TW202108385A - 易接著薄膜及其製造方法、偏光板、以及影像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
易接著薄膜於透明薄膜基材之表面具備易接著層。易接著層含有黏結劑樹脂及微粒子。易接著層之厚度宜為120~260nm,微粒子之平均一次粒徑宜為易接著層之厚度的0.1~0.9倍。藉由將含有黏結劑樹脂或其前驅物質、微粒子、鹼成分及溶劑之易接著組成物塗佈於透明薄膜基材上並加熱,可形成易接著層。
Description
本發明涉及一種於透明薄膜基材之表面具備易接著層之易接著薄膜及其製造方法。並且,本發明還涉及一種於偏光件之表面貼合有易接著薄膜之偏光板、及具備該偏光板之影像顯示裝置。
現已廣泛使用液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置作為行動機器、汽車導航裝置、個人電腦用監視器、電視機等各種影像顯示裝置。液晶顯示裝置基於其顯示原理,在液晶單元之視辨側表面配置有偏光板。在透射型液晶顯示裝置,則是在液晶單元兩面配置有偏光板。在有機EL顯示裝置為了防止外光被金屬電極(陰極)反射而看似鏡面,有時會於視辨側表面配置圓偏光板(典型上為偏光板與1/4波長板之積層體)。
偏光板一般會在偏光件之單面或兩面具備透明薄膜(偏光件保護薄膜),其目的在於保護偏光件等。如今多廣泛使用使聚乙烯醇(PVA)系薄膜吸附有碘並藉由延伸等使分子進行定向者作為偏光件。
貼合在偏光件表面的偏光件保護薄膜,基於與PVA系偏光件之接著性優異的觀點,多廣泛使用乙酸纖維素等纖維素系薄膜。透明保護薄膜也會使用由丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯、環狀聚烯烴等樹脂材料所構成之薄膜。比起纖維素系薄膜,由該等樹脂材料所構成之薄膜透濕較低,於偏光件表面貼合有低透濕樹脂薄膜之偏光板即使長時間放置在高濕環境下,光學特性之變化依舊很小,有耐久性優異之傾向。
另一方面,比起纖維素系薄膜,由丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯、環狀聚烯烴等樹脂材料所構成之薄膜與PVA系偏光件之接著性有較低之傾向。所以,有文獻提議在作為偏光件保護薄膜使用之透明薄膜表面設置易接著層來提升與偏光件之接著性的方法。
譬如,在專利文獻1中有記載,於丙烯酸系薄膜表面設有含有微粒子及黏結劑樹脂之易接著層的易接著薄膜與偏光件之接著性優異,而且可抑制將薄膜捲取成捲狀時之黏結。在專利文獻1之實施例中列舉出一使用易接著薄膜作為偏光件保護薄膜之例,該易接著薄膜於丙烯酸系薄膜之表面具備一含有1~7重量%之平均一次粒徑35nm之二氧化矽粒子且平均厚度400nm(厚度範圍300~500nm)的胺甲酸乙酯易接著層。專利文獻2中記載,易接著層中所含微粒子之平均一次粒徑大於200nm時,可提升耐黏結性。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利第5354733號
專利文獻2:日本專利特開2012-32768號公報
發明欲解決之課題
在影像顯示裝置朝大型化或高亮度化進展之中,針對構成影像顯示裝置之偏光板亦變得要求即使在嚴峻環境(譬如較高溫、高濕之條件)下,光學特性之變化依舊很小。使用專利文獻1及專利文獻2中記載之易接著薄膜作為偏光件保護薄膜的偏光板,其中偏光件與偏光件保護薄膜之接著性相當優異,接著可靠性亦高。但如今已確定有一個新問題:使用該等易接著薄膜作為偏光件保護薄膜的偏光板若長時間曝露在高濕度環境下,會產生不均,招致顯示特性降低的情況。
有鑑於上述課題,本發明目的在於提供一種易接著薄膜,其與偏光件等之接著性優異,不易產生黏結,且即使長時間曝露在高溫高濕環境下也不易產生不均等光學缺陷。
用以解決課題之手段
有鑑於上述課題,本發明人等研討的結果發現,在提升微粒子之分散性等目的下添加至易接著組成物中之氨或胺等鹼成分殘留在易接著層中的情況係加濕環境下耐久性降低之原因之一,並且發現藉由將易接著層中之鹼殘量制定在預定範圍內,可解決上述課題。
