TW202005792A - 光學積層體 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的係提供一種光學積層體,其具有偏光板及相位差膜,且受到熱衝撃亦可抑制裂痕的產生。
本發明之光學積層體,具有偏光板及相位差膜,且前述相位差膜在將穿刺輔助具的前端垂直於膜面進行按壓而產生斷裂時,使用從前述穿刺輔助具的前端施加於前述相位差膜的應力F(g)及前述相位差膜的變形量S(mm)並以下述式(1)所算出之穿刺彈性模數為50g/mm以下。
(1)穿刺彈性模數(g/mm)=F(g)/S(mm)
Description
本發明係有關光學積層體。
近年來以有機電致發光(以下稱為有機EL)顯示裝置為代表的影像顯示裝置急速普及化。於有機EL顯示裝置搭載有光學積層體,該光學積層體積層有具備偏光片及相位差膜的圓偏光板或以及其他光學功能層。
就有機EL顯示裝置等影像顯示裝置用的相位差膜而言,曾提出將傳統的樹脂膜延伸而成者或將液晶化合物作為材料而形成者,而伴隨著影像顯示裝置薄型化的要求變強,對於相位差膜及具備該相位差膜的光學積層體也要求薄型化(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2017-102286號公報
此種具有相位差膜的光學積層體,會因溫度變化導致膨張收縮而以相位差膜為起點產生裂痕。尤其在施加劇烈的溫度變化(熱衝撃)時,容易產生裂痕。如此之裂痕產生時,不只是光學積層體的耐久性,連顯示裝置的觀視性亦會降低。
本發明之目的係為解決上述課題而提供一種光學積層體,其具有相位差膜,即使在受到劇烈的溫度變化(熱衝撃)的環境中,仍可抑制裂痕的產生。
本發明係提供以下[1]至[7]所示之光學積層體。
[1]一種光學積層體,其具有相位差膜,且前述相位差膜在將穿刺輔助具的前端垂直於膜面進行按壓而產生斷裂時,使用從前述穿刺輔助具的前端施加於前述相位差膜的應力F(g)及前述相位差膜的變形量S(mm)並以下述式(1)所算出之穿刺彈性模數為50g/mm以下。
(1)穿刺彈性模數(g/mm)=F(g)/S(mm)
[2]如[1]所述之光學積層體,其中,前述相位差膜含有由聚合性液晶化合物硬化而成的相位差層。
[3]如[2]所述之光學積層體,其中,前述相位差膜更含有配向層。
[4]如[1]所述之光學積層體,其中,前述相位差層具有垂直配向性。
[5]如[1]所述之光學積層體,其中,前述光學積層體更具有偏光板。
[6]如[5]所述之光學積層體,其中,前述光學積層體更具有前面板,且前述前面板係配置於前述偏光板的觀視側。
[7]如[6]所述之光學積層體,其中,前述光學積層體更具有觸感測器。 本發明亦提供如以下[8]所示之顯示裝置。
[8]一種顯示裝置,係將如[1]至[7]中任一項所述之光學積層體積層於顯示元件者。
根據本發明,提供一種光學積層體,其具有相位差膜,且即使在產生劇烈的溫度變化的環境下,仍可抑制裂痕的產生。
1‧‧‧第1相位差膜(相位差膜)
2‧‧‧第2相位差膜
3‧‧‧偏光板
4‧‧‧有機EL顯示元件
5‧‧‧前面板
6‧‧‧遮光圖案
10‧‧‧相位差層
11‧‧‧配向層
12‧‧‧黏著劑層
13‧‧‧接著劑層
14‧‧‧玻璃板
100、101、102、104‧‧‧光學積層體
103‧‧‧有機EL顯示裝置
第1圖(a)至(c)係表示本發明之光學積層體的層構成之概略剖面圖的一例。
第2圖係表示有機EL顯示裝置的層構成之概略剖面圖的一例。
第3圖係表示使用實施例1至6、比較例1、2所製作的光學積層體在熱衝撃試驗時的層構成之概略剖面圖。
(用語及記號的定義)
本說明書中之用語及記號的定義係如下所述。
(1)穿刺彈性模數
穿刺彈性模數係使用將穿刺輔助具的前端垂直於膜面進行按壓而產生斷裂時,從前述穿刺輔助具的前端施加於前述膜的應力F(g),以及在產生 貫穿穴或斷裂之前膜所產生的變形量S(mm)予以定義之膜的物性值。穿刺彈性模數係以應力F與應變S之間的比例常數(應力F/應變S)表示。
穿刺彈性模數的測定可藉由具有測力計的壓縮試驗機來進行,壓縮試驗機之例可列舉Kato-tech股份有限公司製的穿刺試驗機“NDG5”、手提壓縮試驗機“KES-G5”、島津製作所股份有限公司的小型桌上試驗機“EZTest”等。從使用如此之壓縮試驗機所求得的應力-應變曲線,可測定斷裂產生時施加於膜的應力及在此之前對膜產生的變形量。
穿刺輔助具按壓時膜所產生的斷裂,亦包含因輔助具前端而於膜產生貫穿穴之情形。
(2)配向層
配向層意指具有將形成相位差層的聚合性液晶化合物的分子軸方向限制成期望的相位差特性的能力之層。由聚合性液晶化合物硬化而成的層(相位差層)係隔著配向層而形成於基板上。配向層可列舉含有配向性聚合物的配向層、光配向膜及於表面形成凹凸圖案或複數個溝並使其配向之溝槽配向層。
(3)垂直配向性
垂直配向性意指形成相位差層的聚合性液晶化合物的分子軸方向與構成光學積層體的各層之積層面呈大致垂直的狀態。顯示垂直配向性的相位差層的代表者可列舉正型C層。
(4)折射率(nx、ny、nz)
「nx」指面內的折射率為最大的方向(亦即慢軸方向)之折射率,「ny」指在面內與慢軸正交的方向之折射率,「nz」指厚度方向之折射率。
(5)面內的相位差值
面內的相位差值(Re[λ])係指在23℃、於波長λ(nm)之膜的面內的相位差值。Re[λ]在膜的厚度設為d(nm)時,可藉由Re[λ]=(nx-ny)×d而求得。
(6)厚度方向的相位差值
面內的相位差值(Rth[λ])係指在23℃、於波長λ(nm)之膜的厚度方向之相位差值。Rth[λ]在膜的厚度設為d(nm)時,可藉由Rth[λ]=((nx+ny)/2-nz)×d而求得。
<光學積層體>
本發明之光學積層體具有相位差膜,前述相位差膜的穿刺彈性模數為50g/mm以下。又,前述相位差膜具有相位差層。相位差層較佳係具有由含有聚合性液晶化合物的組成物所構成之層。所謂由含有聚合性液晶化合物的組成物所構成之層,具體上係指由聚合性液晶化合物硬化而成的層。於本說明書中,有時會將給予λ/2的相位差的層、給予λ/4的相位差的層(正型A層)及正型C層等統稱為相位差層。此外,相位差膜可含有後述的配向層。
以下參照第1圖來說明本發明之光學積層體的層構成之一例。第1圖(a)所示之光學積層體100係具有下述的層構成:於配向層11的一面積層有相位差層10,而於配向層11的另一面具備黏著劑層12。黏著劑層12可為用以貼合於有機EL顯示元件等之黏著劑層。該光學積層體100中,相位差膜1係由相位差層10及配向層11所構成。
第1圖(b)所示之光學積層體101係具有在第1圖(a)的相位差層10之與配向層11積層側為相反側的面隔著接著劑層13而積層第2相位差膜2之層構成。黏著劑層12與第1圖(a)同樣,可為用以貼合於有 機EL顯示元件等之黏著劑層。於該光學積層體101中,第1相位差膜1係由相位差層10及配向層11所構成。
第1圖(c)所示之光學積層體102係具有在第1圖(b)的第2相位差膜2之與第1相位差膜1積層側為相反側之面,隔著接著劑層或黏著劑層而積層偏光板3之層構成。在此,用以貼合第2相位差膜2與偏光板3之接著劑層或黏著劑層未於圖式中表示。黏著劑層12與第1圖(a)、(b)同樣,可為用以貼合於有機EL顯示元件、觸感測器等之黏著劑層。於該光學積層體102中,第1相位差膜1係由相位差層10及配向層11所構成。
如第1圖所示,本發明之光學積層體可具有2層以上的相位差膜。光學積層體中具備複數層相位差膜時,至少1層相位差膜的穿刺彈性模數只要為50g/mm以下即可,但從抑制因溫度變化造成之裂痕產生的觀點來看,以光學積層體中所含之所有相位差膜的穿刺彈性模數均為50g/mm以下為較佳。
以相位差膜的相位差層作為由含有聚合性液晶化合物的組成物構成之層(由聚合性液晶化合物硬化而成的層)時,由於容易將本發明之穿刺彈性模數設為50g/mm以下,因而較佳。又,相位差膜可具有用以使聚合性液晶化合物配向之配向層。又,於其製造階段中,可更具有支撐配向層的基材。
聚合性液晶化合物為具有聚合性基的化合物,且為能成為液晶狀態的化合物。藉由聚合性液晶化合物之聚合性基彼此的反應而使聚合性液晶化合物聚合,會使聚合性液晶化合物硬化。
由聚合性液晶化合物硬化而成的層係例如形成於基材所設置的配向層上。前述基材具有支撐配向層的功能,可為形成為長條狀的基材。該基材 可作為離型性支撐物發揮功能,以支撐轉印用的相位差層或配向層。此外,其表面以具有可剝離程度的接著力為較佳。前述基材可為由下述樹脂所構成之膜:具有透光性(較佳為光學上為透明)的熱塑性樹脂,例如:如鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)之聚烯烴系樹脂;如三乙酸纖維素、二乙酸纖維素之纖維素系樹脂;如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯之聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;如甲基丙烯酸甲酯系樹脂之(甲基)丙烯酸系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;聚氯乙烯系樹脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系樹脂;丙烯腈-苯乙烯系樹脂;聚乙酸乙烯酯系樹脂;聚偏二氯乙烯系樹脂;聚醯胺系樹脂;聚縮酮系樹脂;改性聚伸苯醚系樹脂;聚碸系樹脂;聚醚碸系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚醯胺醯亞胺系樹脂;聚醯亞胺系樹脂;馬來醯亞胺系樹脂等。
