TW201300848A - 偏光板及液晶顯示裝置 - Google Patents

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li-yang Ju
Akihiko Nakatani
Hideki Hayashi
Yoshiki Matsuoka
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Sumitomo Chemical Co
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Abstract

本發明的偏光板具備有偏光膜,以及配置在該偏光膜之一面上之保護膜,該保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值在1%以下,該偏光板係在液晶顯示裝置中,由接近液晶單元側起以該保護膜、該偏光膜之順序配置而使用。該以聚丙烯系樹脂為主體之保護膜,除了可以聚丙烯系樹脂本身而形成之外,也可以由在聚丙烯系樹脂中摻配0.1至30重量%的脂環族飽和烴樹脂之樹脂組成物而形成。依據本發明可以提供一種在偏光膜上積層保護膜的偏光板,其可實現提高耐濕熱性、低價格化、及抑制對比的下降。

Description

偏光板及液晶顯示裝置
本發明係有關於在偏光膜上積層有保護膜,且使用於液晶顯示裝置中之偏光板,及使用該偏光板之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置可發揮電力消費少、可在低電壓下運作、質輕而薄型等特徵,可以使用在各種顯示用之裝置中。液晶顯示裝置是由液晶單元(liquid crystal cell)、偏光板、相位差膜、集光薄片、擴散膜、導光板、光反射薄片等多種材料所構成。因此,目前正在積極進行藉由減少構成膜的片數,或是使膜或薄片的厚度變薄,以提高生產性、輕量化或明亮度等為目標之改良。
另一方面,依據用途不同,液晶顯示裝置係必需能忍受嚴苛耐久條件的製品。例如,在車導航系統使用的液晶顯示裝置,其所放置的車內溫度或濕度有可能提高,與通常的電視或個人電腦用的顯示器相比時,溫度及濕度條件較嚴苛。在此等用途中,則要求偏光板為呈現高耐久性者。
偏光板通常具有在偏光膜的兩面上或單面上積層有透明之保護膜的結構,該偏光膜為由已吸著配向二色性色素之聚乙烯醇系樹脂所構成。偏光膜是藉由下述方法製造:在聚乙烯醇系樹脂膜進行縱單軸延伸與以二色性色素染色,其後以硼酸處理使其產生交聯反應,接著經水洗、乾燥。
二色性色素係使用碘或二色性有機染料。在此等操作而得之偏光膜的兩面上或單面上積層保護膜而成偏光板,並將此偏光板組裝在液晶顯示裝置中而使用。
前述之保護膜多使用以三醋酸纖維素為代表之醋酸纖維素系樹脂膜,其厚度一般在30至120 μm左右之範圍內。此外,在保護膜的積層中,多使用由聚乙烯醇系樹脂的水溶液所成的接著劑。
然而,在吸著配向二色性色素之偏光膜的兩面或單面上,隔著由聚乙烯醇系樹脂水溶液所成的接著劑而積層由三醋酸纖維素所成的保護膜之偏光板,此偏光板在濕熱條件下長時間使用時,有偏光性能下降、保護膜與偏光膜變得容易剝離之問題。
在此,已有提出將至少一邊的保護膜以醋酸纖維素系以外之樹脂構成的方法。
例如,已知在偏光膜的兩面上積層有保護膜之偏光板中,此保護膜之至少一邊同時以具有相位差膜機能的熱可塑性降茨烯(norbornene)系樹脂構成(例如參照,JPH 08-43812-A)。
此外,已知一種偏光板,其係在吸著配向碘或二色性有機染料之聚乙烯醇系樹脂膜所成的偏光膜之一面上,積層由非晶性聚烯烴系樹脂所成的保護膜,在另一面上,則積層有由醋酸纖維素系樹脂等與非晶性聚烯烴系樹脂相異之樹脂所成的保護膜而形成(例如參照,JP2002-174729-A)。
再者,亦已知一種保護膜,其為在聚乙烯醇系偏光膜上,隔著含有胺基甲酸酯系接著劑與聚乙烯醇系樹脂之接著劑,積層由環烯烴系樹脂所成(例如參照,JP2004-334168-A)。
此外,亦已知一種偏光板,其為在聚乙烯醇系偏光膜上,積層具有特定相位差特性之環烯烴系樹脂膜而形成(例如參照,JP2007-65452-A)。
但是,降莰烯系樹脂等的非晶性聚烯烴系樹脂(環烯烴系樹脂)係近年來實用化的樹脂,比起三醋酸纖維素更為高價,因此,比起單使用作為保護膜,更多係使用作為相位差膜。
在此,亦提出將便宜的樹脂材料使用於偏光板之保護膜,例如已知有將結晶性聚烯烴系樹脂,尤其是聚丙烯系樹脂作為保護膜(例如參照,JP2009-75471-A)。
然而,將聚丙烯系樹脂作為偏光板之保護膜時,尤其是將此聚丙烯系樹脂膜配置在液晶單元側面的結構,與將三醋酸纖維素或非結晶性聚烯烴系樹脂之膜作為液晶單元側保護膜的結構相比較時,前者有正面對比容易降低之問題。
本發明係為了解決前述之問題而研究者,其目的係提供一種在偏光膜上積層有保護膜的偏光板,其可以實現提高耐濕熱性、低價格化、及抑制對比降低。
本發明係含有下述者。
[1] 一種偏光板,具備有偏光膜,以及配置在前述偏光膜之一面上的透明保護膜,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度(haze)值為1%以下,在液晶顯示裝置中,由接近液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜之順序配置而使用。
[2] 如[1]所述之偏光板,其中,前述保護膜為由在聚丙烯系樹脂中摻配0.1至30重量%的脂環族飽和烴樹脂之樹脂組成物所形成。
[3] 如[1]或[2]所述之偏光板,其中,前述保護膜為由以聚丙烯系樹脂作為主體之未延伸樹脂膜(以下亦稱為「未延伸膜」)所構成,其在波長590nm之面內相位差(retardation)未滿20nm。
[4] 如[1]或[2]所述之偏光板,其中,前述保護膜為由以聚丙烯系樹脂作為主體之延伸樹脂膜(以下,亦稱為「延伸膜」)所構成,其在波長590nm之面內相位差是在400nm以下。
[5] 如[1]至[4]中任一項所述之偏光板,其中,前述偏光膜與前述保護膜係藉由含有以活性能量線的照射而硬化之環氧化合物的樹脂組成物所構成的接著劑而接著。
[6] 一種液晶顯示裝置,係依視認側偏光板、液晶單元、背光側偏光板、及背光之順序而配置,視認側偏光板及背光側偏光板的至少一邊,係具有偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
[7] 如[6]所述之液晶顯示裝置,其中,背光側偏光板具有前述偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
[8] 如[6]所述之液晶顯示裝置,其中,視認側偏光板為具有前述偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
[9] 如[6]所述之液晶顯示裝置,其中,視認側偏光板與背光側偏光板兩者皆具有前述偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
[10]如[6]至[9]中任一項所述之液晶顯示裝置,其中,前述保護膜係由以聚丙烯系樹脂作為主體之未延伸樹脂膜所構成,其在波長590nm之面內相位差未滿20nm。
[11]如[6]至[9]中任一項所述之液晶顯示裝置,其中,前述保護膜係由以聚丙烯系樹脂作為主體之延伸樹脂膜所構成,其在波長590nm之面內相位差為400nm以下。
[12]如[6]至[11]中任一項所述之偏光板,其中,前述偏光膜與前述保護膜,藉由含有以活性能量線的照射而硬化之環氧化合物的樹脂組成物所構成的接著劑而接著。
本發明的偏光板由於其保護膜以聚丙烯系樹脂作為主體,故耐熱性優,且於配置在液晶顯示裝置而使用時可以抑制正面對比的降低。
本發明的偏光板是具備偏光膜與在該偏光膜之一面上所配置的保護膜,該保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。本發明的偏光板係在液晶顯示裝置中,從接近液晶單元側以前述保護膜、前述偏光膜之順序配置而使用。
以下舉出本發明較佳例以詳細說明之。
(偏光膜)
前述偏光膜係將二色性色素吸著配向在聚乙烯醇系樹脂膜以得所求之偏光特性者。二色性色素者係使用碘或二色性有機染料。偏光膜具體可以列舉:將碘吸著配向在聚乙烯醇系樹脂膜之碘系偏光膜、將二色性有機染料吸著配向在聚乙烯醇系樹脂膜之染料系偏光膜等。
前述聚乙烯醇系樹脂係藉由皂化(saponification)聚醋酸乙烯系樹脂而得。聚醋酸乙烯系樹脂可列舉醋酸乙烯單獨聚合物之聚醋酸乙烯、及醋酸乙烯與可與醋酸乙烯共聚合的其他單體之共聚合物等。可與醋酸乙烯中共聚合的其他單體可舉出例如:不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類等。此外,聚乙烯醇系樹脂可為改質者亦可使用例如:以醛類改質之聚乙烯縮甲醛(polyvinyl formal)、聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮丁醛等。
偏光板通常是經過下述之步驟而製造:調整聚乙烯醇系樹脂膜中的水分之調濕步驟、將聚乙烯醇系樹脂膜單軸延伸之步驟、以二色性色素染色聚乙烯醇系樹脂膜而使此之二色性色素吸著之步驟、將經吸著配向二色性色素之聚乙烯醇系樹脂膜以硼酸水溶液處理之步驟、洗去硼酸水溶液之洗浄步驟、及在實施此等步驟後,在經吸著配向二色性色素之單軸延伸聚乙烯醇系樹脂膜上,貼合保護膜之步驟。