本發明涉及一種於透明薄膜基材之表面具備易接著層之易接著薄膜及其製造方法。易接著層含有黏結劑樹脂及微粒子。易接著層之厚度宜為120~260nm。易接著層中所含微粒子之平均一次粒徑宜為易接著層之厚度的0.1~0.9倍。微粒子之平均一次粒徑為10nm以上,宜為100~200nm。易接著層之鹼成分的含量宜為200ppm以下,胺及氨之含量合計宜為200ppm以下。
透明薄膜基材可使用丙烯酸系薄膜等。易接著層之黏結劑樹脂可使用胺甲酸乙酯系樹脂等。易接著層中之微粒子含量宜為8~50重量%左右。易接著層之微粒子亦可埋設在透明薄膜基材中。
於透明薄膜基材之表面塗佈易接著組成物並加熱而形成易接著層。易接著組成物含有黏結劑樹脂或其前驅物質、微粒子、鹼成分及溶劑。藉由易接著組成物包含有鹼成分,可提升微粒子之分散性,而可獲得滑移性優異的易接著薄膜。而且,鹼成分亦可作為促進黏結劑樹脂(前驅物)反應之觸媒起作用。從利用加熱來促進鹼成分揮發的觀點來看,鹼成分之沸點宜為150℃以下。鹼成分可舉胺或氨等。
藉由提高塗佈易接著組成物後的加熱溫度,可促進鹼成分揮發而形成鹼殘存成分少的易接著層。舉例而言,可在比透明薄膜基材之玻璃轉移溫度高10℃以上的溫度下加熱易接著組成物。藉由提高加熱溫度,便可輕易形成易接著層之微粒子埋設在透明薄膜基材之區域,而透明薄膜基材與易接著層之密著性有提升的傾向。
於透明薄膜基材上塗佈易接著組成物後,亦可在加熱透明薄膜基材的同時進行延伸。尤其,藉由在比透明薄膜基材之玻璃轉移溫度高10℃以上之溫度下加熱易接著組成物的同時,將透明薄膜基材予以延伸,有使透明薄膜基材與易接著層之密著性提升的傾向。
上述易接著薄膜與其他薄膜或玻璃基板等之接著性優異。易接著薄膜可作為譬如偏光件保護薄膜使用。舉例而言,於聚乙烯醇系偏光件表面透過接著劑層貼合易接著薄膜,可獲得偏光板。藉由於液晶顯示單元或有機EL單元等影像顯示單元之表面配置偏光板,可形成影像顯示裝置。
發明效果
本發明之易接著薄膜不易產生黏結,且即使長時間曝露在高溫高濕環境下也不易產生光學缺陷,可適宜作為偏光件保護薄膜等顯示裝置用薄膜使用。
圖1係顯示本發明一實施形態之易接著薄膜之構成例的概略截面圖。易接著薄膜1於薄膜基材11之至少一面設有易接著層15。亦可在薄膜基材兩面設有易接著層。易接著薄膜係與其他薄膜或玻璃基板等貼合來使用。
就易接著薄膜之使用形態而言,可舉偏光件保護薄膜。圖2係顯示具備作為偏光件保護薄膜之易接著薄膜1的偏光板之構成例的截面圖。偏光板100係於偏光件5之一面(第一主面)具備易接著薄膜1,該易接著薄膜1係透過接著劑層6而貼合。在圖2所示之偏光板100中,易接著薄膜1在薄膜基材11之與偏光件5的貼合面具有易接著層15。亦可於未貼合偏光件5之面設置易接著層。在圖2所示之偏光板100中,於偏光件5之另一面(第二主面)透過接著劑層7貼合有透明保護薄膜2。
[易接著薄膜]
易接著薄膜1係於薄膜基材11之至少一面具備易接著層15。
<薄膜基材>
薄膜基材11宜為透明薄膜。透明薄膜基材之全光線透光率宜為80%以上,85%以上較佳,90%以上更佳。構成薄膜基材11之樹脂材料可舉丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂等。易接著薄膜作為光學各向同性之偏光件保護薄膜使用時,從雙折射小的方面而言,薄膜基材11之樹脂材料宜為丙烯酸系樹脂或環狀聚烯烴系樹脂,且以丙烯酸系樹脂尤佳。
環狀聚烯烴系樹脂可舉如聚降莰烯。環狀聚烯烴系樹脂之市售物可舉日本ZEON製造之Zeonor及ZEONEX、JSR製造之ARTON、三井化學製造之APEL、TOPAS ADVANCED POLYMERS製造之TOPAS等。環狀聚烯烴系薄膜宜為含有50重量%以上環狀烯烴系樹脂者。
丙烯酸系樹脂可舉:聚甲基丙烯酸甲酯等聚(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)、具有脂環族烴基之聚合物(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)。