基材的厚度並無特別限定,較佳係例如設為20μm以上200μm以下的範圍。基材的厚度為20μm以上時,會賦予強度。
此外,基材可施予各種抗結塊處理。抗結塊處理例如可列舉易接著處理、搓揉填料等的處理、壓花加工(滾紋處理)等。藉由對基材施予如此之抗結塊處理,可有效地防止捲繞基材時基材彼此間的黏附,亦即抗結塊的情形,且可生產性高地製造光學膜。
由聚合性液晶化合物硬化而成的層係隔著配向層而形成於基材上。亦即依序積層基材、配向層,而由聚合性液晶化合物硬化而成的層積層於前述配向層上。
此外,配向層不限定於垂直配向層,亦可為使聚合性液晶化合物的分子軸水平配向之配向層,或使聚合性液晶化合物的分子軸傾斜配向之配向層。配向層係以具有不會因後述的含有聚合性液晶化合物的組成物之塗裝等而溶解之耐溶劑性,而且在用以除去溶劑或使液晶化合物進行 配向的加熱處理中具有耐熱性者為較佳。配向層可列舉含有配向性聚合物的配向層、光配向膜及於表面形成凹凸圖案或複數個溝並使其配向之溝槽配向層。配向層的厚度通常為10nm至10000nm的範圍。
又,配向層具有支撐相位差層的功能,且可作為離型性支撐物發揮功能。可支撐轉印用的相位差層,甚至其表面可具有能夠剝離程度之接著力。
配向層所使用的樹脂係使用由聚合性化合物聚合的樹脂。聚合性化合物為具有聚合性基的化合物,通常為不會成為液晶狀態之非液晶性的聚合性非液晶性化合物。藉由聚合性化合物的聚合性基彼此的反應使聚合性化合物聚合而成為樹脂。如此之樹脂如為利用作為在相位差層的形成階段中用以使聚合性液晶化合物配向之配向層利用,且不包含在相位差膜者,只要作為公知的配向層材料使用的樹脂即可,不受特別限定,可使用將以往公知的單官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯系單體在聚合起始劑下硬化而成的硬化物等。具體上可列舉(甲基)丙烯酸酯系單體例如可列舉丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸環己酯、二乙二醇單2-乙基己基醚丙烯酸酯、二乙二醇單苯基醚丙烯酸酯、四乙二醇單苯基醚丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸、胺基甲酸酯丙烯酸酯等。此外,樹脂可為該等之1種或2種以上的混合物。
配向層可在形成相位差層後,在與其他光學膜等積層之步驟前後,與基材一起剝離去除。
又,為了與基材的剝離性提升及對相位差膜賦予膜強度之目的,可於相位差膜含有配向層。相位差膜含有配向層時,從穿刺彈性模數為50g/mm以下的觀點來看,配向層所使用的樹脂較佳係使用使單官能或2官能的(甲基)丙烯酸酯系單體、醯亞胺系單體或乙烯基醚系單體硬化而成的硬化物等。
單官能的(甲基)丙烯酸酯系單體可列舉碳數為4至16的烷基(甲基)丙烯酸酯、碳數為2至14的β羧基烷基(甲基)丙烯酸酯、碳數為2至14的烷基化苯基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸異莰基酯等, 2官能的(甲基)丙烯酸酯系單體可列舉:1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯;1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯;1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇二丙烯酸酯;雙酚A的雙(丙烯醯氧基乙基)醚;環氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;環氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯及3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
又,使醯亞胺系單體硬化而成的醯亞胺系樹脂可列舉聚醯胺、聚醯亞胺等。此外,醯亞胺系樹脂可為該等的1種或2種以上的混合物。
又,形成配向層的樹脂亦可含有單官能或2官能的(甲基)丙烯酸酯系單體、醯亞胺系單體及乙烯基醚系單體以外之單體,但單官能或2官能的(甲基)丙烯酸酯系單體、醯亞胺系單體及乙烯基醚系單體的含有比率在總單體中可為50重量%以上,較佳為55重量%以上,更佳為60重量%以上。
相位差膜含有配向層時,配向層的厚度通常為10nm至10000nm的範圍,相位差層的配向性與膜面呈面內配向時,配向層的厚度 較佳為10nm至1000nm,配向層的配向性與膜面呈垂直配向時,較佳為100nm至10000nm。配向層的厚度在上述範圍內時,可達成基材的剝離性提升及賦予適度的膜強度。
本實施形態所使用的聚合性液晶化合物之種類並無特別限定,但可依其形狀分類成棒狀型(棒狀液晶化合物)與圓盤狀型(圓盤狀液晶化合物、盤狀液晶化合物)。而且,分別有低分子型與高分子型。此外,所謂高分子一般係指聚合度為100以上者(高分子物理/相轉移動力學、土井正男著、第2頁、岩波書店、1992)。
本實施形態中,亦可使用任何的聚合性液晶化合物。此外,可使用2種以上的棒狀液晶化合物、2種以上的圓盤狀液晶化合物、或棒狀液晶化合物與圓盤狀液晶化合物的混合物。
此外,棒狀液晶化合物可適合使用例如日本特表平11-513019號公報的請求項1所記載者。圓盤狀液晶化合物可適合使用例如日本特開2007-108732號公報的段落[0020]至[0067]、或日本特開2010-244038號公報的段落[0013]至[0108]所記載者。
聚合性液晶化合物可併用2種以上。此時,至少1種於分子內具有2個以上的聚合性基。亦即由前述聚合性液晶化合物硬化而成的層較佳係藉由使具有聚合性基的液晶化合物聚合而固定所形成的層。此時,形成層之後已無須顯示液晶性。
聚合性液晶化合物係具有可進行聚合反應的聚合性基。聚合性基較佳係例如聚合性乙烯性不飽和基或環聚合性基等可進行加成聚合反應的官能基。更具體而言,聚合性基例如可列舉(甲基)丙烯醯基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。其中,較佳為(甲基)丙烯醯基。此外,所謂(甲基)丙烯醯基為包含甲基丙烯醯基及丙烯醯基兩者的概念。
由聚合性液晶化合物硬化而成的層如後所述,可藉由將含有聚合性液晶化合物的組成物例如塗裝於配向層上並照射活性能量線而形成。前述組成物亦可含有上述聚合性液晶化合物以外之成分。例如前述組成物較佳係含有聚合起始劑。所使用的聚合起始劑係配合聚合反應的形式來選擇例如熱聚合起始劑或光聚合起始劑。例如光聚合起始劑可列舉α-羰基化合物、酮醇醚、α-烴取代芳香族酮醇化合物、多核醌化合物、三芳基咪唑二聚物與對胺基苯基酮的組合等。聚合起始劑的使用量相對於前述塗裝液中之全固形物,較佳為0.01至20質量%,更佳為0.5至5質量%。
在本發明中所謂「硬化而成」係指即使在形成的單一層之情況下也不會變形、流動,而可獨立地存在的狀態,所形成的層之穿刺彈性模數通常為3g/mm以上。
又,從塗裝膜的均勻性及膜的強度之點來看,前述組成物可含有聚合性單體。聚合性單體可列舉自由基聚合性或陽離子聚合性的化合物。其中,較佳為多官能性自由基聚合性單體。
此外,聚合性單體係以可與上述聚合性液晶化合物共聚合者為較佳。聚合性單體的使用量相對於聚合性液晶化合物的全質量,較佳為1至50質量%,更佳為2至30質量%。
又,從塗裝膜的均勻性及膜的強度之點來看,前述組成物可含有界面活性劑。界面活性劑可列舉以往公知的化合物。其中,尤其以氟系化合物為較佳。
又,前述組成物可含有溶劑,較佳可使用有機溶劑。有機溶劑例如可列舉醯胺(例如N,N-二甲基甲醯胺)、亞碸(例如二甲基亞碸)、雜環化合物(例如吡啶)、烴(例如苯、己烷)、烷基鹵(例如氯仿、二氯甲烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮)、醚 (例如四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。其中,較佳為烷基鹵、酮。又,亦可併用2種以上的有機溶劑。
又,前述組成物可含有偏光片界面側垂直配向劑、空氣界面側垂直配向劑等垂直配向促進劑、以及偏光片界面側水平配向劑、空氣界面側水平配向劑等水平配向促進劑之各種配向劑。此外,前述組成物除了上述成分以外,亦可含有密著改良劑、塑化劑、聚合物等。
上述活性能量線包含紫外線、可見光、電子束、X射線,較佳為紫外線。前述活性能量線的光源例如可列舉低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、氙燈、鹵素燈、碳弧燈、鎢燈、鎵燈、準分子雷射、發出波長範圍380至440nm的光之LED光源、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、金屬鹵化物燈等。
紫外線的照射強度通常在使用紫外線B波(波長域280至310nm)時,為100mW/cm2至3,000mW/cm2。紫外線照射強度較佳為在對陽離子聚合起始劑或自由基聚合起始劑的活性化有效的波長區域之強度。照射紫外線的時間通常為0.1秒至10分鐘,較佳為0.1秒至5分鐘,更佳為0.1秒至3分鐘,又更佳為0.1秒至1分鐘。