單軸延伸可以在染色之前進行,也可以在染色中進行,也可以在染色後的硼酸處理中進行。可在此等複數階段中進行單軸延伸。在單軸延伸中,可以在周速不同之輥筒間進行單軸延伸,也可使用熱輥筒進行單軸延伸。此外,可用在大氣中進行延伸的乾式延伸,也可用在溶劑中使其為膨潤狀態而進行延伸的濕式延伸。延伸倍率通常是4至8倍左右。實施延伸與染色後之聚乙烯醇系偏光膜的厚度,例如可以設定在約1至50μm左右。
(保護膜)
本發明中,保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體的樹脂所形成。具體來說,除了可以用聚丙烯系樹脂本身構成該保護膜之外,也可以聚丙烯系樹脂作為主體,並在其中摻配可與其相溶或均勻分散之其他樹脂之樹脂組成物,而組成該保護膜。例如,使用以聚丙烯系樹脂作為主體,並在其中摻配0.1至30重量%的脂環族飽和烴樹脂之樹脂組成物,而組成該保護膜,藉此可有效降低膜之霧度值。
[1]聚丙烯系樹脂
本發明中,構成保護膜之聚丙烯系樹脂,實質上可為丙烯的單獨聚合物所成的樹脂,亦可為丙烯與可與丙烯共聚合的其他單體之共聚合物。此外也可以將此等併用。與丙烯及其他共聚合性共聚單體之共聚合物相比,由於丙烯之單獨聚合物結晶化度較高,故以可提高膜之剛性與屈服強度,從此點來看為有利的。因此,實質上藉由使用由丙烯之單獨聚合物所成的樹脂作為聚丙烯系樹脂,可提升製作保護膜之步驟、偏光板化之步驟的操作性。在此,實質上丙烯之單獨聚合體係除了丙烯單元含量為100重量%的聚合物之外,亦包括以提升保護膜的生產性為目的而含有0.6重量%左右以下範圍之乙烯單元的丙烯/乙烯共聚合物。
由丙烯與其他共聚合性共聚單體之共聚合物所成的聚丙烯系樹脂,其係以丙烯作為主體,並與1種或2種以上可與丙烯共聚合之共聚單體少量共聚合者為佳。具體來說,由此等共聚合物所成的聚丙烯系樹脂,可為含有例如10重量%以下,較佳為含有7重量%以下範圍之共聚單體單元的樹脂。共聚合物中共聚單體單元的含量至少超過0.6重量%,較佳為1重量%以上,更佳為3重量%以上。使共聚單體單元的含量在1重量%以上,可以明顯提升加工性及透明性。另一方面,若使共聚單體單元的含量超過10重量%則有聚丙烯系樹脂融點下降、耐熱性降低之傾向。同時,2種以上的共聚單體與丙烯形成共聚合物時,此共聚合物所含有之所有由共聚單體而來之單元的合計含量,以在前述範圍者為佳。
在丙烯共聚合的共聚單體,例如可為乙烯、碳原子數4至20之α-烯烴等的不飽和烴。α-烯烴具體來說可以列舉如下所述的物質。
1-丁烯、2-甲基-1-丙烯(以上C4);1-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯(以上C5);1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2,3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-丁烯(以上C6);1-庚烯、2-甲基-1-己烯、2,3-二甲基-1-戊烯、2-乙基-1-戊烯、2-甲基-3-乙基-1-丁烯(以上C7);1-辛烯、5-甲基-1-庚烯、2-乙基-1-己烯、3,3-二甲基-1-己烯、2-甲基-3-乙基-1-戊烯、2,3,4-三甲基-1-戊烯、2-丙基-1-戊烯、2,3-二乙基-1-丁烯(以上C8);1-壬烯(C9);1-癸烯(C10);1-十一碳烯(C11);1-十二碳烯(C12);1-十三碳烯(C13);1-十四碳烯(C14);1-十五碳烯(C15);1-十六碳烯(C16);1-十七碳烯(C17);1-十八碳烯(C18);1-十九碳烯(C19)等。
前述α-烯烴中,以碳原子數4至12的α-烯烴為佳,具體來說可舉出1-丁烯、2-甲基-1-丙烯;1-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯;1-己烯、2-乙基-1-丁烯、2,3-二甲基-1-丁烯、2-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-丁烯;1-庚烯、2-甲基-1-己烯、2,3-二甲基-1-戊烯、2-乙基-1-戊烯、2-甲基-3-乙基-1-丁烯;1-辛烯、5-甲基-1-庚烯、2-乙基-1-己烯、3,3-二甲基-1-己烯、2-甲基-3-乙基-1-戊烯、2,3,4-三甲基-1-戊烯、2-丙基-1-戊烯、2,3-二乙基-1-丁烯;1-壬烯;1-癸烯;1-十一碳烯;1-十二碳烯等。從共聚合性之觀點而言,以1-丁烯、1-戊烯、1-己烯及1-辛烯為佳,尤其以1-丁烯及1-己烯為更佳。
共聚合物可為無規共聚合物,亦可為嵌段共聚合物。
較佳之共聚合物可舉出丙烯/乙烯共聚合物或丙烯/1-丁烯共聚合物。在丙烯/乙烯共聚合物或丙烯/1-丁烯共聚合物中,乙烯單元的含量或1-丁烯單元的含量,可例如以「高分子分析手冊」(1995年,紀伊國屋書店發行)之第616頁所記載的方法,進行紅外線(IR)光譜測定而求得。
從提高保護膜的透明度或加工性之觀點而言,共聚合物較佳為以丙烯作為主體,並與前述不飽和烴所成之無規共聚合物,更佳為丙烯與乙烯之無規共聚合物。丙烯/乙烯無規共聚合物中乙烯單元的含量如前述較佳為1至10重量%,更佳為3至7重量%。
聚丙烯系樹脂的立體規則性可為等規(isotactic)、間規(syndiotactic)、無規(atactic)中任何一種,但從提高保護膜的耐熱性之觀點而言,較佳為使用間規或等規之聚丙烯系樹脂。
在保護膜中使用的聚丙烯系樹脂,係根據JIS K 7210,在溫度230℃、荷重21.18 N下所測定的熔融流動率(MFR)為0.1至200g/10分鐘,尤其以在0.5至50g/10分鐘之範圍內為佳。藉由使用MFR為在此範圍的聚丙烯系樹脂,可得不會對押出機造成大的負荷且樹脂組成及膜厚均勻的保護膜。
本發明中,聚丙烯系樹脂可為使用公知的聚合用觸媒而聚合之聚合物或共聚合物,聚合用觸媒可列舉如下所述者。
(1) 以鎂、鈦及鹵素作為必需成分之固體觸媒成分所成的Ti-Mg系觸媒、
(2) 在以鎂、鈦及鹵素作為必需成分之固體觸媒成分中,將有機鋁化合物與因應需要之電子供予性化合物等之第三成分組合的觸媒系、
(3) 茂金屬(metallocene)系觸媒等。
前述(1)的固體觸媒成分可列舉:在JPS 61-218606-A、JPS61-287904-A、JPH07-216017-A等所記載的觸媒系。此外,在前述(2)的觸媒系中,較佳之有機鋁化合物之例子可列舉:三乙基鋁、三異丁基鋁、三乙基鋁與二乙基鋁氯化物之混合物、四乙基二鋁氧烷(tetraethyl dialuminoxane)等,較佳之電子供予性化合物之例子可列舉:環己基乙基二甲氧基矽烷、三級丁基丙基二甲氧基矽烷、三級丁基乙基二甲氧基矽烷、二環戊基二甲氧基矽烷等。
此外,前述(3)之茂金屬系可列舉例如:日本專利第2587251號公報、日本專利第2627669號公報、日本專利第2668732號公報等所記載之觸媒系。
聚丙烯系樹脂例如可藉由下列方式製造:使用以己烷、庚烷、辛烷、癸烷、環己烷、甲基環己烷、苯、甲苯、二甲苯之類的烴化合物為代表的不活性溶劑之溶液聚合法、將液狀之單體作為溶劑使用之塊狀聚合法、將氣體之單體直接聚合之氣相聚合法等。藉由此等方法之聚合可以分批式進行,也可以連續式進行。
[2]脂環族飽和烴樹脂
因應需要摻配在聚丙烯系樹脂中的脂環族飽和烴樹脂係分類在石油樹脂的樹脂。石油樹脂係將熱分解石油類而生成的分解油餾分加以聚合且固化的熱可塑性樹脂,可列舉例如:以C5餾分作為原料的脂肪族系石油樹脂;以C9餾分作為原料的芳香族系石油樹脂;將C5餾分與C9餾分2種共聚合而得的共聚合系石油樹脂;將脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、或共聚合系石油樹脂氫化的氫化系石油樹脂等。
於本發明,在前述石油樹脂中特別係使用脂環族飽和烴樹脂。
典型的脂環族飽和烴樹脂係氫化芳香族系石油樹脂而得的氫化系石油樹脂。藉由添加脂環族飽和烴樹脂而可抑制所得保護膜的霧度值,配置在液晶顯示裝置中使用時,可有效地抑制正面對比之降低。此外脂環族飽和烴樹脂兼備有無色透明、耐候性優之特性,其係作為保護膜原料之有利特性。
本發明所使用的脂環族飽和烴樹脂其軟化點較佳為在110℃以上145℃以下的範圍。更佳之軟化點為115℃以上135℃以下。若軟化點比110℃低,則所得保護膜的耐熱性會有降低之傾向,此外若軟化點超過145℃,則所得保護膜的可撓性會有降低之傾向。
脂環族飽和烴樹脂可以使用市售品。此等市售品可列舉荒川化學工業(股)製的「ALCON」系列。「ALCON」系列係氫化芳香族系石油樹脂之氫化系石油樹脂。
保護膜可用聚丙烯系樹脂組成物構成,該聚丙烯系樹脂組成物含有0.1至30重量%範圍內之脂環族飽和烴樹脂,但為了使摻配脂環族飽和烴樹脂的效果更為顯著,較佳為將其之摻配量設定在3至20重量%的範圍內。若脂環族飽和烴樹脂含量未滿0.1重量%,則抑制保護膜的霧度之效果必定不足,且將所得偏光板配置在液晶顯示裝置中時,無法得到高的正面對比。此外,若其含量超過30重量%,則保護膜中會有經時產生脂環族飽和烴樹脂之析出(Bleed out)之疑慮。
[3]製成保護膜之未延伸膜的製造方法
製成保護膜之未延伸膜可以藉由以下方法獲得:將前述聚丙烯系樹脂單獨製膜、或是將以聚丙烯系樹脂作為主體,並摻配脂環族飽和烴樹脂之樹脂組成物製膜的方法。保護膜之厚度較佳為5至200μm左右。更佳為10μm以上,此外更佳為150μm以下。