本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。丙烯酸系樹脂包含以丙烯酸或其衍生物作為構成單體成分者及以甲基丙烯酸或其衍生物作為構成單體成分者。
丙烯酸系樹脂亦可使用日本特開2006-283013號公報、日本特開2006-335902號公報、日本特開2006-274118號公報等中記載之具有戊二酸酐結構的丙烯酸系樹脂;及/或日本特開2000-230016號公報、日本特開2001-151814號公報、日本特開2002-120326號公報、日本特開2002-254544號公報、日本特開2005-146084號公報等中記載之具有內酯環結構的丙烯酸系樹脂。具有戊二酸酐結構之丙烯酸系樹脂及具有內酯環結構之丙烯酸系樹脂具有高耐熱性、高透明性及高機械強度,所以適合用來製造偏光度高且耐久性優異的偏光板。
薄膜基材11為丙烯酸系薄膜時,薄膜基材中之丙烯酸系樹脂含量宜為50重量%以上,60~98重量%較佳,70~97重量%更佳。丙烯酸系薄膜亦可含有丙烯酸系樹脂以外之熱塑性樹脂。譬如,藉由摻混其他熱塑性樹脂,可消除丙烯酸系樹脂之雙折射而獲得光學各向同性優異的丙烯酸系薄膜。另,為了提升薄膜之機械強度等,亦可摻混丙烯酸系樹脂以外之熱塑性樹脂。
丙烯酸系樹脂以外之熱塑性樹脂可舉烯烴系聚合物、鹵化乙烯系聚合物、聚苯乙烯、苯乙烯與丙烯酸系單體之共聚物、聚酯、聚醯胺、聚縮醛、聚碳酸酯、聚伸苯醚、聚伸苯硫、聚醚醚酮、聚碸、聚醚碸、聚氧苯甲酯(polyoxybenzylene)、聚醯胺醯亞胺、橡膠系聚合物等。
薄膜基材11亦可含有抗氧化劑、穩定劑、補強材、紫外線吸收劑、阻燃劑、抗靜電劑、著色劑、充填劑、塑化劑、滑劑、填料等添加劑。亦可將樹脂材料與添加劑等混合,預先做成丸粒等熱塑性樹脂組成物後再予以薄膜化。
薄膜基材11之厚度為5~200μm左右。從機械強度、透明性及處置性等觀點來看,薄膜基材11之厚度宜為10~100μm,15~60μm較佳。
薄膜基材11之玻璃轉移溫度Tg宜為100℃以上,110℃以上較佳。薄膜基材11為丙烯酸系薄膜時,如前述,藉由使用具有戊二酸酐結構之丙烯酸系樹脂或具有內酯環結構之丙烯酸系樹脂作為丙烯酸系樹脂,可提高丙烯酸系薄膜之Tg,並可提升耐熱性。薄膜基材11之Tg上限並無特別限定,但由成形性等觀點則宜為170℃以下。
薄膜基材11之製造方法可舉溶液澆鑄法、熔融擠製法、砑光法、壓縮成形法等。薄膜基材11可為未延伸薄膜及延伸薄膜中任一者。薄膜基材11為丙烯酸系薄膜時,基於提升機械強度之觀點,丙烯酸系薄膜宜為至少朝1方向延伸之延伸薄膜,且以雙軸延伸薄膜尤佳。藉由摻混其他熱塑性樹脂以消除丙烯酸系樹脂之雙折射,可獲得即使將之予以延伸後延遲依舊小且光學各向同性優異的丙烯酸系薄膜。
<易接著層>
設置在薄膜基材11之表面的易接著層15含有黏結劑樹脂及微粒子。藉由設置易接著層15,可提升偏光件等對於薄膜或玻璃基板等的接著性。易接著層15含有微粒子,可於易接著層15之表面形成微細凹凸,提升薄膜之滑移性。所以,有助於減少易接著薄膜1於滾筒輸送時受損或是抑制捲取成卷狀時黏結。
(黏結劑樹脂)
從與丙烯酸系薄膜等薄膜基材之密著性優異的觀點來看,黏結劑樹脂可使用聚胺甲酸乙酯樹脂、環氧樹脂、異氰酸酯樹脂、聚酯樹脂、分子中含有胺基之聚合物類、具有唑啉基等交聯性官能基之丙烯酸樹脂等具有反應性基的樹脂(聚合物)。易接著層15之黏結劑樹脂以聚胺甲酸乙酯樹脂尤佳。含有聚胺甲酸乙酯樹脂黏結劑的易接著層15與薄膜基材11之密著性很高。而且,易接著層15含有聚胺甲酸乙酯樹脂黏結劑的易接著薄膜1透過接著劑層積層偏光件等薄膜時,有展現高接著性之傾向。
胺甲酸乙酯樹脂代表上為多元醇與聚異氰酸酯之反應生成物。多元醇成分宜使用聚丙烯醯多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇等高分子多元醇。