紫外線可分成1次或複數次來照射。雖依所使用的聚合起始劑而不同,但在波長365nm之累積光量較佳係設為700mJ/cm2以上,更佳係設為1,100mJ/cm2以上,又更佳係設為1,300mJ/cm2以上。設為上述累積光量係使構成相位差膜的聚合性液晶化合物的聚合率提高,對耐熱性的提升有利。在波長365nm之累積光量較佳係設為2,000mJ/cm2以下,更佳係設為1,800mJ/cm2以下。設為上述累積光量會有導致相位差膜著色之慮。 又,於紫外線的照射後,可設置冷卻步驟。冷卻溫度例如可設為20℃以下,可設為10℃以下。冷卻時間例如可設為10秒以上,可設為20秒以上。
本實施形態中,相位差層的厚度較佳為0.5μm以上。又,前述相位差層的厚度較佳為10μm以下,更佳為5μm以下。此外,上述上限值及下限值可任意組合。相位差層的厚度在前述下限值以上時,可得到充分的耐久性。相位差層的厚度在前述上限值以下時,有助於光學積層體的薄層化。可調整相位差層的厚度以獲得給予λ/4的相位差的層、給予λ/2的相位差的層、或正型C層期望的面內相位差值及厚度方向的相位差值。
相位差膜中可含有將各別具有不同的相位差特性之複數個相位差層積層而成者。各個相位差層可隔著接著劑或黏著劑而積層,亦可在已形成的相位差層的表面塗裝含有聚合性液晶化合物的組成物並使其硬化。
相位差膜只由聚合性液晶化合物硬化而成的相位差層形成時,由於可大幅縮小穿刺彈性模數,而抑制因熱衝撃造成之裂痕產生,因而較佳。相位差膜只由聚合性液晶化合物硬化而成的相位差層形成時,相位差膜的穿刺彈性模數例如可為40g/mm以下或35g/mm以下,較佳為30g/mm以下,更佳為25g/mm以下,又更佳為15g/mm以下,通常為3g/mm以上。從保持膜強度的觀點來看,穿刺彈性模數較佳為7g/mm以上。
另一方面,相位差膜係由聚合性液晶化合物硬化的相位差層及配向層所形成時,從抑制因溫度變化造成之裂痕及維持適度的基材之剝離性及膜強度之觀點來看,相位差膜的穿刺彈性模數的下限值較佳為15g/mm以上,更佳為20g/mm以上,上限值可設為50g/mm以下,較佳為40g/mm以下,又更佳為30g/mm以下(通常5g/mm以上)。
聚合性基量N通常為0.01以上,較佳為0.03以上。
在此,AL表示來自構成樹脂之聚合性化合物的構成單元的種類數,其中該樹脂構成配向層,該配向層構成相位差膜。此外,相位差膜只由相位差層所構成時,AL=0。
Cwi表示以來自構成配向層的樹脂中之聚合性化合物的全構成單元為基準,來自聚合性化合物i的構成單元之含量(質量%),Mi表示構成配向層的聚合性化合物i之分子量,Ni表示構成配向層的聚合性化合物j所具有的聚合性基之數量。
LC在相位差層為由聚合性液晶化合物硬化而成的層時,表示來自構成相位差層的聚合性液晶化合物之構成單元的種類數。
Cwj表示以來自相位差層中之聚合性液晶化合物之全構成單元為基準,來自聚合性液晶化合物j之構成單元的含量(質量%),Mj表示構成相位差層的聚合性液晶化合物j之分子量,Nj表示構成相位差層的聚合性液晶化合物j所具有的聚合性基之數量。
LAL表示配向層的厚度(μm),LLC表示相位差層的厚度(μm)。Ltotal表示LAL與LLC之和。
在使用積層有光學積層體的顯示裝置之環境下,若溫度產生變化,會在構成光學積層體之相位差膜、其他光學膜或接著劑、黏著劑層中產生膨張、收縮。因其他構成構件的膨張、收縮所造成之尺寸變化的影響容易集中在相位差膜。相對於因溫度變化造成之其他構件的尺寸變化,相位差膜變得無法順應,而以相位差膜為起點容易產生裂痕。
因如此之溫度變化造成之裂痕,在相位差膜為10μm以下的薄膜時或相位差膜具有由聚合性液晶化合物硬化而成的相位差層時容易產生。尤其在相位差膜由相位差層或由相位差層及配向層所形成,並在相位差層或配向層直接積層黏著劑或接著劑層時容易產生裂痕,在相位差層的配向性具有如正型C層般之垂直配向性時,該傾向變得明顯。
本案之光學積層體藉由將作為其構成要素之相位差膜的穿刺彈性模數設為50g/mm以下,使得相位差膜相對於因前述溫度變化造成之其他構件的尺寸變化亦可順應,且即使採用容易產生上述裂痕的相位差膜或光學積層體的構成,亦可適當地抑制該裂痕的產生。
本案之光學積層體可具有2層以上的相位差膜。光學積層體含有2層的相位差膜時,2層較佳為給予λ/4的相位差的層及正型C層、或給予λ/4的相位差的層及給予λ/2的相位差的層。光學積層體含有2層相位差膜時,可將各個相位差膜的相位差層隔著接著劑層或黏著劑層而積層。從光學積層體薄膜化的觀點來看,積層有複數層之相位差膜的厚度較佳為3至30μm,更佳為5至25μm。
光學積層體的構成中,具有2層以上的相位差膜,該等相位差膜之至少一層具有由聚合性液晶化合物硬化而成且顯示垂直配向性之相位差層時,有更容易因熱衝撃而產生裂痕之傾向。尤其在隔著活性能量線硬化性接著劑使相位差膜彼此積層,且其接著劑層的儲存彈性模數為 3000MPa以上時,裂痕的產生變得明顯。就光學積層體具有二種相位差膜時之相位差特性的組合而言,例如可列舉相位差層為具有給予λ/4的相位差的層之相位差膜與具有給予垂直配向性的層之相位差膜的組合。即使是如此之構成的光學積層體,亦可藉由將相位差膜的穿刺彈性模數設為本案所限定的範圍,而有效率地抑制裂痕的產生。
相位差膜中含有配向層時,可使用配向層的鉛筆硬度或鋼絲絨硬度等耐磨耗性評價作為抑制因熱衝撃造成之裂痕的指標。
例如鉛筆硬度係依據JIS K 5600-5-4:1999而求得,且表示使用各硬度的鉛筆刮拭時不會產生刮傷之最硬的鉛筆硬度。配向層的鉛筆硬度設為3B以下時,由於可抑制因熱衝撃造成裂痕產生,因而較佳。
作為其他指標的鋼絲絨硬度係例如以鋼絲絨試驗機(大榮精機公司製)將無塵室用擦拭布(旭化成股份有限公司製BEMCOT AZ-8)分別以500g的荷重與試驗對象的表面接觸,並以40r/min的速度進行來回4次磨耗試驗後,以經目視確認的刮傷之條數來表示。就抑制因熱衝撃造成之裂痕產生而言,對配向層以鋼絲絨試驗所測定之刮傷的條數較佳為4條以上,更佳為8條以上。
從操作性或有機EL顯示裝置等顯示裝置的觀視性之觀點來看,鉛筆硬度通常為5B以上,經鋼絲絨試驗測定之刮傷的條數通常為50條以下,較佳為20條以下,更佳為10條以下。
上述相位差膜的光彈性係數較佳為3×10-13至100×10-13Pa-1,更佳為5×10-13至70×10-13Pa-1,又更佳為15×10-13至60×10-13Pa-1,進一步更佳為20×10-13至60×10-13Pa-1。
此外,光彈性係數係例如可在使用相位差測定裝置KOBRA-WPR(王子計測機器股份有限公司製)夾持試樣(尺寸1cm×10cm)的兩端並施加應力(0.5N至3N)的情況下,測定試樣中央的相位差值(23℃/波長550nm),由應力與相位差值之函數的斜率算出。
光學積層體可具有第1圖所示之層以外的層。光學積層體可更具有之層可列舉前面板、遮光圖案、偏光板等光學功能層,或用以與他光學功能層積層之接著劑層或黏著劑層,觸感測器等。前面板可配置在偏光板3之與相位差膜積層側為相反之側。遮光圖案可形成在前面板中之偏光板側的表面上。遮光圖案可形成於影像顯示裝置的邊框(非顯示區域),以使影像顯示裝置的配線不被使用者觀視到。觸感測器可隔著黏著劑層12而積層於光學積層體。
光學積層體之主面的形狀實質上可為矩形。所謂主面意指與顯示面對應之具有最廣的面積之面。所謂實質上為矩形係指下述情形:4個隅角(角部)中之至少1個角被切除成鈍角之形狀或設置圓角之形狀,或與主面垂直的端面之一部分具有往面內方向凹陷之凹部(缺口),或主面內的一部分具有鑿穿成圓形、橢圓形、多角形及該等的組合等形狀之穿孔部。
光學積層體之大小無特別限定。光學積層體實質上為矩形時,長邊的長度較佳為6cm以上35cm以下,更佳為10cm以上30cm以下,短邊的長度較佳為5cm以上30cm以下,更佳為6cm以上25cm以下。
光學積層體的厚度通常為50至500μm,但從薄膜化的觀點來看,較佳為150μm以下,更佳為105μm以下,但在光學積層體的厚度成為105μm以下而受到熱衝撃,以相位差膜為起點的裂痕會容易擴散至光學積層體整體。
即使成為如此薄膜的光學積層體,藉由將相位差膜的穿刺彈性模數設為本案所規定之範圍,便可適當地抑制因溫度變化造成之裂痕產生。
從抑制因熱衝撃造成之裂痕產生之觀點來看,本案之相位差膜以使附基材的狀態之捲曲量減低為宜。捲曲量可藉由附基材的層構成裁切成10cm×10cm見方,並在23℃55%調濕24小時後而測定。捲曲量係依基材的種類、厚度而不同,但在基材為15至25μm(例如20μm)的環狀聚烯烴系樹脂(COP)膜時,4邊的捲曲量之平均值較佳為10mm以下,更佳為5mm以下。
<偏光板>
本發明中,所謂偏光板係指單種的偏光片、或由貼合於偏光片的至少一面之保護膜所構成的積層體。偏光膜具備的保護膜可具有後述的硬塗層、抗反射層、抗靜電層等表面處理層。偏光片與保護膜例如可隔著接著劑層或黏著劑層而積層。偏光板具備的構件係如下說明。
(1)偏光片