將以聚丙烯系樹脂作為主體,並摻配脂環族飽和烴樹脂的樹脂組成物製膜為膜時,該樹脂組成物的調製方法,只要為至少脂環族飽和烴樹脂可均勻地分散在所得之樹脂組成物中的方法即可。例如可舉出以下方法:在調製聚丙烯系樹脂的聚合步驟中,於聚合反應途中、或是於剛聚合反應後之聚合反應混合物中添加脂環族飽和烴樹脂。脂環族飽和烴樹脂可以以下方式添加:將其溶解到溶劑內作為溶液添加、粉碎成容易分散的粉末狀後作為粉體添加、加熱成熔融狀態後添加。
此外可藉由在熔融混練聚丙烯系樹脂同時添加脂環族飽和烴樹脂,再加以熔融混練之方法,而得前述之樹脂組成物。此等的熔融混練可以使用例如:帶式摻混機(ribbon blender)、輥式混練機(mixing roll)、班伯里混練機(Bumbury mixer)、輥筒、各種捏合機(kneader)、單軸押出機、雙軸押出機等混練機來進行。如此所得之樹脂組成物,在熔融混練後可不用冷卻直接以熔融狀態供給於膜的成形加工,也可冷卻並做成顆粒等成形物後,將其再度加熱並供給於膜的成形加工。此外,可藉由冷卻後,直接以冷卻狀態加壓(press)成形等方法成形為膜。
本發明中構成保護膜的聚丙烯系樹脂,或是以聚丙烯系樹脂作為主體並摻配其他樹脂的樹脂組成物(含有此等摻配其他樹脂的形態,以下稱為「以聚丙烯系樹脂作為主體之樹脂」,或稱為「聚丙烯系樹脂」,或簡單稱為「樹脂」),在不阻礙本發明之效果範圍內亦可以含有公知的添加劑。添加劑例如可列舉:抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑(anti-static agent)、助滑劑、成核劑、防霧劑、抗結塊劑等。此等添加劑可各自單獨使用,或組合2種以上使用。
抗氧化劑可列舉例如:酚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、受阻胺(hindered amine)系光安定劑等,此外,可使用在1分子中有兼具例如酚系抗氧化機構與磷系抗氧化機構的單元之複合型抗氧化劑。紫外線吸收劑可列舉例如:2-羥基二苯酮系紫外線吸收劑及羥基苯基苯并三唑系紫外線吸收劑、苯甲酸酯(benzote)系紫外線吸收劑等。抗靜電劑為聚合物型、寡聚物型、單體型的任一種皆可。助滑劑可列舉例如:芥酸醯胺(erucic amide)或油酸醯胺(oleic amide)等高級脂肪酸醯胺、硬脂酸等之高級脂肪酸及其鹽等。抗塊劑係球狀或是接近此之形狀的微粒子,但不論是無機系、或是有機系都可使用。
此外,成核劑也可以是無機系成核劑、有機系成核劑的任一種。無機系成核劑可列舉例如:滑石、黏土(clay)、碳酸鈣等。此外,有機系成核劑可以列舉:芳香族羧酸的金屬鹽類或芳香族磷酸的金屬鹽類等金屬鹽類、高密度聚乙烯、聚-3-甲基-1-丁烯(poly(3-methylbutene-1)、聚環戊烯、聚乙烯基環己烷等。其中較佳為有機系成核劑,更佳為前述的金屬鹽類及高密度聚乙烯。相對於構成保護膜的聚丙烯系樹脂(摻配其他樹脂時,係指其中之聚丙烯系樹脂本身)100重量%,成核劑的添加量以在0.01至3重量%的範圍為佳,以在0.05至1.5重量%的範圍為更佳。
可將以聚丙烯系樹脂作為主體之樹脂以任意方法製膜而製成膜。該膜係透明、實質上沒有面內相位差者。製膜方法可列舉例如:1)由熔融狀態押出成形的方法、2)將溶解在有機溶劑的樹脂溶液在平板上流延,並除去溶劑而製膜的溶劑鑄造法、3)將樹脂的板狀成形體加壓成形的方法等。根據此等方法可得實質上沒有面內相位差的樹脂膜。
詳細說明有關製造製成保護膜之未延伸膜的較佳方法之一例,其係藉由押出成形的製膜法。在此方法中,聚丙烯系樹脂在押出機中以螺桿(screw)的回轉而熔融混練,由T模頭(T-die)押出成薄片狀。所押出的熔融狀薄片之溫度是為180至300℃左右。此時若熔融狀薄片的溫度低於180℃,則延展性不足且所得膜之厚度不均一,有可能變成相位差不勻的膜。此外,若該溫度超過300℃,則聚丙烯系樹脂或是樹脂組成物容易產生劣化或分解,使薄片中產生氣泡或是含有碳化物。
押出機可以是單軸押出機也可以是2軸押出機。例如,使用單軸押出機時,螺桿的長度L與直徑D之比L/D為24至36左右,在樹脂供給部中螺溝的空間容積V1,與樹脂計量部中螺溝的空間容積V2的比(V1/V2)之壓縮比為1.5至4左右,可以使用全螺紋(full flight)型、屏障(barrier type)型、復具有莫多克(Maddock)型之混練部分型等螺桿。從抑制聚丙烯系樹脂之劣化或分解,且均勻地熔融混練之觀點而言,較佳為使用L/D為28至36、壓縮比V1/V2為2.5至3.5之屏障型螺桿。
此外,為了抑制聚丙烯系樹脂之劣化或分解,押出機內較佳為氮氣環境或是真空。復為了除去樹脂劣化或是分解所產生的揮發氣體,在押出機之前端設置約1mmψ以上5mmψ以下之孔口(orifice),提高押出機前端部分的樹脂壓力亦佳。藉由設置孔口而提高押出機前端部分的樹脂壓力,其係指提高該前端部分之背壓的意思,藉此可提高押出的安定性。所使用的孔口直徑較佳為2mmψ以上4mmψ以下。
在擠壓中使用的T模頭較佳為樹脂的流路表面有微小的段差或無損傷者,此外,該模唇(rip)部分係以與熔融聚丙烯系樹脂的摩擦係數小之材料鍍覆或塗覆,復較佳為切口前端為研磨成0.3mmψ以下尖銳之棱(edge)形狀者。摩擦係數小之材料可以舉出碳化鎢(tungsten carbide)系或氟系的特殊鍍覆等。藉由使用如此之T模頭,可以抑制卡料產生,同時,因為可以抑制分模線(die line),而可以得到外觀均一性優異的樹脂膜。該T模頭之歧管(manifold)為衣架形狀(coat-hanger),並且較佳為滿足以下的條件(A)或(B),更佳為滿足條件(C)或(D)。
(A)T模頭的模唇寬度未達1500mm時:T模頭的厚度方向長度〉180mm (B)T模頭的模唇寬度在1500mm以上時:T模頭的厚度方向長度〉220mm (C)T模頭的模唇寬度未達1500mm時:T模頭的高度方向長度〉250mm (D)T模頭的模唇寬度在1500mm以上時:T模頭的高度方向長度〉280mm。
藉由使用滿足此等條件的T模頭,可調整在T模頭內部之熔融狀聚丙烯系樹脂之流動,並且,由於可一面抑制模唇部分之厚度不均一面押出,故可得厚度精度更優異,相位差更均一的樹脂膜。
此外,從抑制樹脂的押出變動的觀點而言,以在押出機與T模頭之間透過接頭(adapter)安裝齒輪泵為佳。此外,為了除去在樹脂中的異物,以安裝葉盤式過濾器(leaf disc filter)為佳。
將由T模頭押出的熔融狀樹脂薄片,藉由金屬製冷卻輥筒(也稱為冷卻輥筒(chill roll)或鑄模輥筒)使之冷卻固化,而可以得到所期望的樹脂膜。此時,藉由提高由T模頭押出的熔融物與鑄模輥筒之密著性,可以促進熔融物的冷卻。此等方法,可以採用:使用空氣室(air chamber)等,以空氣將膜狀熔融物密著於鑄模輥筒之方法;使用線狀、針狀、或帶狀之金屬製電極,將膜狀熔融物靜電的密著於鑄模輥筒之方法;藉由鑄模輥筒與接觸輥筒挾壓之方法;在鑄模輥筒與沿著其周方向壓接設置之金屬製環狀帶之間挾壓之方法等。從可得透明性更優異的相位差膜之觀點而言,製造素材膜時之鑄模輥筒的表面溫度較佳為0至30℃。
此時,接觸輥筒可為將橡膠等之彈性體直接作成其之表面者,也可為以金屬套管(sleeve)所成的外筒被覆在彈性輥筒之表面者。使用以金屬套管所成的外筒被覆在彈性體輥筒之表面之接觸輥筒時,通常直接將熔融狀樹脂薄片挾在金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒之間冷卻。另一方面,使用表面為彈性體所成之接觸輥筒時,也可於熔融狀樹脂薄片與接觸輥筒之間,隔著其他之熱可塑性樹脂的雙軸延伸膜而挾壓之。
將熔融狀樹脂薄片以如前述之冷卻輥筒與接觸輥筒挾住而使其冷卻固化時,較佳為降低冷卻輥筒與接觸輥筒之表面溫度使熔融狀樹脂薄片急速冷卻。例如,較佳為調整兩輥筒之表面溫度使在0℃以上30℃以下之範圍。若此等之表面溫度超過30℃,則熔融狀薄片之冷卻固化需費很長時間,故熔融狀樹脂薄片中之結晶成分會成長,使所得膜之透明性下降。兩輥筒之表面溫度較佳為未達30℃,更佳為在25℃以下。另一方面,若輥筒之表面溫度在0℃以下,則於金屬製冷卻輥筒之表面會產生結露而付著水滴,使膜的外觀有惡化之傾向。
因所使用之金屬製冷卻輥筒其表面狀態會轉印到膜之表面,故在其表面有凸凹時所得膜之厚度精度有可能下降。在此,較佳為金屬製冷卻輥筒的表面盡可能為鏡面狀態。具體來說,金屬製冷卻輥筒的表面粗細度,較佳為以最大高度的標準數列表示係在0.4S以下,更佳為在0.1S至0.2S。
形成金屬製冷卻輥筒與捏合(nip)部分之接觸輥筒,其彈性體中之表面硬度,以JIS K 6301所規定的彈簧式硬度試驗(A形)所測定,其值較佳為65至80為佳,更佳為在70至80。藉由使用如此之表面硬度的橡膠輥筒,就能容易均一地維持熔有關於融狀薄片之線壓,且在金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒之間,不會形成熔融狀薄片之聚積(bank)(樹脂累積),因而容易成形為膜。
依將接觸輥筒對於金屬製冷卻輥筒加壓之壓力而決定挾壓熔融狀薄片時的壓力(線壓)。線壓較佳為在50N/cm以上300N/cm以下,復更佳為100N/cm以上250N/cm以下。藉由將線壓設定在前述之範圍,而不會形成聚積,易於維持一定線壓同時製造膜。
將熔融狀樹脂薄片與熱可塑性樹脂的雙軸延伸膜同時夾壓在金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒之間時,構成該雙軸延伸膜的熱可塑性樹脂只要為不會與以聚丙烯系樹脂作為主體的熔融狀薄片堅固地熱融著的樹脂即可,具體上可以使用:聚酯、聚醯胺、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚合物、聚丙烯腈等。其中最佳為聚酯,其由濕度或熱等造成之尺寸變化少。此時雙軸延伸膜之厚度通常為5至50μm左右,較佳為10至30μm為佳。