聚丙烯醯多元醇代表上可藉由(甲基)丙烯酸酯與含羥基之單體聚合而得。(甲基)丙烯酸酯可舉如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環己酯等。含羥基之單體可舉(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥戊酯等(甲基)丙烯酸之羥烷酯;甘油、三羥甲丙烷等多元醇之(甲基)丙烯酸單酯;N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等。
聚丙烯醯多元醇亦可含有上述以外之單體成分。其他單體成分可舉(甲基)丙烯酸等不飽和單羧酸;馬來酸等不飽和二羧酸以及其酐及二酯類;(甲基)丙烯腈等不飽和腈類;(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等不飽和醯胺類;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯類;甲基乙烯基醚等乙烯基醚類;乙烯、丙烯等α-烯烴類;氯乙烯、二氯亞乙烯等鹵化α,β-不飽和脂肪族單體;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等α,β-不飽和芳香族單體等。
聚酯多元醇代表上可藉由多元酸與多元醇之反應獲得。多元酸可舉鄰苯二甲酸、異酞酸、對酞酸、1,4-萘二羧酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、聯苯二羧酸、四氫酞酸等芳香族二羧酸;草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、十二烷二羧酸、十八烷二羧酸、酒石酸、烷基琥珀酸、次亞麻油酸、馬來酸、延胡索酸、中康酸、檸康酸、伊康酸等脂肪族二羧酸;六氫酞酸、四氫酞酸、1,3-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸等脂環式二羧酸;或是該等之酸酐、烷基酯、醯鹵等反應性衍生物等。
多元醇可舉乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1-甲基-1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丁二醇、1-甲基-1,4-戊二醇、2-甲基-1,4-戊二醇、1,2-二甲基-新戊二醇、2,3-二甲基-新戊二醇、1-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,2-二甲基丁二醇、1,3-二甲基丁二醇、2,3-二甲基丁二醇、1,4-二甲基丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己二醇、雙酚A、雙酚F、加氫雙酚A、加氫雙酚F等。
聚醚多元醇代表上可對多元醇進行開環聚合使其加成環氧烷而獲得。多元醇可舉如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、三羥甲丙烷等。環氧烷可舉如環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、苯環氧乙烷、四氫呋喃等。
聚異氰酸酯可舉二異氰酸四亞甲酯、二異氰酸十二亞甲酯、1,4-丁烷二異氰酸酯、二異氰酸六亞甲酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二異氰酸酯、3-甲基戊烷-1,5-二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯;異佛酮二異氰酸酯、加氫伸茬基二異氰酸酯、4,4′-環己基甲烷二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、甲基環伸己基二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸酯甲基)環己烷等脂環族二異氰酸酯;苯亞甲基二異氰酸酯、2,2′-二苯甲烷二異氰酸酯、2,4′-二苯甲烷二異氰酸酯、4,4′-二苯甲烷二異氰酸酯、4,4′-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、4,4′-二苄基二異氰酸酯、1,5-伸萘基二異氰酸酯、伸茬基二異氰酸酯、1,3-伸苯基二異氰酸酯、1,4-伸苯基二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯;二烷基二苯甲烷二異氰酸酯、四烷基二苯甲烷二異氰酸酯、α,α,α,α-四甲基伸茬基二異氰酸酯等芳香脂肪族二異氰酸酯等。