偏光板具備的偏光片可為具有吸收具有與其吸收軸平行的振動面之直線偏光,而使具有與吸收軸正交的(與穿透軸平行的)振動面之直線偏光穿透的性質之吸收型偏光片。第1層具有的偏光片可適當地使用使經單軸延伸的聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向二色性色素而成的偏光片。偏光片例如可藉由包含下列步驟之方法而製造:將聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸延伸之步驟;將聚乙烯醇系樹脂膜以二色性色素染色而使其吸附二色性色素之步驟;將吸附有二色性色素的聚乙烯醇系樹脂膜以硼酸水溶液等交聯液進行處理之步驟;及藉由交聯液而在處理後進行水洗之步驟。
聚乙烯醇系樹脂可使用聚乙酸乙烯酯系樹脂經皂化者。聚乙酸乙烯酯系樹脂除了屬於乙酸乙烯酯的均聚物之聚乙酸乙烯酯以外,尚可 列舉出與可和乙酸乙烯酯共聚合的其他單體之共聚合物等。可和乙酸乙烯酯共聚合之其他單體之例包含不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯基醚類、不飽和磺酸類、及具有銨基的(甲基)丙烯醯胺類等。
於本說明書中,所謂「(甲基)丙烯酸」係意指從丙烯酸及甲基丙烯酸選出之至少一者。於「(甲基)丙烯醯基」、「(甲基)丙烯酸酯」等亦同理。
聚乙烯醇系樹脂的皂化度通常為85至100mol%,較佳為98mol%以上。聚乙烯醇系樹脂可經改性,例如亦可使用經醛類改性之聚乙烯甲醛或聚乙烯縮醛等。聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度通常為1000至10000,較佳為1500至5000。聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度可依據JIS K 6726而求得。
將如此之聚乙烯醇系樹脂製膜而得者係作為偏光片(偏光片)的胚膜使用。將聚乙烯醇系樹脂製膜之方法無特別限定,可採用公知的方法。聚乙烯醇系胚膜的厚度並無特別限制,但為了將偏光片的厚度設為15μm以下,較佳係使用5至35μm者。更佳為20μm以下。
聚乙烯醇系樹脂膜的單軸延伸可在二色性色素的染色前、與染色同時、或染色後進行。在染色後進行單軸延伸時,該單軸延伸可在交聯處理前或交聯處理中進行。又,亦可在該等複數個階段中進行單軸延伸。
在單軸延伸時,可在周速相異之滾筒間進行單軸延伸,亦可使用熱滾筒進行單軸延伸。又,單軸延伸可為在大氣中進行延伸之乾式延伸,或是在使用溶劑或水而使聚乙烯醇系樹脂膜膨潤的狀態下進行延伸之濕式延伸。延伸倍率通常為3至8倍。
將聚乙烯醇系樹脂膜以二色性色素染色之方法,例如係採用將該膜浸漬於含有二色性色素的水溶液中之方法。二色性色素係使用碘或 二色性有機染料。此外,聚乙烯醇系樹脂膜係以在染色處理前預先施予於水的浸漬處理為較佳。
藉由二色性色素在染色後的交聯處理通常係採用將經染色的聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含硼酸的水溶液中之方法。使用碘作為二色性色素時,該含硼酸的水溶液較佳係含有碘化鉀。
偏光片的厚度通常為30μm以下,較佳為15μm以下,更佳為13μm以下,又更佳為10μm以下,特佳為8μm以下。偏光片的厚度通常為2μm以上,較佳為3μm以上。
偏光片係例如日本特開2016-170368號公報所記載一般,可在由液晶化合物聚合而成的硬化膜中使用配向有二色性色素者。二色性色素可使用在波長380至800nm的範圍內具有吸收者,較佳係使用有機染料。二色性色素例如可列舉偶氮化合物。
液晶化合物為可直接在配向的情況進行聚合之液晶化合物,其可於分子內具有聚合性基。又,如WO2011/024891所記載,亦可由具有液晶性的二色性色素形成偏光片。
偏光片的收縮力較佳為2.0N/2mm以下,更佳為1.8N/2mm以下,又更佳為1.5N/2mm以下。
(2)保護膜
本發明之偏光板可於偏光片的至少一面具有保護膜。於偏光片與相位差膜之間具有保護膜時,以具有負的雙折射性為較佳。在此,所謂負的雙折射性係意指在與樹脂的延伸方向垂直的方向顯現慢軸者。認為是因為於相位差膜係使用含有具有正的雙折射性之相位差層者,故顯現了與伴隨偏光片的熱收縮之相位差膜的相位差為不同的相位差,而使顏色變化變小。 在此,所謂正的雙折射性係意指在與相位差膜的延伸方向平行的方向顯現慢軸者。
積層於偏光片的保護膜可為由下述樹脂等所構成之膜:具有透光性的(較佳為光學上為透明的)熱塑性樹脂,例如如:鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)之聚烯烴系樹脂;如三乙酸纖維素、二乙酸纖維素之纖維素系樹脂;如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯之聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;如甲基丙烯酸甲酯系樹脂之(甲基)丙烯酸系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;聚氯乙烯系樹脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系樹脂;丙烯腈-苯乙烯系樹脂;聚乙酸乙烯酯系樹脂;聚偏二氯乙烯系樹脂;聚醯胺系樹脂;聚縮酮系樹脂;改性聚伸苯醚系樹脂;聚碸系樹脂;聚醚碸系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚醯胺醯亞胺系樹脂;聚醯亞胺系樹脂;馬來醯亞胺系樹脂等。
尤其使用於偏光片與相位差膜之間的保護膜,係以使用具有負的雙折射性者為較佳。亦即,較佳係使用含有選自由(甲基)丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、馬來醯亞胺系樹脂所成組群中之至少1種的膜。藉由使用如此樹脂膜作為保護膜,即使加工成不規則形狀,亦可形成耐久性優異的偏光板。
(甲基)丙烯酸系樹脂係以具有(甲基)丙烯醯基的化合物作為主要構成單體之樹脂。(甲基)丙烯酸系樹脂的具體例係包含例如:如聚甲基丙烯酸甲酯之聚(甲基)丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物;甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物;(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS樹脂等);甲基丙烯酸甲酯與具有脂環族烴基的化合物之共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降莰酯共聚物等)。較 佳係使用以如聚(甲基)丙烯酸甲酯之聚(甲基)丙烯酸C1-6烷酯為主成分的聚合物,更佳係使用以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50至100重量%,較佳為70至100重量%)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
前述(甲基)丙烯酸系樹脂膜在波長590nm之面內的相位差值Re較佳為10nm以下,更佳為7nm以下,又更佳為5nm以下,特佳為3nm以下,最佳為1nm以下。
在波長590nm之(甲基)丙烯酸系樹脂膜的厚度方向之相位差值Rth較佳為15nm以下,更佳為10nm以下,又更佳為5nm以下,特佳為3nm以下,最佳為1nm以下。若面內的相位差值及厚度方向的相位差值為如此之範圍,可在不會損及相位差膜的特性之情況下抑制耐熱試驗時之顏色變化。為了將面內的相位差值及厚度方向的相位差值設為如此之範圍,例如可使用後述具有戊二醯亞胺結構的(甲基)丙烯酸系樹脂而得到。
前述(甲基)丙烯酸系樹脂可在具有負的雙折射性的範圍內較佳為具有顯現正的雙折射之結構單元。若具有顯現正的雙折射之結構單元與顯現負的雙折射之結構單元,可調整其存在比,而抑制(甲基)丙烯酸系樹脂膜的相位差,且可得到低相位差的(甲基)丙烯酸系樹脂膜。顯現正的雙折射之結構單元例如可列舉構成內酯環、聚碳酸酯、聚乙烯醇、乙酸纖維素、聚酯、聚芳酯、聚醯亞胺、聚烯烴等的結構單元、後述通式(1)所示之結構單元。顯現負的雙折射之結構單元例如可列舉來自苯乙烯系單體、馬來醯亞胺系單體等的結構單元、聚甲基丙烯酸甲酯的結構單元、後述通式(3)所示之結構單元等。
前述(甲基)丙烯酸系樹脂較佳可使用具有內酯環結構或戊二醯亞胺結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。具有內酯環結構或戊二醯亞胺結構之(甲基)丙烯酸系樹脂係耐熱性優異者。更佳為具有戊二醯亞胺結構之(甲 基)丙烯酸系樹脂。若使用具有戊二醯亞胺結構的(甲基)丙烯酸系樹脂,如上所述,可得到低透濕且相位差及紫外線透過率小之(甲基)丙烯酸系樹脂膜。具有戊二醯亞胺結構之(甲基)丙烯酸系樹脂(以下亦稱為戊二醯亞胺樹脂)係記載於例如日本特開2006-309033號公報、日本特開2006-317560號公報、日本特開2006-328329號公報、日本特開2006-328334號公報、日本特開2006-337491號公報、日本特開2006-337492號公報、日本特開2006-337493號公報、日本特開2006-337569號公報、日本特開2007-009182號公報、日本特開2009-161744號公報。該等記載係作為參考而援用於本說明書。