在此方法中,由T模頭之模唇至金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒挾壓處之距離(空氣隙)以在200mm以下為佳,以在160mm以下為更佳。由T模頭所押出的熔融狀薄片,係於模唇至輥筒之間拉伸,容易產生配向。空氣隙設成如前述般短,可得到配向較小的膜。空氣隙的下限值係由使用的金屬製冷卻輥筒之直徑與接觸輥筒之直徑、及使用之模唇的前端形狀而定,通常為50mm以上。
此外,藉由此方法製造膜時的加工速度,係由將熔融狀薄片冷卻固化所需的時間而定。若使用的金屬製冷卻輥筒直徑變大,則熔融狀薄片與該冷卻輥筒接觸之距離變長,故可更高速地製造。具體來說,使用600mmψ的金屬製冷卻輥筒時,加工速度最大為5至20m/分鐘左右。
金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒之間所挾壓的熔融狀樹脂薄片係藉由與輥筒之接觸而冷卻固化。接著依其必要將端部縱切(slit)後捲於捲取機。此時,為了保護所得膜之表面,在直到使用此膜為止之期間,可在其之單面或兩面上貼合由其他的熱可塑性樹脂所作成的表面保護膜,並在此狀態下捲起。將熔融狀樹脂薄片與由熱可塑性樹脂所成之雙軸延伸膜同時挾壓於金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒之間時,可將該雙軸延伸膜作為一邊的表面保護膜。如以上可以製作由以聚丙烯系樹脂作為主體之樹脂所成的未延伸膜。
在鑄模輥筒與沿著其周方向壓接所設置之金屬製環狀帶之間,以挾壓的方法而製造素材膜時,較佳係以下狀態;以沿著鑄模輥筒之周方向且與鑄模輥筒平行配置的複數輥筒來維持環狀帶。更佳係以下狀態:以直徑100至300mm的2個輥筒來維持厚度在100至500μm範圍之環狀帶。
在本發明中使用的保護膜其霧度值為1%以下。為了在未延伸膜的階段抑制霧度值,其方法可以列舉:(E)丙烯與丙烯以外的不飽和烴經無規共聚合而製造聚丙烯系樹脂的方法、(F)在聚丙烯系樹脂中添加成核劑的方法、(G)提高押出成形時鑄模輥筒之冷卻效率而製膜之方法等。適當組合此等之方法,以降低膜之霧度值。
(E)藉由無規共聚合的方法
藉由前述無規共聚合的方法可舉出如下;製作以丙烯作為主體,並與任意之不飽和烴無規共聚合之無規共聚合物。此具體例可列舉如:丙烯/乙烯無規共聚合物、丙烯/1-丁烯無規共聚合物、丙烯/1-己烯無規共聚合物、丙烯/乙烯/1-辛烯無規共聚合物、丙烯/乙烯/1-丁烯無規共聚合物等,其中尤其較佳為與乙烯的共聚合物。
作為共聚合物時,丙烯以外的不飽和烴類,其共聚合比率較佳為在1至20重量%左右之範圍內,更佳為在1至10重量%之範圍內,復更佳為在2至8重量%之範圍內。
藉由使丙烯以外的不飽和烴類的單元在1重量%以上,則加工性或透明性會有提升之傾向。但若其比率過多,則有樹脂之融點下降、耐熱性惡化之傾向。此外,共聚合物為2種類以上的共聚單體與丙烯共聚合者時,在該共聚合物中所含有之所有源自共聚單體的單元之合計含量較佳為在前述範圍。
(F)藉由添加成核劑的方法
在聚丙烯系樹脂中添加成核劑而製膜,製造霧度值低的膜時,為此而使用的成核劑可以是無機系成核劑、有機系成核劑的任何一種。無機系成核劑可以列舉:滑石、黏土、碳酸鈣等。此外,有機系成核劑可以列舉:芳香族羧酸的金屬鹽類或芳香族磷酸的金屬鹽類等之金屬鹽類、高密度聚乙烯、聚-3-甲基-1-丁烯、聚環戊烯、聚乙烯基環己烷等。其中較佳為有機系成核劑,更佳為前述金屬鹽類及高密度聚乙烯。此外,相對於丙烯系聚合物,成核劑的添加量較佳為0.01至3重量%,更佳為0.05至1.5重量%。此等之成核劑也可以併用複數種。
成核劑的添加方法,只要為能均勻分散者即無特別限制,可由通常之方法添加。例如,在製造聚丙烯系樹脂之聚合步驟中,只要於聚合反應途中或聚合反應剛終止的聚合反應混合物中添加成核劑即可。成核劑也可以用溶解在溶劑之溶液形態添加,也可以用粉碎為粉末狀,使其容易分散之狀態添加,也可加熱成熔融狀態而添加。
(G)藉由在押出成形時急冷之方法
本發明中使用的保護膜係如先前所述,可藉由將由T模頭所押出的熔融狀薄片挾壓在金屬製冷卻輥筒與接觸輥筒之間,並使冷卻固化而可得之,該接觸輥筒含有在該金屬製冷卻輥筒之周方向壓接且回轉之彈性體。此時,從抑制霧度值之觀點而言,較佳為降低接觸輥筒之表面溫度使熔融狀薄片急速冷卻。例如,較佳為將兩輥筒之表面溫度調整在0℃以上30℃以下之範圍。若此表面溫度超過30℃,則熔融狀薄片之冷卻固化會很費時,故樹脂中的結晶成分會成長,使所得膜透明性變差。另一方面,若輥筒之表面溫度下降到0℃以下則金屬製冷卻輥筒之表面會結露而付著水滴,使所得膜的外觀有惡化之傾向。
復使前述熔融狀薄片的膜厚變薄也有效。藉由將膜厚控制在較薄使霧度值變小,同時可提高金屬製冷卻輥筒的冷卻效率。此時,前述熔融狀樹脂薄片的押出量可任意選擇。
[4]未延伸膜作為保護膜之形態
如以上所得之以聚丙烯系樹脂作為主體的未延伸膜,除了可以直接作為保護膜之外,也可以經實施延伸之狀態來作為保護膜。首先,說明將未延伸膜直接當作保護膜之形態。
將未延伸膜作為保護膜時,較佳為其霧度值更小者,例如較佳為顯示5%以下之霧度值。
將未延伸膜直接作為保護膜時,較佳為在波長590nm中之面內相位差未達20nm,更佳為在15nm以下。未延伸膜之面內相位差在20nm以上時,黑顯示時的光漏會變大,對比率(contrast ratio)之下降會變得顯著。此外,在本說明書中,面內相位差的測定波長是以590nm作為標準,故以下言及面內相位差時,則省略此測定波長590nm。
在此,面內相位差R0,係將膜之面內慢軸方向(面內折射率為最大的方向)的折射率定為nx,面內快軸方向(與慢軸的面內成垂直方向)的折射率定為ny,厚度設定為d時,以下式來定義。
R0=(nx-ny)×d
另外此時,保護膜之MD(machine direction,以長尺狀所得之膜的長方向),與光軸(慢軸)的夾角為±15°以下,較佳為±10°以下,更佳為±5°以下,又更佳為±3°以下。此角度超過±15°時,黑顯示時的光漏會變大,對比率之下降會變得顯著。
[5]延伸膜作為保護膜之形態
其次,說明將如前述而得之以聚丙烯系樹脂作為主體的未延伸膜實施延伸,並將此實施延伸的膜(延伸膜)當作保護膜之形態。此時,延伸可以藉由單軸延伸、雙軸延伸等公知的方法來進行。
若在以聚丙烯系樹脂作為主體的樹脂膜實施延伸,會在延伸倍率大的方向產生慢軸,其之面內相位差會變大,但在其波長590nm中,面內相位差較佳為400nm以下,更佳是在150nm以下,特佳是在100nm以下。完全雙軸延伸,即只要進行雙軸延伸,使面內相互垂直的二個方向的延伸倍率幾乎相等,可使得到之延伸膜的面內相位差幾乎為零。另一方面,由於延伸而呈現相位差,即作為相位差膜使用之時,所得延伸膜(相位差膜)在相同波長中之面內相位差較佳為40nm以上。可由此範圍適當選擇相位差值以符合所使用之液晶顯示裝置要求的特性。面內相位差較佳為40nm至150 nm,更佳為40nm至100nm。
聚丙烯系樹脂或是將其作為主體並摻配其他樹脂之樹脂組成物,藉由延伸容易呈現相位差,因此先前所示式R0=(nx-ny)×d中,nx與ny的差容易變大。在此,此等聚丙烯系樹脂膜延伸者,即使厚度小,也可以藉由適度延伸而呈現所期望之相位差。為此,由本發明規定之聚丙烯系樹脂所成,或是將其作為主體並混合脂環族飽和烴樹脂之樹脂組成物所成的延伸膜(相位差膜),其之厚度可以在60μm以下。但是,由於太薄時會發生操作性下降等,故以在5μm以上為佳。此延伸膜之厚度以10μm以上,或40μm以下為更佳。
與作為原素材的未延伸膜相比,藉由延伸可使霧度值有顯著下降之情形。例如,作為原素材的未延伸膜之霧度值即使在10%左右,藉由實施延伸,也有可使所得膜之霧度值為1%以下之情形。
延伸膜可以藉由在先前說明之未延伸膜中實施單軸延伸、雙軸延伸等公知的延伸處理而製造。雙軸延伸可為在2個延伸方向(一般為面內垂直的方向)同時延伸之雙軸延伸,也可為在所定方向延伸後,再於其他方向(一般為與最初之延伸方向在面內垂直的方向)延伸之逐次雙軸延伸。延伸方向可為例如:未延伸膜的機械流動方向(MD),與此垂直的方向(TD)、或與機械流動方向(MD)斜交方向。
[5-1]固定端延伸
藉由在先前說明之未延伸膜直接實施固定端延伸,或是藉由相對於未延伸膜實施其他延伸處理與固定端延伸而可製作延伸膜。在此,固定端延伸是指將欲延伸膜之寬方向兩端固定,將所固定之兩端間的距離擴大同時在膜賦予熱,藉此將膜在擴大方向延伸之方法。
實施其他的延伸處理與固定端延伸之製造方法之較佳例子,可以列舉針對未延伸膜逐次實施自由端延伸與固定端延伸之方法。但是,並不限定於此例,只要為後述之特定絛件的固定端延伸處理,可針對未延伸膜實施任意之延伸處理。
由於容易得到在光學上均勻性高的延伸膜,故固定端延伸係以藉由固定端橫延伸來進行為佳。代表的固定端橫延伸方法可以列舉如拉幅(tender)法。拉幅法是將膜寬方向之兩端以卡夾(chuck)固定(夾緊),一面擴大該卡夾間隔一面在烘箱中延伸之方法。
通常,固定端橫延伸具有下述的步驟:
(i) 在以聚丙烯系樹脂作為主體之膜融點附近的溫度,將該膜預熱之預熱步驟;
(ii) 將經預熱之膜在橫方向(膜之寬方向)固定端延伸之延伸步驟;及
(iii)將在橫方向經延伸之膜熱固定之熱固定步驟。
在拉幅(tender)法使用的延伸機(拉幅延伸機),較佳為具有於進行預熱步驟區、進行延伸步驟區、及進行熱固定步驟區中,可將各個之溫度獨立調節的機構。藉由使用此等之拉幅延伸機進行固定端橫延伸,可以得到光學上均一性高的延伸膜。
