。
未发现有粘合剂层的附着、破损的情况:○
发现有粘合剂层的附着、破损,但对本发明的用途不造成影响时:△
发现有粘合剂层的附着、破损的情况:×。
<(甲基)丙烯酸系聚合物的调制>
(丙烯酸系聚合物(A))
在设置有搅拌桨、温度计、氮气导入管、冷凝器的四口烧瓶中,放入丙烯酸正丁酯80重量份、丙烯酸2-乙基己酯15重量份、丙烯酸5重量份、丙烯酸2-羟乙基酯0.08重量份、作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二异丁腈0.1重量份、醋酸乙酯210重量份,缓慢搅拌并导入氮气,在进行氮气置换之后,使烧瓶内的液温保持在56℃,进行聚合反应10小时,从而调制丙烯酸系聚合物(A)溶液。上述丙烯酸系聚合物(A)的重均分子量为220万,其10万以下的成分比例为2重量%。另外,聚合后的聚合物浓度为32%。
(丙烯酸系聚合物(B))
在设置有搅拌桨、温度计、氮气导入管、冷凝器的四口烧瓶中,放入丙烯酸正丁酯90重量份、丙烯酸乙酯10重量份、丙烯酸1重量份、丙烯酸2-羟乙基酯0.08重量份、作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰0.35重量份、醋酸乙酯200重量份,缓慢搅拌并导入氮气,在进行氮气置换之后,使烧瓶内的液温保持在56℃,进行聚合反应10小时,从而调制丙烯酸系聚合物(B)溶液。上述丙烯酸系聚合物(B)的重均分子量为240万,其10万以下的成分比例为3重量%。另外,聚合后的聚合物浓度为34%。
[实施例II-1]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加正庚烷283重量份、醋酸乙酯73重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(1)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为50重量%。其中,由于正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(1)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(2)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(2),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(2)的粘度为4900mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为71重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为84重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[实施例II-2]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加正庚烷227重量份、醋酸乙酯130重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(3)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为40重量%。其中,根据正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(3)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(4)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(4),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(4)的粘度为6500mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为71重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为84重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[实施例II-3]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加正庚烷283重量份、醋酸乙酯73重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(5)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为50重量%。其中,根据正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(5)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.5重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(6)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(6),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(6)的粘度为4900mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为82重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为84重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[实施例II-4]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加正庚烷142重量份、醋酸乙酯215重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(7)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为25重量%。其中,根据正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(7)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(8)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(8),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(8)的粘度为9500mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为75重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为80重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[参考例II-1]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系粘合剂溶液(5)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)5重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(9)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(9),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(9)的粘度为4900mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为94重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为82重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[参考例II-2]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系粘合剂溶液(5)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(10)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(10),在90℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(10)的粘度为4900mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为53重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为38重量%。另外,在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月后,凝胶比例上升至88重量%。