較佳為,上述戊二醯亞胺樹脂含有下述通式(1)所示之結構單元(以下亦稱為戊二醯亞胺單元)、及下述通式(2)所示之結構單元(以下亦稱為(甲基)丙烯酸酯單元)。
於式(1)中,R1及R2分別獨立地為氫或碳數1至8的烷基,R3為含有氫、碳數1至18的烷基、碳數3至12的環烷基、或碳數5至15的芳香環之取代基。於式(2)中,R4及R5分別獨立地為氫或碳數1至8的烷基,R6 為含有氫、碳數1至18的烷基、碳數3至12的環烷基、或碳數5至15的芳香環之取代基。
戊二醯亞胺樹脂可視需要更含有下述通式(3)所示之結構單元(以下亦稱為芳香族乙烯基單元)。
式(3)中,R7為氫或碳數1至8的烷基,R8為碳數6至10的芳基。
於上述通式(1)中,較佳為,R1及R2分別獨立地為氫或甲基,R3為氫、甲基、丁基、或環己基,又更佳為,R1為甲基,R2為氫,R3為甲基。
上述戊二醯亞胺樹脂可只含有單一種類的戊二醯亞胺單元,亦可含有上述通式(1)中之R1、R2、及R3為相異之複數種類。
戊二醯亞胺單位可藉由使上述通式(2)所示之(甲基)丙烯酸酯單元醯亞胺化而形成。又,戊二醯亞胺單元亦可藉由使下述者醯亞胺化而形成:順丁烯二酸酐等酸酐、或如此之酸酐與碳數1至20的直鏈或分枝的醇之半酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、伊康酸、伊康酸酐、巴豆酸、反丁烯二酸、甲基順丁烯二酸等α,β-乙烯性不飽和羧酸等。
於上述通式(2)中,較佳為,R4及R5分別獨立地為氫或甲基,R6為氫或甲基,又更佳為,R4為氫,R5為甲基,R6為甲基。
上述戊二醯亞胺樹脂可只含有單一種類的(甲基)丙烯酸酯單元,亦可含有上述通式(2)中之R4、R5、及R6為相異之複數種類。
上述戊二醯亞胺樹脂較佳係含有苯乙烯、α-甲基苯乙烯等作為上述通式(3)所示之芳香族乙烯基單元,又更佳係含有苯乙烯。藉由具有如此之芳香族乙烯基單元,可得到戊二醯亞胺結構之正的雙折射性得到減低且進一步低相位差的(甲基)丙烯酸系樹脂膜。
上述戊二醯亞胺樹脂可只含有單一種類的芳香族乙烯基單元,亦可含有R7及R8相異之複數種類。
上述戊二醯亞胺樹脂中之上述戊二醯亞胺單元的含量較佳係依例如R3的結構等而變化者。戊二醯亞胺單元的含量係以戊二醯亞胺樹脂的總結構單元為基準,較佳為1重量%至80重量%,更佳為1重量%至70重量%,又更佳為1重量%至60重量%,特佳為1重量%至50重量%。若戊二醯亞胺單元的含量為如此之範圍,可得到耐熱性優異之低相位差的(甲基)丙烯酸系樹脂膜。
上述戊二醯亞胺樹脂中之上述芳香族乙烯基單元的含量可因應目的或期望的特性而適當設定。依用途不同,芳香族乙烯基單元的含量亦可為0。含有芳香族乙烯基單元時,其含量係以戊二醯亞胺樹脂的戊二醯亞胺單元為基準,較佳為10重量%至80重量%,更佳為20重量%至80重量%,又更佳為20重量%至60重量%,特佳為20重量%至50重量%。若芳香族乙烯基單元的含量為如此之範圍,可得到低相位差且耐熱性及機械強度優異之(甲基)丙烯酸系樹脂膜。
上述戊二醯亞胺樹脂可視需要進一步與戊二醯亞胺單元、(甲基)丙烯酸酯單元、及芳香族乙烯基單元以外之其他結構單元進行共聚。其他結構單元例如可列舉由下述單體所構成之結構單元:丙烯腈或甲基丙烯腈等腈系單體,馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等馬來醯亞胺系單體。該等其他結構單元在上述戊二醯亞胺樹脂中可直接共聚或接枝共聚。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂膜可因應目的而含有任意之適當的添加劑。添加劑例如可列舉:受阻酚系、磷系、硫系等抗氧化劑;耐光安定劑、紫外線吸收劑、耐候安定劑、熱安定劑等安定劑;玻璃纖維、碳纖維等強化材;近紅外線吸收劑;參(二溴丙基)磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、氧化銻等阻燃劑;陰離子系、陽離子系、非離子系的界面活性劑等抗靜電劑;無機顏料、有機顏料、染料等著色劑;有機填料或無機填料;樹脂改質劑;塑化劑;潤滑劑;相位差減低劑等。所含有的添加劑的種類、組合、含量等可因應目的或期望的特性而適當設定。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂膜的製造方法並無特別限定,例如可將(甲基)丙烯酸系樹脂、紫外線吸收劑、及視需要之其他聚合物或添加劑等以任意之適當混合方法予以充分混合,預先形成熱塑性樹脂組成物後使其膜成形。或者,可將(甲基)丙烯酸系樹脂、紫外線吸收劑、及視需要之其他聚合物或添加劑等分別形成不同的溶液後再予以混合而形成均勻的混合液後,進行膜成形。
在製造上述熱塑性樹脂組成物時,例如係以OM混合機等任意適當的混合機將上述膜原料進行預調配後,將所得之混合物擠出混練。此時,擠出混練所使用的混合機並無特別限定,可使用例如單軸擠出機、二軸擠出機等擠出機或加壓揉合機等任意適當的混合機。
上述膜成形的方法例如可列舉溶液澆鑄法(溶液鑄造法)、熔融擠出法、延壓法、壓縮成形法等任意適當的膜成形法。較佳為熔融擠出法。由於熔融擠出法不使用溶劑,可減低製造成本或因溶劑造成對地球環境或作業環境的負擔。
上述熔融擠出法例如可列舉T字模法、吹塑法等。成形溫度較佳為150至350℃,更佳為200至300℃。
以上述T字模法進行膜成形時,可於公知的單軸擠出機或二軸擠出機的前端部安裝T字模,將被擠出成膜狀的膜捲繞而得到捲筒狀的膜。此時,藉由適當調整捲繞捲筒的溫度並往擠出方向施加延伸,亦可進行單軸延伸。又,藉由在與擠出方向垂直的方向對膜進行延伸,亦可進行同時二軸延伸、逐次二軸延伸等。
只要可得到上述期望的相位差,上述(甲基)丙烯酸系樹脂膜可為未延伸膜或延伸膜之任一者。為延伸膜時,可為單軸延伸膜或二軸延伸膜之任一者。為二軸延伸膜時,可為同時二軸延伸膜或依序二軸延伸膜之任一者。
上述延伸溫度較佳為膜原料之熱塑性樹脂組成物的玻璃轉移溫度附近,具體而言,較佳為(玻璃轉移溫度-30℃)至(玻璃轉移溫度+30℃),更佳為(玻璃轉移溫度-20℃)至(玻璃轉移溫度+20℃)的範圍內。延伸溫度未達(玻璃轉移溫度-30℃)時,會有所得之膜的霧度變大,或膜破裂、分裂而無法得到既定的延伸倍率之慮。反之,延伸溫度超過(玻璃轉移溫度+30℃)時,會有所得之膜的厚度不均變大,或伸長率、撕裂傳導強度及耐揉疲勞等力學性質無法得到充分改善之傾向。此外,有容易產生膜黏著於捲筒的缺陷之傾向。
上述延伸倍率較佳為1.1至3倍、更佳為1.3至2.5倍。延伸倍率若為如此之範圍,可大幅改善膜的伸長率、撕裂傳導強度及耐揉疲勞等力學性質。結果可製造出厚度不均小、雙折射實質上為零(因此相位差小)且霧度小之膜。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂膜為了使其光學上等向性或機械特性安定化,可在延伸處理後進行熱處理(退火)等。熱處理的條件可採用任意適當的條件。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂膜的光彈性係數較佳為-3至-100×10-13Pa-1,更佳為-5至-70×10-13Pa-1,又更佳為-15至-50×10-13Pa-1。此外,光彈性係數可藉由前述方法而測定。
上述(甲基)丙烯酸系樹脂膜的厚度較佳為10μm至200μm,更佳為20μm至100μm。厚度未達10μm時,會有強度降低之慮。厚度超過200μm時,會有透明性降低之慮。
於偏光片的兩面積層保護膜時,可將與前述相同的膜貼合於兩面,或使用其他樹脂膜。例如較佳可使用烯烴系樹脂膜、聚酯系樹脂膜、纖維素系樹脂膜。
鏈狀聚烯烴系樹脂除了如聚乙烯樹脂(屬於乙烯的均聚物之聚乙烯樹脂、或以乙烯為主體的共聚物)、聚丙烯樹脂(屬於丙烯的均聚物之聚丙烯樹脂、或以丙烯為主體的共聚物)之鏈狀烯烴的均聚物以外,可列舉由2種以上的鏈狀烯烴所構成之共聚物。
環狀聚烯烴系樹脂係以環狀烯烴作為聚合單元進行聚合之樹脂的總稱,例如可列舉日本特開平1-240517號公報、日本特開平3-14882號公報、日本特開平3-122137號公報等所記載之樹脂。環狀聚烯烴系樹脂 的具體例之列舉,係有環狀烯烴的開環(共)聚合物、環狀烯烴的加成聚合物、環狀烯烴與如乙烯、丙烯之鏈狀烯烴的共聚物(代表性為無規共聚物)、及將該等以不飽和羧酸或其衍生物改性後之接枝聚合物、以及該等的氫化物。其中,較佳可使用利用如降莰烯或多環降莰烯系單體之降莰烯系單體作為環狀烯烴之降莰烯系樹脂。
聚酯系樹脂為下述纖維素酯系樹脂以外之具有酯鍵的樹脂,一般係由多元羧酸或其衍生物與多元醇的縮聚物所構成者。多元羧酸或其衍生物可使用2元的二羧酸或其衍生物,例如可列舉對苯二甲酸、間苯二甲酸、聚對苯二甲酸二甲酯、萘二羧酸二甲酯。多元醇可使用2元的二醇,例如可列舉乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇。聚酯系樹脂的代表例可列舉屬於對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物之聚對苯二甲酸乙二酯。
纖維素酯系樹脂為纖維素與脂肪酸之酯。纖維素酯系樹脂的具體例包含纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯、纖維素三丙酸酯、纖維素二丙酸酯。又,亦可列舉該等的共聚合物、或羥基的一部分經其他取代基修飾者。該等之中,特佳為纖維素三乙醇酯(三乙酸纖維素)。