固定端橫單軸延伸中,延伸倍率係以1.1至10倍為佳。藉由採用如此範圍之橫延伸倍率,可以得到光學上均一性優異之相位差膜。
[5-2]自由端延伸
在前述固定端延伸以外實施自由端延伸等之其他延伸處理也可以製造延伸膜。自由端延伸以使用自由端單軸延伸為佳,以使用自由端縱單軸延伸為更佳。自由端縱單軸延伸係將欲延伸膜維持在一對之延伸輥筒間的方法等,其無搬運輥筒、支撐用平板、或支撐用帶等,會與延伸中膜接觸並抑制其寬方向動作的構材,使膜為在寬方向可以自由收縮、擴張之狀態之縱延伸之方法。
在自由端縱單軸延伸中,有藉由2個以上輥筒之回轉速度差使膜延伸之方法,及長跨(long span)延伸法。長跨延伸法,係指使用具有二對揑合(nip)輥筒與在此之間所配置的烘箱(oven)之縱延伸機,在此烘箱中將該膜加熱,同時利用在前述二對揑合輥筒的回轉速度差來延伸之方法。在此等之方法中,從容易得到光學上均一性高之膜而言較佳為長跨延伸法,特別佳為使用空氣浮選(air flotation)方式的烘箱之長跨縱延伸法。空氣浮選方式的烘箱,係指具有可由上部噴嘴與下部噴嘴吹入熱風到導入內部之膜兩面的結構之烘箱。空氣浮選方式的烘箱中,通常複數的上部噴嘴與下部噴嘴是相互交替設置在膜的流動方向,膜在不與上部噴嘴與下部噴嘴的任一方接觸狀態下通過烘箱內,藉而延伸之。
自由端縱單軸延伸中,延伸倍率係以1.1至2倍為佳。藉由採用此範圍之縱延伸倍率,經由其後的固定端橫延伸步驟可得光學上均一性優異之相位差膜。
[5-3]斜面延伸
如前述,藉由在對於機械流動方向(MD)之斜交方向將未延伸膜斜面延伸之方法,也可製造延伸膜。在該斜面延伸中,可以使用有關前述之固定端橫延伸中所說明之拉幅延伸機等。在斜面延伸中,將膜寬方向的兩端以卡夾固定之,並設定兩端之移動速度及移動距離為不同,使膜在與MD斜交方向延伸。
說明此斜面延伸處理的一個例子。在此例中,係於拉幅法的延伸步驟中,將未延伸膜在與MD斜交方向延伸。於斜面延伸的延伸步驟係藉由斜面延伸用的拉幅延伸機來進行。此拉幅延伸機係延伸步驟中的膜移動方向與由預熱步驟送出的膜移動方向形成預定角度傾斜之狀態。在延伸步驟中,係將經由此所送出之斜面延伸膜的送出速度,設成比送入該斜面延伸裝置之未延伸膜的送入速度還大。接著,在斜面延伸裝置內,在與在未延伸膜的送入方向垂直之方向(寬方向)中,將其垂直方向一端之移動速度設成比另一端的移動速度大。
有關斜面延伸處理的具體方法,可以參考在JP2004-258508-A或WO2007/061105-A等記載之方法。
[5-4]延伸膜的整理
在本發明中使用的延伸膜,可適當選擇前述之延伸方法製作使之符合必要之相位差值。當然也可以將此等適當組合,例如,如前所述,組合自由端縱單軸延伸與固定端橫單軸延伸之分次雙軸延伸的方法係一個理想之方法。在延伸膜中,於膜的橫方向也可呈現光軸(慢軸),且於縱方向也可呈現光軸(慢軸)。
[6]有關保護膜的其他說明
本發明之偏光板中,於上說明之以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜可以在偏光膜之兩面上積層,也可以在偏光膜之一邊的面上積層。後者的情形,在另一邊的面也可以積層聚丙烯系樹脂以外之樹脂膜作為保護膜。聚丙烯系樹脂以外之樹脂膜可以列舉例如:三醋酸纖維素或二醋酸纖維素之類之醋酸纖維素系樹脂所成之膜、聚酯系樹脂膜、(甲基)丙烯酸系樹脂膜、聚碳酸酯系樹脂膜等。若考慮到與偏光膜之接著容易度及後述之表面處理層之形成容易度等,則適合使用醋酸纖維素系樹脂膜,特別是三醋酸纖維素。由聚丙烯系樹脂以外之樹脂所成的保護膜厚度通常是10至200μm左右,而以10至120μm為佳,以10至85μm為更佳。
(偏光膜與保護膜的貼合)
其次,說明有關偏光膜與保護膜的貼合方法。在偏光膜與保護膜的貼合中,以使用接著劑為佳。接著劑可以使用將環氧系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、氰基丙烯酸酯系樹脂、丙烯基醯胺系樹脂等當作接著劑成分的接著劑。在本發明中適合使用的接著劑的一種為無溶劑型的接著劑。無溶劑型的接著劑並不含有有意義量之溶劑,而包含可藉由加熱或活性能量線(例如:紫外線、可見光、電子線、X線等)之照射而反應硬化之硬化性化合物(單體或寡聚物等),藉由該硬化性化合物之硬化而形成接著劑層者,典型的接著劑包含藉由加熱或活性能量線之照射而反應硬化之硬化性化合物與聚合起始劑。在無溶劑型的接著劑中,從反應性之觀點而言,以陽離子聚合而硬化者為佳,尤其是將環氧化合物作為硬化性化合物之無溶劑型環氧系接著劑,由於其與偏光膜及與以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜的接著性優,以及與偏光膜及與由聚丙烯系樹脂以外樹脂所成的保護膜之接著性優,故為更佳。
在前述無溶劑型之環氧系接著劑中含有之硬化性化合物的環氧化合物並無特別之限制,以由陽離子聚合而硬化者為佳,尤其,從耐候性或折射率等之觀點而言,以使用在分子內不含芳香環之環氧化合物為更佳。此等在分子內不含芳香環之環氧化合物可以例示:芳香族環氧化合物之氫化物、脂環式環氧化合物、脂肪族環氧化合物等。此外,硬化性化合物之環氧化合物通常在分子內有2個以上的環氧基。
首先說明有關芳香族環氧化合物之氫化物。芳香族環氧化合物之氫化物可藉由將芳香族環氧化合物之原料的芳香族聚羥基化合物在觸媒的存在下,加壓下,藉由對香族環選擇性的進行氫化反應,而將所得的核氫化聚羥基化合物進行縮水甘油醚化之方法而可得。芳香族環氧化合物可以列舉例如:雙酚A之二縮水甘油醚、雙酚F之二縮水甘油醚、雙酚S之二縮水甘油醚之類的雙酚型環氧樹脂;如酚酚醛清漆環氧樹脂(phenol novolac epoxy resin)、甲酚酚醛清漆(cresol novolac)環氧樹脂、羥基苯甲醛酚酚醛清漆(hydroxybenzaldehyde phenol novolac)環氧樹之類的酚醛清漆型環氧樹脂;如四羥基苯基甲烷之縮水甘油醚、四羥基二苯甲酮之縮水甘油醚、環氧化聚乙烯酚之類的多官能型環氧樹脂等。將以此等原料之雙酚類作為代表例之芳香族聚羥基化合物如前述般核氫化,只要在該氫氧基與環氧氯丙烷(epichlorohydrin)反應,就可以得到芳香族環氧化合物的氫化物。其中,芳香族環氧化合物的氫化物以使用經氫化的雙酚A之縮水甘油醚為佳。
其次說明脂環式環氧化合物。脂環式環氧化合物是代表在脂環式環中,鍵結的環氧基具有1個以上之環氧化合物,「在脂環式環中,鍵結的環氧基具有1個以上」代表有下述式所示的結構。式中,m是2至5的整數。
因此,脂環式環氧化合物是指,在分子內有1個以上前述式所示的結構,通常,在分子內是有合計2個以上的環氧基之化合物。更具體來說,將前述式中(CH2)m中的1個或複數個氫原子除去而形成的基鍵結於其他之化學結構之化合物,可以成為脂環式環氧化合物。(CH2)m中的1個或複數個氫原子可用甲基或乙基等直鏈狀烷基適當取代。此等脂環式環氧化合物之中,具有環氧基環戊烷環(前述式中m=3者),或環氧基環己烷環(前述式中m=4者)之環氧化合物由於可以得到接著強度優的接著劑,故較適合使用。以下具體例示本發明中較宜使用的脂環式環氧化合物之結構,但並不限定此等之化合物。
3,4-環氧基環己烷羧酸3,4-環氧基環己基甲基酯、3,4-環氧基-6-甲基環己烷羧酸3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基酯、伸乙基雙(3,4-環氧基環己烷羧酸酯)、己二酸雙(3,4-環氧基環己基甲基)酯、己二酸雙(3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基)酯、二乙二醇雙(3,4-環氧基環己基甲基醚)、乙二醇雙(3,4-環氧基環己基甲基醚)、2,3,14,15-二環氧基-7,11,18,21-四氧雜三螺[5,2,2,5,2,2]二十一烷(該化合物也可以命名為3,4-環氧基環己烷螺-2’,6’-二噁烷螺-3”,5”-二噁烷螺-3’’’,4’’’-環氧基環己烷)、3-(3,4-環氧基環己基)-8,9-環氧基-1,5-二氧雜螺[5,5]十一烷、4-乙烯基環己烯二氧化物、雙-2,3-環氧基環戊基醚、二環戊二烯二氧化物等。
此外,前述脂肪族環氧化合物可以舉出脂肪族多元醇或其之環烷氧化加成物(alkylene oxide)的聚縮水甘油醚。更具體可列舉:1,4-丁二醇的二縮水甘油醚、1,6-己二醇的二縮水甘油醚、甘油的三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷之三縮水甘油醚、聚乙二醇的二縮水甘油醚、丙二醇的二縮水甘油醚、乙二醇或丙二醇、在甘油之類的脂肪族多元醇中,藉由加成1種或2種以上的環烷氧化物(環氧乙烷或環氧丙烷)而得到聚醚多醇的聚縮水甘油醚等。
本發明中,環氧化合物也可以只單獨使使用1種,亦可以將2種以上合併使用。
在無溶劑型的環氧系接著劑中所含有之環氧化合物的環氧當量,通常是30至3,000g/當量,而以50至1,500g/當量的範圍為佳。若環氧當量在30g/當量以下,則硬化後的保護膜之可撓性、接著強度有降低之可能性。另一方面,若環氧當量超過3,000g/當量,則與在環氧系接著劑中所含的其他成分之相溶性有降低之可能性。
由於無溶劑型的環氧系接著劑係將前述環氧化合物經陽離子聚合,故以含有陽離子聚合起始劑為佳。陽離子聚合起始劑係藉由可見光線、紫外線、X線、電子線等之活性能量線的照射或是加熱,而產生陽離子種或路易斯酸,且開始環氧基之聚合反應者。本發明中,可以使用任何型式的陽離子聚合起始劑,從作業性之觀點而言,因其賦予潛在性而為佳。同時,藉由可視光線、紫外線、X線、電子線等之活性能量線的照射而產生陽離子種或路易斯酸,且開始環氧基之聚合反應的陽離子聚合起始劑,以下稱為光陽離子聚合起始劑。