[参考例II-3]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系粘合剂溶液(5)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(11)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(11),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(11)的粘度为4900mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为75重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[实施例II-5]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加己烷283重量份、醋酸乙酯73重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(12)。此时,有机溶剂总量中的己烷的比例成为50重量%。其中,根据己烷的SP值(14.8[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为3.2。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(12)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(13)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(13),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(13)的粘度为3700mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为73重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为83重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[参考例II-4]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加醋酸乙酯523重量份,均匀地混合搅拌,调制12重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(14)。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(14)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(15)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(15),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(15)的粘度为6700mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为76重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为83重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[比较例II-1]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加醋酸乙酯357重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(16)。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(16)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(17)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(17),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(17)的粘度为25000mPa·s,其涂敷性存在大问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为78重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为84重量%。
[比较例II-2]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加正庚烷57重量份、醋酸乙酯300重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(18)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为10重量%。其中,根据正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(18)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(19)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(19),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(19)的粘度为21000mPa·s,非常高,其涂敷性存在大问题。
其中,上述粘合剂层的凝胶比例为77重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为80重量%。
[比较例II-3]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(A)溶液310重量份中,添加正庚烷357重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(20)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为63重量%。其中,根据正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(20)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(21)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(21),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(21)的粘度为3900mPa·s,在涂敷时有聚合物析出,得不到均匀的涂敷面,其涂敷性存在大问题。
其中,上述粘合剂层的凝胶比例为75重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为82重量%。
[实施例II-8]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(B)溶液301重量份中,添加正庚烷258重量份、醋酸乙酯115重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(22)。此时,有机溶剂总量中的正庚烷的比例成为45重量%。其中,根据正庚烷的SP值(15.2[(J/cm3)1/2])、以及聚丙烯酸丁酯的SP值(18[(J/cm3)1/2]),Δδ成为2.8。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(22)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(23)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(23),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(23)的粘度为1830mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为83重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为83重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[实施例II-9]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系粘合剂溶液(22)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯(1分钟半衰期温度:92.1℃)0.2重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(24)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(24),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(24)的粘度为1830mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为83重量%,二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯的分解率为95重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[参考例II-5]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系粘合剂溶液(22)的固体成分100重量份中,添加作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(25)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(25),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(25)的粘度为1830mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为80重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为88重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[参考例II-6]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(B)溶液301重量份中,添加醋酸乙酯540重量份,均匀地混合搅拌,调制12重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(26)。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(26)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(27)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(27),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(27)的粘度为2300mPa·s,其涂敷性没有问题。