保護膜的厚度通常為1至100μm,但從強度或操作性等的觀點來看,較佳為5至60μm,更佳為10至55μm,又更佳為15至40μm。
如上所述,保護膜可於其外表面(與偏光片為相反側之面)具備如硬塗層、防眩層、光擴散層、抗反射層、低折射率層、抗靜電層、防污層之表面處理層(塗布層)。此外,保護膜的厚度包含表面處理層的厚度。
保護膜例如可隔著接著劑層或黏著劑層而貼合於偏光片。形成接著劑層的接著劑可使用水系接著劑、活性能量線硬化性接著劑或熱硬 化性接著劑,較佳為水系接著劑、活性能量線硬化性接著劑。黏著劑層可使用後述者。
水系接著劑可列舉由聚乙烯醇系樹脂水溶液所構成之接著劑、水系二液型胺基甲酸酯系乳液接著劑等。其中,較佳可使用由聚乙烯醇系樹脂水溶液所構成之水系接著劑。聚乙烯醇系樹脂除了將屬於乙酸乙烯酯的均聚物之聚乙酸乙烯酯皂化處理而得之乙烯醇均聚物以外,亦可使用將乙酸乙烯酯與可和其共聚合之其他單體的共聚物進行皂化處理而得之聚乙烯醇系共聚物、或該等的羥基部分改性而得之改性聚乙烯醇系聚合物等。水系接著劑可包含醛化合物(乙二醛等)、環氧化合物、三聚氰胺系化合物、羥甲基化合物、異氰酸酯化合物、胺化合物、多價金屬鹽等交聯劑。
使用水系接著劑時,將偏光片與保護膜貼合後,較佳係實施用以將水系接著劑中所含的水分除去之乾燥步驟。乾燥步驟後,例如可設置在20至45℃的溫度進行熟化之熟化步驟。
上述活性能量線硬化性接著劑係含有會因如紫外線、可見光、電子束、X射線之活性能量線的照射而硬化之硬化性化合物的接著劑,較佳為紫外線硬化性接著劑。
上述硬化性化合物可為陽離子聚合性的硬化性化合物或自由基聚合性的硬化性化合物。陽離子聚合性的硬化性化合物例如可列舉環氧系化合物(於分子內具有1個或2個以上環氧基的化合物)或、氧環丁烷系化合物(於分子內具有1個或2個以上氧環丁烷環的化合物)、或該等的組合。自由基聚合性的硬化性化合物例如可列舉(甲基)丙烯酸系化合物(於分子內具有1個或2個以上(甲基)丙烯醯氧基的化合物)或、具有自由基聚合性的雙鍵之其他乙烯基系化合物、或該等的組合。亦可併用陽離子聚合性的硬化性化合物與自由基聚合性之硬化性化合物。活性能量線硬化性接 著劑通常更含有用以使上述硬化性化合物的硬化反應開始之陽離子聚合起始劑及/或自由基聚合起始劑。
將偏光片與保護膜貼合時,為了提高接著性,可於該等之至少一者的貼合面施予表面活性化處理。表面活性化處理可列舉:如電暈處理、電漿處理、放電處理(輝光放電處理等)、火焰處理、臭氧處理、UV臭氧處理、電離活性線處理(紫外線處理、電子束處理等)之乾式處理;如使用水或丙酮等溶劑之超音波處理、皂化處理、錨塗處理之濕式處理。該等表面活性化處理可單獨進行或組合2種以上進行。
於偏光片的兩面貼合保護膜時,用以貼合該等保護膜之接著劑可為同種的接著劑或異種的接著劑。
又,關於隔著前述接著劑或接著劑之貼合方法,不只可用於偏光片與保護膜的貼合,亦可用於本案發明之光學積層體所含之其他光學功能層的貼合。例如光學積層體具有2層以上的相位差膜時,可用於相位差膜彼此之貼合。
<黏著劑層>
黏著劑層12可由以由(甲基)丙烯酸系、橡膠系、胺基甲酸酯系、酯系、聚矽氧系、聚乙烯基醚系之樹脂為主成分的黏著劑組成物構成。其中,以將透明性、耐候性、耐熱性等優異之(甲基)丙烯酸系樹脂作為基質聚合物的黏著劑組成物為合適。黏著劑組成物可為活性能量線硬化型、熱硬化型。黏著劑層的厚度通常為3至30μm,較佳為3至25μm。
黏著劑組成物所使用的(甲基)丙烯酸系樹脂(基質聚合物),較佳可使用例如以如(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(甲基)丙烯酸酯的1種或2種以上為單體的聚合物或共聚物。基質聚合物係以與極性單體進行共聚為較佳。極 性單體例如可列舉如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之具有羧基、羥基、醯胺基、胺基、環氧基等的單體。
黏著劑組成物可為只含有上述基質聚合物者,但通常更含有交聯劑。交聯劑可列舉:屬於2價以上的金屬離子且與羧基之間形成羧酸金屬鹽者;屬於多胺化合物且與羧基之間形成醯胺鍵者;屬於聚環氧化合物或多元醇且與羧基之間形成酯鍵者;屬於多異氰酸酯化合物且與羧基之間形成醯胺鍵者。其中,較佳為多異氰酸酯化合物。
有關黏著劑層及黏著劑組成物係以本案發明之光學積層體與有機EL顯示元件的貼合時使用的黏著劑層12所使用的例子來說明,但並不限於此。例如亦可用於本案發明之光學積層體與他光學功能層的貼合、或構成光學積層體中之光學功能層彼此的貼合。
<前面板>
前面板係配置於偏光板的觀視側。前面板可隔著接著層而積層於偏光板。接著層例如可列舉前述黏著劑層或接著劑層。如第2圖所示,前面板5可於偏光板3上隔著未圖示的黏著劑層而積層。前面板5如第2圖所示,可形成有遮光圖案6。
前面板可列舉於玻璃、樹脂膜的至少一面含有硬塗層而成者等。玻璃例如可使用高穿透玻璃或強化玻璃。尤其在使用薄的透明面材時,以已施予化學強化的玻璃為較佳。玻璃的厚度例如可設為100μm至5mm。
於樹脂膜的至少一面含有硬塗層而成的前面板並非如既存的玻璃一樣為堅硬,可具有可撓性的特性。硬塗層的厚度並無特別限定,例如可為5至100μm。
樹脂膜可為由下述高分子所形成之膜:具有如降莰烯或多環降莰烯系單體之含有環烯烴的單體之單元的環烯烴系衍生物、纖維素(二乙酸纖維素、三乙酸纖維素、乙酸纖維素丁酸酯、異丁酯纖維素、丙酸纖維素、丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚環烯烴、聚酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚丙烯酸、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸、聚碸、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯縮酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚胺基甲酸酯、環氧化物等。樹脂膜可使用未延伸、單軸或二軸延伸膜。該等高分子分別可單獨使用或混合2種以上而使用。樹脂膜較佳係透明性及耐熱性優異的聚醯胺醯亞胺膜或聚醯亞胺膜,單軸或二軸延伸聚酯膜,透明性及耐熱性優異且可對應膜的大型化之環烯烴系衍生物膜,聚甲基丙烯酸甲酯膜及透明性與無光學各向異性的三乙酸纖維素及異丁基酯纖維素膜。樹脂膜的厚度可為5至200μm,較佳為20至100μm。
前述硬塗層可藉由使含有會因光或熱能量的照射而形成交聯結構之反應性材料的硬塗組成物進行硬化而形成。前述硬塗層可藉由使同時含有光硬化型(甲基)丙烯酸酯單體、或低聚物及光硬化型環氧單體、或低聚物之硬塗組成物進行硬化而形成。前述光硬化型(甲基)丙烯酸酯單體可含有選自由(甲基)丙烯酸環氧酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及聚酯(甲基)丙烯酸酯所構成群組中之1種以上。前述(甲基)丙烯酸環氧酯可藉由使環氧化合物與具有(甲基)丙烯醯基的羧酸反應而得到。
硬塗組成物可更含有選自由溶劑、光起始劑及添加劑所組成群組中之一種以上。添加劑可含有選自由無機奈米粒子、調平劑及安定劑 所組成群組中之一種以上,除此之外,該技術領域中一般所使用的各成分可更含有例如抗氧化劑、UV吸收劑、界面活性劑、潤滑劑、防污劑等。
<遮光圖案>
遮光圖案可提供作為前面板或施用前面板的顯示裝置之邊框或外殼的至少一部分。遮光圖案可形成於前面板中之顯示元件側。遮光圖案可將顯示裝置的各配線隱藏,以不被使用者觀視。遮光圖案的顏色及/或材質無特別限制,可以由具有黑色、白色、金色等多種顏色的樹脂物質所形成。
於一實施形態中,遮光圖案的厚度可為2μm至50μm,較佳為4μm至30μm,更佳為6μm至15μm的範圍。又,為了抑制因遮光圖案與顯示部之間的段差所造成之氣泡混入及邊界部的觀視,可對遮光圖案賦予形狀。
<觸感測器>
觸感測器係作為輸入手段使用。就觸感測器而言,曾提出電阻膜型式、表面彈性波型式、紅外線型式、電磁感應型式、電容型式等各樣型式,任一型式皆可。其中,較佳為電容型式。電容型式觸感測器係分為活性區域及位於活性區域的外圍部之非活性區域。活性區域係與以顯示面板顯示畫面的區域(顯示部)對應之區域,可感應使用者的觸控,而非活性區域係與以影像顯示裝置顯示畫面的區域(非顯示部)對應的區域。觸感測器可包含:基板;形成於基板的活性區域之感應圖案;及形成於基板的非活性區域,且經由感應圖案與焊盤部而與外部的驅動電路連接之各感應線。基板可使用玻璃或與構成上述前面板的樹脂膜為同樣的材料。從觸感測器的裂痕抑制方面來看,觸感測器的基板係以靱性為2,000MPa%以上者為較佳。更佳係靱性可為2,000MPa%以上30,000MPa%以下。