若使用光陽離子聚合起始劑,由於在常溫下的接著劑成分有可能硬化,故可減少考慮因偏光膜的耐熱性或膨脹而造成的歪斜之必要,且可以在密著性良好之偏光膜上形成保護膜。此外,若使用光陽離子聚合起始劑,因其以光為觸媒而作用,故即使摻配在環氧系接著劑中其保存安定性及作業性亦優異。
光陽離子聚合起始劑並無特別限定,例如可以列舉:芳香族重氮鹽;芳香族錪鹽、或芳香族鋶鹽之鎓鹽(onium);鐵-丙二烯錯體等。此等之光陽離子聚合起始劑可以分別單獨使用,也可以混合2種以上而使用。此等之中,尤其是芳香族鋶鹽,由於即使在300 nm以上的波長領域也有紫外線吸收特性,故硬化性優,且由於可以賦予硬化物良好的機械強度及接著強度,故適合使用。
此等之光陽離子聚合起始劑可從市售品取得,例如,以下為各別之商品名,「Kayarad(註冊商標)PCI-220」、「Kayarad(註冊商標)PCI-620」(以上為日本化藥(股)製)、「UVI-6990」(Union Carbide公司製)、「ADEKA(註冊商標)Optomer SP-150」、「ADEKA(註冊商標)Optomer SP-170」(以上為ADEKA(股)製)、「CI-5102」、「CIT-1370」、「CIT-1682」、「CIP-1866S」、「CIP-2048S」、「CIP-2064S」(以上為日本曹達(股)製)、「DPI-101」、「DPI-102」、「DPI-103」、「DPI-105」、「MPI-103」、「MPI-105」、「BBI-101」、「BBI-102」、「BBI-103」、「BBI-105」、「TPS-101」、「TPS-102」、「TPS-103」、「TPS-105」、「MDS-103」、「MDS-105」、「DTS-102」、「DTS-103」(以上,綠化學(股)製)、「PI-2074」(Rhodia公司(股)製)等。
光陽離子聚合起始劑的摻配量,相對於環氧化合物100重量份,通常是0.5至20重量份,而以1重量份以上為佳,又以15重量份以下為佳。
無溶劑型的環氧系接著劑在含有光陽離子聚合起始劑之同時,復因應需要也可以含有光增感劑。藉由使用光增感劑能提高反應性,並可以提高硬化物之機械強度及接著強度。光增感劑例如可以列舉:羰基化合物、有機硫化合物、過硫化物、氧化還原(redox)系化合物、偶氮及重氮化合物、鹵素化合物、光還元性色素等。混合光增感劑時,其量相對於環氧化合物100重量份為0.1至20重量份左右。
另一方面,藉由加熱產生陽離子種或路易斯酸,而開始環氧基之聚合反應的熱陽離子聚合起始劑,例如可以列舉:苄基鋶鹽、噻吩鎓(thiophenium)鹽、四氫噻吩鎓(thiolanium)鹽、苄基銨鹽、吡啶鎓(pyridinium)鹽、肼鎓(hydrazinium)鹽、羧酸酯、磺酸酯、胺醯亞胺等。
此等之熱陽離子聚合起始劑也可由市售品輕易的取得,例如,以下為各別之商品名,「Adeka Optom(註冊商標)CP77」、「Adeka Optom(註冊商標)CP66」(以上為ADEKA(股)製)、「CI-2639」、「CIT-2624」(以上為日本曹達(股)製)、「San-aid(註冊商標)SI-60L」、「San-aid(註冊商標)SI-80L」、「San-aid(註冊商標)SI-100L」(以上為三新化學(股)製)等。此等的熱陽離子聚合起始劑,可以分別單獨使用,或也可以將2種以上混合使用。此外,將光陽離子聚合起始劑與熱陽離子聚合起始劑合併使用亦佳。
無溶劑型的環氧系接著劑復可含有氧雜環丁烷類或多元醇類等促進陽離子聚合之化合物。
在使用無溶劑型的環氧系接著劑時,藉由將將該接著劑塗布在保護膜及/或偏光膜的接著面,且將兩者貼合而可以進行偏光膜與保護膜之接著。在偏光膜及/或保護膜塗布無溶劑型的環氧系接著劑的方法並無特別之限定,例如可以利用:括刀(doctor blade)、線棒(wire bar)、模具式塗布機(die coater)、缺角輪塗佈機(comma coater)、凹版塗布機(gravure coater)等各種的塗布方式。此外,由於各塗布方式各個有最適當的黏度範圍,也可以用少量的溶劑來進行調整黏度。因此所用之溶劑只要不使偏光膜的光學性能下降,且可良好地溶解環氧系接著劑者即可,例如,可以使用以甲苯為代表之烴類、醋酸乙酯為代表之酯類等之有機溶劑。
在偏光膜隔著由未硬化之環氧系接著劑所成的接著劑層貼合保護膜後,藉由照射活性能量線或是加熱,使該接著劑層硬化,而將保護膜固定在偏光膜上。藉由照射活性能量線而硬化時,較佳為使用紫外線。具體來說紫外線光源可以列舉:低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、黑光燈(black light)、金屬鹵素燈等。活性能量線可適當選擇例如紫外線的照射強度或照射量,以使陽離子聚合起始劑充分活性化,且對於硬化後之接著劑層、偏光膜、或保護膜無不良影響。此外,藉由加熱硬化時,可以使用一般所知的方法加熱,此時可適當選擇溫度及時間,以使陽離子聚合起始劑充分活性化,且對於硬化後之接著劑層或偏光膜、保護膜無不良影響。
如以上所得之由硬化後之環氧系接著劑所成的接著劑層之厚度,通常是0.1至50μm,而以1μm以上為佳,此外,以在1至20μm之範圍為較佳,以在2至10μm之範圍之範圍為更佳。
前述無溶劑型的環氧系接著劑可以適宜使用在以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜與偏光膜的貼合、由聚丙烯系樹脂以外之樹脂所成的保護膜與偏光膜的貼合、或是此等之兩者的貼合。
此外,本發明中可使用的其他較佳之接著劑可以舉出水系之接著劑,即將接著劑成分溶解在水中者或是將其分散在水中者。若使用水系之接著劑則可減少接著劑層的厚度。水系之接著劑者例如可以舉出水溶性之交聯性環氧樹脂,或是含有親水性的胺基甲酸酯系樹脂者。
水溶性之交聯性環氧樹脂例如可以舉出將聚醯胺多胺與環氧氯丙烷反應而得之聚醯胺環氧樹脂,此聚醯胺多胺係由二乙基三胺與三乙基四胺之類的多伸烷基多胺與己二酸之類的二羧酸反應而得。此等聚醯胺環氧樹脂的市售品,有住友化學科技(股)所販售之「SUMIREZ(註冊商標)樹脂650」、「SUMIREZ(註冊商標)樹脂675」(皆為商品名)等。
將水溶性之交聯性環氧樹脂作為接著劑成分使用時,為了進一步提高塗布性與接著性,以混合聚乙烯醇系樹脂等之其他水溶性樹脂為佳。聚乙烯醇系樹脂除了部分皂化聚乙烯醇及完全皂化聚乙烯醇之外,也可為羧基改質聚乙烯醇、乙醯乙醯基(acetoacetyl)改質聚乙烯醇、羥甲基改質聚乙烯醇、胺基改質聚乙烯醇之類的改質之聚乙烯醇系樹脂。其中,適宜使用醋酸乙烯酯與不飽和羧酸或其鹽類的共聚合物之皂化物,即羧基改質之聚乙烯醇。此外,在此所謂的「羧基」係含有-COOH及其之鹽的概念。
市售之適宜的羧基改質聚乙烯醇例如可以列舉:由Kuraray(股)分別販售之「Kuraray POVAL KL-506」、「Kuraray POVAL KL-318」、「Kuraray POVAL KL-118」、由日本合成化學工業(股)分別販售之「Gohsenol(註冊商標)T-330」、「Gohsenol(註冊商標)T-350」、由電氣化學工業(股)分別販售之「DR-0415」、由日本VAM & POVAL(股)分別販售之「AF-17」、「AT-17」、「AP-17」等。
含有水溶性之交聯性環氧樹脂之接著劑係可藉由將前述環氧樹脂,以及依其必要而加入之聚乙烯醇系樹脂等之其他水溶性樹脂溶解在水中,而調製作為接著劑之溶液。此時,相對於100重量份之水,水溶性的交聯性環氧樹脂以在0.2至2重量份左右之範圍的濃度為佳。此外,混合聚乙烯醇系樹脂時,相對於100重量份之水,水溶性的交聯性環氧樹脂的量為1至10重量份左右,復以在1至5重量份左右為佳。
另一方面,使用含有胺基甲酸酯樹脂之水系接著劑時,適當之胺基甲酸酯樹脂的例子可舉出離子聚合物(ionomer)型的胺基甲酸酯樹脂,尤其是聚酯系離子聚合物型的胺基甲酸酯樹脂。在此,離子聚合物型是指在構成骨幹的胺基甲酸酯樹脂中導入少量的離子性成分(親水成分)者。此外,聚酯系離子聚合物型的胺基甲酸酯樹脂是指在有聚酯骨架的胺基甲酸酯樹脂之中導入少量的離子性成分(親水成分)者。相關之離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂係因不使用乳化劑而直接在水中乳化成為乳膠(emulsion),故適合作為水系之接著劑。聚酯系離子聚合物型的胺基甲酸酯樹脂之市售品例如有大日本油墨化學工業(股)所出售的「HYDRAN(註冊商標)AP-20」、「HYDRAN(註冊商標)APX-101H」等,任何一種皆可以乳膠之形態取得。
離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂作為接著劑成分時,較佳為復摻配異氰酸酯系等之交聯劑。異氰酸酯系交聯劑為在分子內至少有2個氰基(-NCO)之化合物,此例可以列舉:2,4-伸甲苯基二異氰酸酯、伸苯基二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯之類的聚異氰酸酯單體,除此之外,此等之複數分子加成在三羥甲基丙烷之類的多元醇之加成物(adduct)、以3分子之二異氰酸酯各別之單邊末端異氰基之部分形成異氰酸酯環之3官能異氰酸酯體、以3分子之二異氰酸酯各自之單邊末端異氰基之部分以水和‧脫碳酸所形成的縮二脲體(biuret)之類的聚異氰酸酯改質體等。可適合使用之市售的異氰酸酯系交聯劑可舉出例如由大日本油墨化學工業(股)所販售的「HYDRAN(註冊商標)Assist C-1」等。