接着,在偏振薄膜的表面上转印上述粘合剂层,制作带粘合剂的光学构件。其中,上述粘合剂层的凝胶比例为80重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为88重量%。另外,即使在60℃的环境下保存上述粘合剂层1个月,也没有观察到凝胶比例的增加。
[比较例II-5]
(光学构件用粘合剂溶液的调制)
在上述丙烯酸系聚合物(B)溶液301重量份中,添加醋酸乙酯373重量份,均匀地混合搅拌,调制15重量%的丙烯酸系粘合剂溶液(28)。
接着,在上述丙烯酸系粘合剂溶液(28)的固体成分100重量份中,添加作为硅烷偶合剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.1重量份、作为过氧化物的二苯甲酰过氧化物(1分钟半衰期:130℃)0.3重量份、作为交联剂的三羟甲基丙烷/甲苯撑二异氰酸酯的3聚体加成物(日本聚氨酯工业制,Coronate L)0.8重量份,均匀混合搅拌,调制丙烯酸系粘合剂溶液(29)。
(带粘合剂的光学构件的制作)
在已实施硅酮处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(東レ制,厚度:38μm)的单面上涂敷上述丙烯酸系粘合剂溶液(29),在140℃下加热2分钟,形成干燥后的厚度为25μm的粘合剂层。其中,上述丙烯酸系粘合剂溶液(29)的粘度为16000mPa·s,非常高,其涂敷性存在大问题。
其中,上述粘合剂层的凝胶比例为80重量%,二苯甲酰过氧化物的分解率为88重量%。
以上的实施例和比较例的构成和由此得到的结果如表5所示。
表5
丙烯酸系聚合物种类 | 烃系溶剂 | 粘度[mPa·s] | 涂敷性 | 过氧化物 | 交联剂种类 | 硅烷偶合剂 | 耐久性 | 加工性 | ||||
溶剂种类 | 溶剂配合量[重量%] | 过氧化物种类 | 过氧化物配合量[重量份] | 过氧化物分解率[重量%] | ||||||||
实施例II-1 | A | 庚烷 | 50 | 4900 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 84 | - | 有 | ○ | ○ |
实施例II-2 | A | 庚烷 | 40 | 6500 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 84 | - | 有 | ○ | ○ |
实施例II-3 | A | 庚烷 | 50 | 4900 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 84 | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | ○ |
实施例II-4 | A | 庚烷 | 25 | 9500 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 80 | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | ○ |
参考例II-1 | A | 庚烷 | 50 | 4900 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 5 | 82 | - | 有 | △ | ○ |
参考例II-2 | A | 庚烷 | 50 | 4900 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 38 | - | 有 | △ | △ |
参考例II-3 | A | 庚烷 | 50 | 4900 | ○ | - | - | - | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | △ |
实施例II-5 | A | 己烷 | 50 | 3700 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 83 | - | 有 | ○ | ○ |
参考例II-4 | A | - | - | 6700 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 83 | - | 有 | ○ | ○ |
比较例II-1 | A | - | - | 25000 | × | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 84 | - | 有 | ○ | ○ |
比较例II-2 | A | 庚烷 | 10 | 21000 | × | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 80 | - | 有 | ○ | ○ |
比较例II-3 | A | 庚烷 | 63 | 3900 | × | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 82 | - | 有 | ○ | ○ |
实施例II-7 | B | 庚烷 | 45 | 1830 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 83 | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | ○ |
实施例II-8 | B | 庚烷 | 45 | 1830 | ○ | 二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯 | 0.2 | 95 | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | ○ |
参考例II-5 | B | 庚烷 | 45 | 1830 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 88 | 异氰酸酯系 | - | △ | ○ |
参考例II-6 | B | - | - | 2300 | ○ | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 88 | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | ○ |
比较例II-4 | B | - | - | 16000 | × | 二苯甲酰过氧化物 | 0.3 | 88 | 异氰酸酯系 | 有 | ○ | ○ |
由上述表5的结果可知,当使用根据本发明而制作的带粘合剂的光学构件时(实施例II-1~7),在任何实施例中,尽管减少了溶剂量,但也能够获得低粘度且涂敷面良好,而且耐久性、加工性也良好。
与此相对,当使用不满足本发明的构成的带粘合剂的光学构件时(比较例II-1~4),在任何比较例中,粘度均高,无法进行均匀的涂敷,或者溶液不均匀,从而难以得到良好的涂敷面。
Claims (13)
1、一种光学构件用粘合剂组合物,含有(甲基)丙烯酸系聚合物和有机溶剂,其中所述(甲基)丙烯酸系聚合物,作为单体单元含有60重量%以上的具有碳原子数为1~9的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,且重均分子量为150万以上,分子量为10万以下的成分的比例为20重量%以下,其特征在于,
含有所述有机溶剂总量的20~60重量%的弱溶剂,所述弱溶剂,在将构成所述(甲基)丙烯酸系聚合物的主要单体单元的均聚物的溶解度参数设为δ1、将所述弱溶剂的溶解度参数设为δ2时,溶解度参数之差Δδ=δ1-δ2为+1.7~+5。
2、如权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物,其特征在于,作为所述(甲基)丙烯酸烷基酯使用具有碳原子数2~4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,作为所述弱溶剂使用C6~C9的烃系溶剂。
3、如权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物,其特征在于,所述(甲基)丙烯酸系聚合物作为单体单元含有0.2~7重量%的不饱和羧酸。
4、如权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物,其特征在于,固体成分浓度为10~30重量%。
5、如权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物,其特征在于,相对于所述的(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,进一步含有0.01~1重量份的硅烷偶合剂而成。
6、如权利要求2所述的光学构件用粘合剂组合物,其特征在于,相对于所述(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,进一步含有0.02~2重量份的过氧化物而成。
7、如权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物,其特征在于,相对于所述(甲基)丙烯酸系聚合物100重量份,进一步含有0.1~5重量份的交联剂而成。
8、一种光学构件用粘合剂层,其特征在于,是对权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物进行交联而成。
9、一种光学构件用粘合剂层,是涂敷并干燥权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物而成的光学构件用粘合剂层,其中交联后的凝胶比例为45~95重量%。
10、一种光学构件用粘合剂层的制造方法,其特征在于,包括:
涂敷权利要求1所述的光学构件用粘合剂组合物的工序、和
使涂敷物干燥的工序。
11、一种光学构件用粘合剂层的制造方法,其特征在于,包括:
在实施剥离处理后的支撑体上的单面或双面上形成由权利要求6所述的光学构件用粘合剂组合物构成的层的工序,和
对由所述光学构件用粘合剂组合物构成的层进行加热处理,使所述光学构件用粘合剂组合物中的过氧化物的分解量为75重量%以上的工序。
12、一种带粘合剂的光学构件,其特征在于,在光学构件的单面或双面上形成有对权利要求1~7中任意一项所述的光学构件用粘合剂组合物进行交联而成的光学构件用粘合剂层。
13、一种图像显示装置,其特征在于,至少使用1片通过在光学构件的单面或双面上形成对权利要求1~7中任意一项所述的光学构件用粘合剂组合物进行交联而成的光学构件用粘合剂层而成的带粘合剂的光学构件。
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