感應圖案可具備第1方向形成的第1圖案及第2方向形成的第2圖案。第1圖案與第2圖案彼此往相異的方向配置。第1圖案及第 2圖案係形成於同一層,為了感應被觸控的位置,各個圖案必須以電性連接。雖然第1圖案係由各單位圖案經由接合處而彼此連接的形態,但第2圖案係由各單位圖案彼此分離成島形態的結構,因此為了使第2圖案電性連接,需要另外的橋接電極(bridge electrode)。感應圖案可適用周知的透明電極材料。例如可列舉氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化錫鎘(CTO)、PEDOT(聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩))、奈米碳管(CNT)、石墨烯、金屬線等,該等可單獨使用或混合2種以上而使用。較佳係可使用ITO。金屬線所使用的金屬並無特別限定,例如可列舉銀、金、鋁、銅、鐵、鎳、鈦、碲、鉻等。該等可單獨使用或混合2種以上混合而使用。
橋接電極可於感應圖案頂部隔著絕緣層而形成於絕緣層頂部,於基板上形成有橋接電極,並且可於其上方形成絕緣層及感應圖案。橋接電極亦可由與感應圖案相同的材料形成,可由鉬、銀、鋁、銅、鈀、金、鉑、鋅、錫、鈦或該等中之2種以上的合金等金屬形成。由於第1圖案與第2圖案必須電性地絕緣,故在感應圖案與橋接電極之間形成有絕緣層。絕緣層可只形成在第1圖案的接合處與橋接電極之間,亦可形成於覆蓋感應圖案的層之結構。為後者時,橋接電極可經由形成於絕緣層的連接孔與第2圖案連接。
作為用以對形成有圖案的圖案區域與未形成有圖案的非圖案區域間之穿透率的差適當補償之手段,具體而言,係作為對因該等區域中之折射率的差誘導的光穿透率的差予以適當補償之手段,觸感測器可在基板與電極之間更含有光學調節層,而光學調節層可含有無機絕緣物質或有機絕緣物質。光學調節層可將含有光硬化性有機黏合劑及溶劑的光硬化組成物塗布 於基板上而形成。光硬化組成物可更含有無機粒子。藉由無機粒子,可使光學調節層的折射率提升。
光硬化性有機黏合劑例如可含有丙烯酸酯系單體、苯乙烯系單體、羧酸系單體等各單體的共聚物。光硬化性有機黏合劑例如可為包含含環氧基的重複單元、丙烯酸酯重複單元、羧酸重複單元等彼此不同的各種重複單元之共聚物。無機粒子例如可含有二氧化鋯粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋁粒子等。光硬化組成物亦可更含有光聚合起始劑、聚合性單體、硬化助劑等各種添加劑。
<光學積層體的製造方法>
以第1圖(a)至(c)所示的光學積層體為例說明光學積層體的製造方法。
光學積層體100(第1圖(a))例如可依下述方式製造。於基材上形成配向層11,並於配向層11上塗裝含有聚合性液晶化合物的塗裝液。在使聚合性液晶化合物配向的狀態,進行加熱處理或照射活性能量線而使聚合性液晶化合物硬化。聚合性液晶化合物硬化而形成相位差層10後,將基材剝離,使形成於剝離膜上的黏著劑層12與配向層11之與基材剝離的面積層。
在第1圖(b)所示之光學積層體101的情況,在形成相位差層10的步驟為止皆與第1圖(a)所示之光學積層體100為同樣,而形成相位差層10後,隔著接著劑層13將相位差層10與第2相位差膜積層。光學積層體100與相位差層10為長條狀時,可經由接著劑層13以捲筒至捲筒的方式將各個構件貼合。將光學積層體100與第2相位差膜積層後,將基材剝離,使形成於剝離膜上的黏著劑層12與配向層11之與基材剝離的面積層。
在為第1圖(c)所示之光學積層體102的場合時,首先製造偏光板3。偏光板3可將偏光片與保護膜分別隔著接著劑層積層而製造。
保護膜只要積層於偏光片的至少一面即可。可準備長條的構件,並以捲筒至捲筒的方式將各個構件貼合後裁切成既定形狀而製造偏光板,亦可將各個構件裁切成既定的形狀後使其貼合。將保護膜貼合於偏光片後,可設置加熱步驟或調濕步驟。相位差膜與第1圖(b)的光學積層體101同樣,在積層第2相位差膜的步驟為止相同,係在第2相位差膜之與接著劑層13為相反側的面隔著接著劑層或黏著劑層與偏光板3積層。當偏光板3或光學積層體101為長條狀時,可以捲筒至捲筒的方式將各個構件貼合。將偏光板3積層後,將基材剝離,使形成於剝離膜上的黏著劑層12與配向層11之與基材剝離的面積層。
然後,藉由將積層於黏著劑層12上的剝離膜剝離,並經由黏著劑層12而將光學積層及有機EL顯示元件貼合,可製作有機EL顯示裝置。
<用途>
本發明之光學積層體可使用於各種顯示裝置。所謂顯示裝置係指具有顯示元件的裝置,且含有發光元件或發光裝置作為發光源。顯示裝置例如可列舉液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、無機電致發光(以下稱為無機EL)顯示裝置、電子發射顯示裝置(例如場發射顯示裝置(稱為FED)、表面場發射顯示裝置(稱為SED))、電子紙(使用電子印墨或電泳元件的顯示裝置)、電漿顯示裝置、投影型顯示裝置(例如柵狀光閥(稱為GLV)顯示裝置、具有數位微鏡元件(稱為DMD)的顯示裝置)及壓電陶瓷顯示器等。液晶顯示裝置包含穿透型液晶顯示裝置、半穿透型液晶顯示裝置等之任一者。該等顯示裝置可為顯示2維影像的顯示裝置,亦可為顯示3維影像的立體顯示裝置。光學積層體尤其可特別有效地使用於有機EL顯示裝置或無機EL顯示裝置。
於第2圖中,有機EL顯示裝置103係具有隔著積層於相位差膜1上的黏著劑層12而使光學積層體積層於有機EL顯示元件4之層構成。
又,顯示裝置亦可為可撓性顯示裝置或可撓性有機EL顯示裝置。可撓性有機EL顯示裝置包含本發明之光學積層體、及有機EL顯示元件。相對於有機EL顯示元件,本發明之光學積層體係配置於觀視側而構成可折彎者。所謂可折彎意指不會產生裂痕及斷裂而可彎曲者。將本發明之光學積層體施用於可撓性有機EL顯示裝置時,光學積層體較佳係具備前面板及觸感測器之至少一者。
具體的光學積層體可列舉從觀視側起依序積層前面板、偏光板、相位差膜、觸感測器之態樣,或從觀視側起依序積層前面板、觸感測器、偏光板、相位差膜之態樣。於觸感測器的觀視側存在有偏光板時,會難以觀視觸感測器的圖案,使得顯示影像的觀視性變優良,因而較佳。各個構件可使用接著劑、黏著劑等來積層。又,可具備形成於前面板、偏光板、相位差膜、觸感測器之任一層的至少一面的遮光圖案。
以下列示實施例來更具體地說明本發明,但本發明並不受該等例所限定。例中,表示含量或使用量的份及%,在沒有特別註記的情況下皆為重量基準。此外,下述例中之各物性的測定係依下述方法進行。
(1)膜厚度的測定
使用Nikon股份有限公司製的數位測微器之MH-15M進行測定。
(穿刺彈性模數的測定)
將實施例、比較例所得之附基材膜的第1相位差膜裁切成長40mm×寬40mm的切片。又,準備長40mm×寬40mm之附膠的底紙。該附膠的底紙 在中央部切割出30mm×30mm的正方形。以使相位差層1的表面與附膠的底紙之糊接觸的方式將上述積層體貼合於附膠的底紙後,從第1相位差膜將基材剝離,製作出突刺試驗用試樣。
穿刺彈性模數的測定係依下述方式進行。於Kato-tech股份有限公司製的“NDG5穿刺試驗機”安裝針而進行。將針垂直突刺於突刺試驗用試樣的主面(相位差層1的表面),算出突刺試驗用試樣要斷裂前的應力F(g)及此時的變形量S(mm),並以應力F(g)/變形量S(mm)算出穿刺彈性模數(g/mm)。針係使用前端徑為1mm、0.5R者。針的穿刺速度設為0.33cm/秒。相位差膜1的穿刺彈性模數呈示於表1。測定係在溫度23℃、濕度50%的室溫環境下進行。
(3)耐磨耗性評價(鋼絲絨硬度)
相位差膜的配向層表面的耐磨耗性的評價以鋼絲絨試驗進行。
以鋼絲絨試驗機(大榮精機公司製),將無塵室用擦拭布(旭化成股份有限公司製BEMCOT AZ-8),以500g的荷重與在玻璃板上所配置之環狀聚烯烴系樹脂(COP)基材(厚度20μm)上以與各實施例、比較例同樣的方法進行製膜而成的配向層表面接觸,並以40r/min的速度進行來回4次磨耗試驗,在螢光燈下以目視計算產生之刮傷的條數。
(4)耐磨耗性評價(鉛筆硬度評價)
相位差膜的配向層表面的表面硬度評價係以鉛筆硬度試驗進行。
以鉛筆硬度試驗器(安田精機製作所製No.553-M1),將試驗用的鉛筆(三菱鉛筆股份有限公司製unistar),以500g的荷重與在玻璃板上所配置的環狀聚烯烴系樹脂(COP)基材(厚度20μm)上以與各實施例、比較例同樣的方法所製膜而成的配向層表面從傾斜45度接觸,並以0.5mm/sec的速 度進行硬度試驗,在螢光燈下以目視計算有無產生之刮傷。5條試驗內,確認1條以下的刮傷之硬度。
[實施例1]
(第1相位差膜1的製作)
配向層形成用的組成物係使下述者在溶劑甲基乙基酮70.0重量份中溶解而調整成配向層形成用塗裝液:聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製A-600)10.0重量份、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製A-TMPT)10.0重量份、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製A-HD-N)10.0重量份、及作為光聚合起始劑之Irgacure907(BASF公司製Irg-907)1.50重量份。
準備厚度20μm之長條狀的環狀烯烴系樹脂膜(日本Zeon股份有限公司製)作為基材膜,並於基材膜的單面以棒式塗布器塗布所得之配向層形成用塗裝液。
對塗裝後的塗布層在溫度80℃施予60秒的熱處理後,照射220mJ/cm2的紫外線(UVB),以使配向層形成用的組成物聚合、硬化,而於基材膜上形成厚度3.5μm的配向層1。
使作為相位差層形成用的組成物之光聚合性向列型液晶化合物(Merck公司製RMM28B)20.0重量份與作為光聚合起始劑之Irgacure907(BASF公司製Irg-907)1.0重量份溶解於溶劑的丙二醇單甲醚乙酸酯80.0重量份中,調整出相位差層形成用塗裝液。