使用含有離子聚合物型胺基甲酸酯樹脂的水系接著劑時,從黏度與接著性的觀點而言,該胺基甲酸酯樹脂的濃度是10至70重量%左右,復以20重量%以上或50重量%以下之濃度溶解或分散在水中者為佳。摻配異氰酸酯系交聯劑時,其之摻配量,相對於100重量份胺基甲酸酯樹脂,適宜選擇異氰酸酯系交聯劑為5至100重量份左右。
使用前述水系接著劑的情形,可以藉由將該接著劑塗布在保護膜及/或偏光膜的接著面上,並貼合兩者而進行偏光膜與保護膜的接著。更具體來說,可舉出將水系接著劑以例如括刀、線棒、模具式塗布機、缺角輪塗布機、凹版塗布機等之塗布方式均勻地塗布在偏光膜及/或保護膜上,之後將塗布面之另一邊之膜重疊,藉由輥筒等貼合、乾燥之方法等。例如可用60至100℃左右的溫度進行乾燥。為了更提高接著性,乾燥後,藉由比室溫稍微高之溫度,例如以在30至50℃左右的溫度下養護(curing)1至10天左右為佳。
前述水系接著劑係與前述無溶劑型的環氧系接著劑同樣,可以適宜使用在以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜與偏光膜的貼合,或是以聚丙烯系樹脂以外之樹脂所成的保護膜與偏光膜的貼合,或是此等兩者的貼合。在偏光膜的兩面上積層以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜的情形、以及在偏光膜的一邊面上積層以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜,並在另一邊面上積層由聚丙烯系樹脂以外之樹脂所成的保護膜(包括波長板或視角補償膜等之相位差膜之情形,以下同樣)的任一情形中,可在偏光膜的兩面上所積層膜的接著中使用相同的接著劑,雖也可以使用不同之接著劑,但為了簡化製造步驟及削減偏光板的結構構件,係以使用相同的接著劑為佳。
此外,在製造偏光板時,以聚丙烯系樹脂作為主體的保護膜,及由聚丙烯系樹脂以外之樹脂所成的保護膜中,較佳為在貼合於該偏光膜之側的表面上實施電暈(corona)放電處理。藉由實施電暈放電處理,可提高此等之膜與偏光膜的接著力。電暈放電處理是指在電極間加以高電壓放電,使在電極間所配置的樹脂膜活性化之處理。電暈放電處理的效果會隨電極的種類、電極間隔、電壓、濕度、使用之樹脂膜的種類等之不同而異,例如,將電極間隔設定在1至5mm、移動速度設定成3至20m/分鐘左右為佳。電暈放電處理後,在其之處理面隔著如前述之接著劑貼合偏光膜。
如以上操作可以得到一偏光板,其在由經吸著配向二色性色素之聚乙烯醇系樹脂所成的偏光膜單面上積層以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜,並且在另一面上積層由同種或異種樹脂所成的保護膜或不積層保護膜。
(其他的結構)
如此所得之偏光板,可在一邊之保護膜上形成黏著劑層而作成附有黏著劑層的偏光板。在液晶顯示裝置中使用偏光板時,此等黏著劑層例如可以適用在偏光板與液晶單元貼合上。在偏光膜之一邊的面上積層以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜,在另一邊的面上積層由聚丙烯系樹脂以外之樹脂所成的保護膜時,在以聚丙烯系樹脂作為主體之保護膜上形成為了與液晶單元貼合之黏著劑層。
形成黏著劑層之黏著劑可以使用丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、丁基橡膠系、聚矽氧烷系等之原料聚合物(base polymer)。雖無特別限定,但適使用以(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯之類之將(甲基)丙烯酸酯當作原料之聚合物,以及適合使用以2種類以上之此等(甲基)丙烯酸酯之共聚合物當作原料之聚合物。黏著劑通常在此等之原料聚合物中使極性單體共聚合,該極性共聚單體例如可以列舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸醯胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯之類的具有羧基、羥基、胺基、環氧基等之單體。通常黏著劑除了基本聚合物之外,尚含有1種或2種以上之交聯劑。交聯劑可以列舉:與羧基之間形成羧酸金屬鹽的2價或多價金屬鹽、與羧基之間形成醯胺鍵結的聚異氰酸酯化合物等。
黏著劑之厚度可以設定在3至50μm左右。將黏著劑付著在偏光板時,可在偏光板之保護膜表面上實施電暈處理等之表面處理。此外,形成黏著劑時,通常是以剝離膜等被覆在黏著劑之表面。
(液晶顯示裝置)
本發明之偏光板係使用當作液晶顯示裝置的結構要件。本發明的偏光板係可使用作為在較液晶顯示裝置的液晶單元更接近視認側所配置之視認側偏光板,亦可使用作為在較液晶單元更接近背光側所配置之背光側偏光板。
液晶顯示裝置通常是依照視認側偏光板、液晶單元、背光側偏光板、及背光的順序配置而構成。
在液晶顯示裝置中,自接近液晶單元之一邊,將以聚丙烯系樹脂作為主體、霧度值為1%以下的保護膜、以及偏光膜的順序放置以配置成本發明的偏光板。在液晶單元的兩側(視認側及背光側)配置成本發明的偏光板的結構,此外,在液晶單元之一側配置成本發明的偏光板,在另一側配置由與在本發明所規定之保護膜不同的樹脂所成的保護膜、或是有相位差膜的偏光板之結構也有效。後者的情形,任一者變成視認側皆可。
(實施例)
以下,列舉實施例復具體的說明本發明,但本發明並不侷限於此等例子。例中,表示含有量或使用量之%及份,無特別記載時是表示重量基準。此外,膜厚度之測定、面內的相位差值之測定、MD與光軸所成的夾角角度之測定、及霧度值之測定,是以下述所示方法來進行。
〈膜厚度之測定〉
使用電子式微測器(digital micro meter)-MR-15M((股)NICON製),測定膜之厚度。
〈膜面內的相位差值之測定〉
使用相位差測定裝置KOBRA(註冊商標)-WR(王子計測機械(股)製),在測定波長590nm測定面內之相位差值R0
〈膜之MD與光軸所成角度之測定〉
使用相位差測定裝置Axoscan(註冊商標,美國Axometrics公司製),在測定波長590nm測定面內之角度公差。
〈膜的霧度值之測定〉
使用直接讀取霧度電腦-HGM-2DP(Suga試驗機(股)製),測定膜的霧度值。
實施例1 (a)保護膜的製作
將丙烯-乙烯無規共聚合物(源自丙烯的構成單元的比率=95.4%、融點=136℃、結晶化度=52%,使用鎂、鈦及鹵素作為必要成分,使用固體齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)系觸媒以氣相聚合法連續聚合者)當作聚丙烯系樹脂,投入圓筒(cylinder)溫度設成250℃的90mmψ押出機內熔融混練,且藉由在該押出機安裝的1250mm寬之T模頭押出。所押出的熔融聚丙烯系樹脂藉由在已調整到20℃溫度之鑄模輥筒(空氣間隙是90mm)與空氣室中冷卻,製作由厚度40μm的聚丙烯系樹脂作成的保護膜。所得之膜的面內相位差為11.9nm,霧度值為0.3%,有優異之透明性。
(b)紫外線硬化型接著劑的調製
將日本環氧樹脂(股)製,商品名為「Epicoat(註冊商標)YX8000」之氫化環氧樹脂(係核氫化雙酚A之二縮水甘油醚,約有205g/當量之環氧當量者)10份,以及日本曹達(股)製商品名為「CS7001」的光增感劑1份混合,脫泡後,調製成由含有環氧樹脂之硬化性樹脂組成物所成的接著劑。
(c)附有保護膜之偏光板之製作
首先,在將碘吸著配向在聚乙烯醇系樹脂膜之偏光膜的單面上,隔著前述紫外線硬化型接著劑貼合由三醋酸纖維素所成的保護膜。另外,在前述聚丙烯系樹脂所成的保護膜之單面上,以累積照射量1,680J/m2的條件實施電暈放電處理,在該電暈放電處理後30秒鐘之內,將該電暈處理面隔著前述紫外線硬化型接著劑,貼合在偏光膜的三醋酸纖維素膜所貼合側之另一側面上。之後,使用紫外線照射系統(Fusion UV Systems公司製),由聚丙烯系樹脂所成的保護膜側,以輸出功率1,000mW/cm2、照射量500J/cm2之條件照射紫外線,使接著劑硬化。如此可得到三醋酸纖維素所成的保護膜隔著前述紫外線硬化型接著劑而積層在偏光膜單面上,且聚丙烯系樹脂所成的保護膜隔著前述紫外線硬化型接著劑而積層在在另外一面之偏光板。
實施例2
除了將厚度調整成110μm,其他係根據實施例1之(a)而製作保護膜。所得膜之面內相位差為6.6nm,霧度值為1.0%。除了將如此所得之厚度110μm之膜作為由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)相同方式製作附有保護膜之偏光板。
實施例3
將丙烯單獨聚合物(融點=169℃、結晶化度=52%,使用鎂、鈦及鹵素作為必要成分,使用固體齊格勒-納塔系觸媒以氣相聚合法連續地聚合者)作成聚丙烯系樹脂,投入圓筒溫度已設定成250℃的90mmψ押出機內熔融混練,藉由在該押出機安裝1250mm寬之T模頭押出。所押出的熔融聚丙烯系樹脂藉由在已調整到10℃溫度之鑄模輥筒(空氣間隙是90mm)與空氣室中冷卻,製作由厚度50μm的聚丙烯系樹脂作成的保護膜。所得之膜的面內相位差為13.1nm,霧度值為0.7%,除了將如此所得之厚度50μm膜,作為由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)相同方式製作附有保護膜之偏光板。
比較例1
除了將厚度調整成110μm且將鑄模輥筒之溫度調節成23℃,其他係根據實施例1之(a)而製作保護膜。所得膜的面內相位差為10.1nm,霧度值為3.8%。除了將如此所得之厚度100μm之膜作為由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)相同方式製作附有保護膜之偏光板。
比較例2
除了將厚度調整成100μm且將鑄模輥筒之溫度調節成28℃,其他係根據實施例1之(a)而製作保護膜。所得膜之面內相位差為13.1nm,霧度值為7.6%。除了將如此所得之厚度100μm之膜作為由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)相同方式製作附有保護膜之偏光板。
〈評估試驗〉
由Sony(股)製的液晶顯示裝置「BRAVIA(註冊商標)KDL-40F1」(對角尺寸40英吋)剝離視認側偏光板,取而代之為將實施例1至3、比較例1及比較例2的各偏光板與原本之偏光板同軸方向貼合之,使其自近液晶單元側起以由聚丙烯系樹脂所成的保護膜、偏光膜、及三醋酸纖維素保護膜之順序配置。接著,將由顯示器正面觀看時的白亮度(cd/m2)及黑亮度(cd/m2),藉由亮度計((股)Topcon製的「SR-UL1」測定,而求得對比比率(白亮度/黑亮度)。
其結果示於表1。
由表1可知,實施例1至3所製作的偏光板使用在液晶顯示裝置中時,正面對比率顯示有1000以上之高值。即實施例1至3的偏光板使用在液晶顯示裝置中時,黑顯示時的光散亂少,由於黑亮度低,故可以抑制正面對比之下降。尤其,將霧度值在0.5%以下之以聚丙烯系樹脂膜作為保護膜的實施例1之偏光板,正面的對比率顯示為3721,可謂是非常高之值。另一方面,由比較例1及比較例2製作的偏光板則得不到高值的對比率。
實施例4
將丙烯單獨聚合物(融點=169℃,使用鎂、鈦及鹵素作為必要成分,使用固體齊格勒-納塔系觸媒以氣相聚合法連續地聚合者)作成聚丙烯系樹脂,投入圓筒溫度已設定成275℃的50mmψ押出機內熔融混練,藉由在該押出機安裝之600mm寬T模頭,以10.7m/分鐘的擠出速度押出。所押出的熔融聚丙烯系樹脂,藉由在已調整到20℃溫度之鑄模輥筒(空氣間隙是100mm)與空氣室中冷卻,而製作為厚度50μm之由聚丙烯系樹脂所成的保護膜。所得之膜的面內相位差為1.6nm,MD與光軸的夾角角度為12.6°,霧度值為0.1%。除了將如此所得之厚度50μm之膜,作為由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)同樣操作而製作附有保護膜之偏光板。
實施例5
將實施例4使用的丙烯單獨聚合物90份,與脂環族飽和烴樹脂(荒川化學工業(股)製的「Alcon P-125」、軟化點125℃)10份,投入圓筒溫度已設定成250℃的50mmψ押出機內熔融混練,藉由在該押出機安裝的600mm寬之T模頭以11.9 m/分之擠出速度押出。所押出的熔融樹脂,藉由在已調整到20℃溫度之鑄模輥筒(空氣間隙是100 mm)與空氣室中冷卻,而製作為厚度50μm之在聚丙烯中摻配10%脂環族飽和烴樹脂之膜。所得之膜,面內相位差為18nm,MD與光軸的夾角角度為1.6°,霧度值為0%,除了將如此所得之厚度50μm的膜取代在實施例1之(c)中之由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)同樣操作而製作附有保護膜之偏光板。
實施例6
將實施例5之押出速度調整成7.7m/分,其餘根據實施例5而製作在聚丙烯中摻配10%脂環族飽和烴樹脂之厚度50μm之膜。所得之膜,面內相位差為9.8nm,MD與光軸的夾角角度為2.7°,霧度值為0%,除了將如此所得之厚度50μm的膜取代在實施例1之(c)中之由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)同樣操作而製作附有保護膜之偏光板。
〈評估試驗〉
使用實施例4至6的偏光板,進行與實施例1至3、比較例1及比較例2同樣的評估試驗,而求得對比率(白亮度/黑亮度)。此結果示於表2。此外,在表2中,對比率以有效數字3位表示。
由表2可知,使用霧度值抑制到0.1%的保護膜之實施例4的偏光板,即使是由丙烯的單獨聚合物所成的樹脂膜,但使用在液晶顯示裝置中時,正面對比率顯示為3000之非常高值。此外,在液晶顯示裝置中使用在該聚丙烯中摻配脂環族飽和烴樹脂的保護膜之實施例5及實施例6的偏光板時,正面對比率是更為提高。
實施例7
將厚度調整成100μm,鑄模輥筒的溫度調節到10℃,其他根據實施例1之(a)而製作膜。所得膜的面內相位差為0.7nm,霧度值為1.1%。將如此所得厚度100μm之膜實施分次雙軸延伸,而製作厚度14μm的雙軸性相位差膜。該相位差膜的面內相位差為60.1nm,霧度值為0.7%。除了將如此所得之雙軸延伸膜作為由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)同樣操作而製作附有保護膜之偏光板。
實施例8
在比較例1所製作之膜實施分次雙軸延伸,製作厚度14μm的雙軸性相位差膜。該相位差膜的面內相位差為58.4 nm,霧度值為0.7%。除了將如此所得之雙軸延伸膜當作由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)同樣操作,而製作附有保護膜之偏光板。
實施例9
在比較例2所製作之膜實施分次雙軸延伸,製作厚度14μm的雙軸性相位差膜。該相位差膜的面內相位差為60.5 nm,霧度值為0.8%。除了將如此所得之雙軸延伸膜當作由聚丙烯系樹脂所成的保護膜使用之外,其餘與實施例1之(c)同樣操作而製作附有保護膜之偏光板。
〈評估試驗〉
使用實施例7至9的偏光板,進行與實施例1至3、比較例1及比較例2同樣之評估試驗,求得對比率(白亮度/黑亮度)。此結果示於表3。在表3中,對比率以有效數字3位表示。
由表3可知,在液晶顯示裝置中使用實施例7至9的偏光板時,正面對比率顯示3600以上之非常高之值。其中,將由霧度值低的素材膜製作之雙軸延伸膜作為保護膜之實施例7的偏光板,正面對比率顯示極高之值。

Claims (12)

  1. 一種偏光板,具備有偏光膜,以及配置在前述偏光膜之一邊面上之保護膜,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下,在液晶顯示裝置中,由接近液晶單元側起,以前述保護膜、前述偏光膜之順序方式配置來使用。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板,其中,前述保護膜為由在聚丙烯系樹脂中摻配0.1至30重量%之脂環族飽和烴樹脂之樹脂組成物所形成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之偏光板,其中,前述保護膜為由以聚丙烯系樹脂作為主體之未延伸樹脂膜所構成,其在波長590nm之面內相位差未達20nm。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之偏光板,其中,前述保護膜為由以聚丙烯系樹脂作為主體之延伸樹脂膜所構成,其在波長590nm之面內相位差在400nm以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之偏光板,其中,前述偏光膜與前述保護膜係藉由含有以活性能量線的照射而硬化之環氧化合物的樹脂組成物所構成的接著劑而接著。
  6. 一種液晶顯示裝置,係依視認側偏光板、液晶單元、背光側偏光板、及背光之順序而配置,視認側偏光板及背光側偏光板的至少一邊係具有偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置,其中,背光側偏光板具有前述偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置,其中,視認側偏光板具有前述偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值在1%以下。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置,其中,視認側偏光板與背光側偏光板兩者皆具有前述偏光膜與配置在前述偏光膜的一面上的保護膜,從接近前述液晶單元側起以前述保護膜、前述偏光膜的順序而配置,前述保護膜係以聚丙烯系樹脂作為主體且霧度值為1%以下。
  10. 如申請專利範圍第6至9項中任一項所述之液晶顯示裝置,其中,前述保護膜是係由以聚丙烯系樹脂作為主體之未延伸樹脂膜所構成,其在波長590nm之面內相位差未達20nm。
  11. 如申請專利範圍第6至9項中任一項所述之液晶顯示裝置,其中,前述保護膜係由以聚丙烯系樹脂作為主體之延伸樹脂膜所構成,其在波長590nm之面內相位差為400 nm以下。
  12. 如申請專利範圍第6至11項中任一項所述之偏光板,其中,前述偏光膜,與前述保護膜係藉由含有經由以活性能量線的照射而硬化之環氧化合物的樹脂組成物所構成的接著劑而接著。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI802652B (zh) * 2018-03-02 2023-05-21 日商住友化學股份有限公司 偏光板及偏光板的製造方法

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