先於所得之配向層上塗布相位差層形成用塗裝液,對塗布層在溫度80℃施予60秒的熱處理。然後照射220mJ/cm2的紫外線(UVB),以使相位差層形成用的組成物聚合、硬化,而於配向層上形成厚度0.7μm的相位差層1。依如此方式於基材膜上得到由配向層1及相位差層1所構成之第1相位差膜1。該第1相位差膜1係於厚度方向顯示相位差。又,已確認從基材膜可將第1相位差膜1剝離。
(偏光板的製作)
將厚度20μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度約2400、皂化度99.9莫耳%以上)藉由乾式延伸單軸延伸成約4倍,然後保持拉張狀態的情況,浸漬於40℃的純水40秒後,再於碘/碘化鉀/水的重量比為0.052/5.7/100的水溶液中以28℃浸漬30秒以進行染色處理。然後,於碘化鉀/硼酸/水的重量比為11.0/6.2/100的水溶液中以70℃浸漬120秒。接著,以8℃的純水進行洗淨15秒後,在以300N的張力保持的狀態下,在60℃乾燥50秒,然後在75℃乾燥20秒,得到於聚乙烯醇膜吸附配向有碘之厚度8μm的吸收型偏光片膜。所得之偏光片膜的兩面塗布由聚乙烯醇系樹脂水溶液所構成的水系接著劑,並於偏光片膜的單面貼合保護膜(Zeon製COP膜Zeonor ZF14)而於另一面貼合保護膜(富士膜製TAC膜Fujitac TJ25)而得到兩面附保護膜的偏光板。
(光學積層體的製作)
將兩面附剝離膜的片狀黏著劑(厚度25μm Lintec股份有限公司製P-3132)之一側的剝離膜剝離,隔著黏著劑層使其貼合於所得之偏光板的TAC膜側表面後,將片狀黏著劑的另一側的剝離膜剝離,使黏著劑層積層於偏光板的TAC膜側表面。隔著積層後的黏著劑層使第1相位差膜的相位差層1側表面與偏光板貼合後,從第1相位差膜1將基材膜剝離。然後將 前述的兩面附剝離膜的片狀黏著劑之一側的剝離膜剝離後,隔著黏著劑層貼合於第1相位差膜1之與基材膜剝離的面,得到積層結構為偏光板/黏著劑層/第1相位差膜1/黏著劑層/剝離膜之光學積層體。
[實施例2、3、比較例1、2]
除了將構成第1相位差膜的配向層1與相位差層1之形成用組成物變更如表1的配合比、厚度以外,以與實施例1同樣的方法製作實施例2、3、比較例1、2之光學積層體。又,實施例2、3、比較例1、2所得之第1相位差膜係於厚度方向顯示相位差。
[實施例4]
將配向層形成用的組成物設成如表1的材料及調配比而製作配向層形成用塗裝液,並對該塗裝液的塗布層在溫度100℃施予120秒的熱處理而使其硬化。
除此以外,以與實施例1同樣的方法製作光學積層體。又,實施例4所得之第1相位差膜係於厚度方向顯示相位差。
[實施例5]
[第1相位差膜2的製作]
將下述結構之光配向性材料5.0重量份(重量平均分子量:30,000)及環戊酮(溶劑)95.0重量份混合,將所得之混合物在80℃攪拌1小時,藉此得到配向膜形成用組成物。
將下述所示之聚合性液晶化合物A、及聚合性液晶化合物B以9:1的質量比混合,對所得之混合物10重量份添加調平劑(F-556;DIC 公司製)0.1重量份、及聚合起始劑之2-二甲基胺基-2-苯甲基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮(「Irgacure369(Irg369)」、BASF Japan股份有限公司製)0.6重量份。
此外,以使固形物濃度成為13%的方式添加N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP),在80℃攪拌1小時,藉此得到液晶硬化膜形成用組成物。
聚合性液晶化合物A係以日本特開2010-31223號公報所記載的方法製造。又,聚合性液晶化合物B係依據日本特開2009-173893號公報所記載的方法製造。於下述顯示各者的分子結構。
(聚合性液晶化合物A)
(聚合性液晶化合物B)
〔包含基材、配向膜、由聚合性液晶化合物硬化而成的層之積層體的製造〕
於作為基材之50μm厚的環烯烴系膜〔日本Zeon股份有限公司製的商品名「ZF-14-50」〕上實施電暈處理。於施予電暈處理後的面以棒式塗布器塗布配向膜形成用組成物。將塗布膜在80℃乾燥1分鐘。對乾燥後的塗布膜使用偏光UV照射裝置〔Ushio電機股份有限公司的商品名「SPOT CURE SP-9」〕,依軸角度45°照射偏光UV,得到配向膜。偏光UV的照射係以使在波長313nm之累積光量成為100mJ/cm2的方式進行。
然後於配向膜上使用棒式塗布器塗布液晶硬化膜形成用組成物。將塗布膜在120℃乾燥1分鐘。對乾燥後的塗布膜使用高壓水銀燈〔Ushio電機股份有限公司的商品名:「Yunikyua VB-15201BY-A」〕照射紫外線。紫外線的照射步驟係以使在波長365nm之累積光量成為250mJ/cm2的方式在氮氣環境下進行。照射完後將硬化膜投入已設定為5℃的烘箱20秒作為冷卻步驟。從烘箱取出後,立即再度實施前述紫外線照射步驟及冷卻步驟,於基材上得到包含配向膜及由聚合性液晶化合物硬化而成的層之第1相位差膜2。該第1相位差膜2係於面內方向顯示相位差。使用所得之第1相位差膜2以取代第1相位差膜1,並以與實施例1同樣的方式得到光學積層體。
[實施例6]
以與比較例1相同的方法製作第1相位差膜,除了製作光學積層體時在配向層1與相位差層1之間進行剝離,並將第1相位差膜只設為相位差層1以外,其餘以與實施例1相同的方法製作實施例6之光學積層體。
對實施例1至6、比較例1、2所得之光學積層體將剝離膜剝離,並經由露出的黏著劑層分別貼合於玻璃板,形成第3圖所示之狀態後,以下述所示之方法進行耐熱衝撃性試驗。
將已設定為荷重10N的埃裏克森筆(Erichsen Pen)(Erichsen公司製型號318)的筆前端推靠於光學積層體中之偏光板之與玻璃板側為相反側的面並作為起點。以等間隔設置其他2處同樣的起點(共計3處)。然後以在-20℃ 30分鐘及在60℃ 30分鐘作為1循環而實施熱衝撃性試驗(ESPEC CORP.製品名:TSA-303EL-W)達數循環。測定在熱衝撃性試驗前埃裏克森筆原本推靠於光學積層體中之偏光板表面的各起點起產生的裂痕長度,以3處的起點之裂痕測定結果的平均值作為裂痕長度(mm)。
將實施例1至6、比較例1、2所得之第1相位差膜的穿刺彈性模數、膜厚、耐磨耗性評價(鋼絲絨、鉛筆硬度)及光學積層體的熱衝撃試驗之結果顯示於表2。實施例1至5、比較例1、2之第1相位差膜的穿刺彈性模數係藉由從第1相位差膜與基材膜的積層體將基材膜剝離後,將穿刺輔助具從相位差層1側按壓於第1相位差膜(相位差層1+配向層1)而測定。實施例6之第1相位差膜係將基材膜與配向層1從相位差層1剝離,顯示對第1相位差膜(只有相位差層1)測定的結果。又,耐磨耗性評價係對實施例1、2、比較例1的配向層實施。
於表3顯示各實施例及各比較例所得之相位差膜中之配向層的厚度LAL、構成配向層的樹脂中之來自聚合性化合物i的單元之含量Cwi、該聚合性化合物i的分子量Mi及官能基數Ni。配向層的聚合性基量係藉由計算式(A-1)所算出之值N1。
又,於表3顯示各實施例及各比較例所得之相位差膜中之相位差層的厚度LLC、來自構成相位差層的聚合性液晶化合物j的單元之含量Cwj、該聚合性液晶化合物j的分子量Mj及官能基數Nj。相位差層的聚合性基量係藉由計算式(A-2)所算出之值N2。
而且,於表3一併顯示藉由前述計算式(A)所算出之聚合性基量N。
依據本發明,可提供一種具備相位差膜,且即使在受到劇烈的溫度變化的環境中亦可抑制裂痕的產生之光學積層體,因而有用。
1‧‧‧第1相位差膜(相位差膜)
2‧‧‧第2相位差膜
3‧‧‧偏光板
10‧‧‧相位差層
11‧‧‧配向層
12‧‧‧黏著劑層
13‧‧‧接著劑層
100、101、102‧‧‧光學積層體
Claims (8)
- 一種光學積層體,其具有相位差膜,且前述相位差膜在將穿刺輔助具的前端垂直於膜面進行按壓而產生斷裂時,使用從前述穿刺輔助具的前端施加於前述相位差膜的應力F(g)及前述相位差膜的變形量S(mm)並以下述式(1)所算出之穿刺彈性模數為50g/mm以下,(1)穿刺彈性模數(g/mm)=F(g)/S(mm)。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學積層體,其中,前述相位差膜含有由聚合性液晶化合物硬化而成的相位差層。
- 如申請專利範圍第2項所述之光學積層體,其中,前述相位差膜更含有配向層。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學積層體,其中,前述相位差層具有垂直配向性。
- 如申請專利範圍第1項所述之光學積層體,其中,前述光學積層體更具有偏光板。
- 如申請專利範圍第5項所述之光學積層體,其中,前述光學積層體更具有前面板,且前述前面板係配置於前述偏光板的觀視側。
- 如申請專利範圍第6項所述之光學積層體,其中,前述光學積層體更具有觸感測器。
- 一種顯示裝置,係將如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之光學積層體積層於顯示元件者。
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