構成易接著層15之胺甲酸乙酯樹脂宜具有羧基。藉由胺甲酸乙酯樹脂具有羧基,可導入交聯結構,故而有提升易接著薄膜1與偏光件等之接著耐久性的傾向。具有羧基之胺甲酸乙酯樹脂譬如可藉由使多元醇、聚異氰酸酯與具有游離羧基之鏈增長劑反應而獲得。具有游離羧基之鏈增長劑可舉二羥基羧酸、二羥基琥珀酸等。二羥基羧酸可舉二羥甲基烷酸(譬如二羥甲基乙酸、二羥甲基丁烷酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、二羥甲基戊烷酸)等二烷醇基烷酸(dialkylol alkanoic acid)等。
胺甲酸乙酯樹脂之製造方法並無特別限定,可為使單體成分一次反應之單發法及使單體成分階段性反應之多階段法中之任一者。使用具有游離羧基之鏈增長劑將羧基導入胺甲酸乙酯樹脂時,宜為多階段法。製造胺甲酸乙酯樹脂時,亦可視需求使用胺甲酸乙酯反應觸媒。
胺甲酸乙酯樹脂之數量平均分子量宜為5,000~600,000,10,000~400,000較佳。胺甲酸乙酯樹脂之酸價宜為10~50,20~45較佳。
胺甲酸乙酯樹脂亦可具有交聯結構。藉由將交聯結構導入至胺甲酸乙酯樹脂,有提升易接著薄膜1與偏光件等之接著耐久性的傾向。交聯劑可無特別限制使用可與胺甲酸乙酯樹脂之交聯性官能基進行反應者。胺甲酸乙酯樹脂具有羧基時,可使用含有胺基、唑啉基、環氧基、碳二醯亞胺基等的交聯劑。該等中又以具有唑啉基之交聯劑為宜。唑啉基常溫下與羧基的反應性較小,所以與胺甲酸乙酯樹脂混合後的使用期限較長,可彈性應對步驟的前置時間。
交聯劑可為低分子化合物,亦可為聚合物。若從對水系組成物之溶解性高、且與胺甲酸乙酯樹脂之相溶性亦佳的觀點來看,交聯劑宜為丙烯酸系聚合物。尤其,使用具有唑啉基之丙烯酸系聚合物作為交聯劑時,有提升易接著薄膜1與偏光件等薄膜之接著性的傾向。
交聯劑之使用量宜相對於胺甲酸乙酯樹脂100重量份為1~30重量份,且3~20重量份較佳。
(微粒子)
藉由於易接著層15含有微粒子,而於易接著層表面形成微細的凹凸形狀,可提升易接著薄膜1之滑移性,從而可抑制黏結。從形成有助於提升滑移性及抑制黏結之凹凸的觀點來看,微粒子之粒徑(平均一次粒徑)宜為易接著層之厚度的0.1倍以上,0.2倍以上較佳,0.3倍以上更佳。另一方面,微粒子之粒徑若太大,有微粒子從易接著層脫落,形成外觀不良或黏結之原因的情形。並且,有時脫落的粒子會附著於輸送輥等,成為凹痕或損傷之原因。因此,微粒子之平均一次粒徑宜為易接著層之厚度的0.9倍以下,0.8倍以下較佳。
微粒子之平均粒徑愈小,可見光散射就愈少,有提升透明性之傾向。易接著薄膜的霧度宜小於2%,小於1.5%更佳。從抑制因微粒子所造成之霧度上升的觀點來看,微粒子之平均粒徑宜為250nm以下,200nm以下較佳。形成厚度小的易接著層時,從抑制微粒子自易接著層表面脫落的觀點來看,也以微粒子之平均粒徑在上述範圍內為佳。
從提高微粒子在易接著層內的分散性而於面內均勻形成凹凸的觀點來看,微粒子之平均粒徑宜為10nm以上,15nm以上較佳,20nm以上更佳。尤其,從即使為低鹼量仍可確保分散性,並可抑制因殘存鹼而於偏光板產生不均之情形來看,微粒子之平均粒徑宜為50nm以上,且大於100nm尤佳。
易接著層15之微粒子可為無機微粒子及有機微粒子中之任一者。若從分散性及粒徑之均勻性優異的觀點來看,微粒子宜為無機微粒子。無機微粒子可舉二氧化鈦、氧化鋁、二氧化鋯等無機氧化物;碳酸鈣、滑石、黏土、燒成高嶺土、燒成矽酸鈣、水合矽酸鈣、矽酸鋁、矽酸鎂、磷酸鈣等。該等中又以無機氧化物為佳。有機系微粒子可舉聚矽氧系樹脂、氟系樹脂、丙烯酸系樹脂等。為了抑制因微粒子而產生光散射,黏結劑樹脂(一般折射率約1.5左右)與微粒子之折射率差宜小。若從與黏結劑樹脂之折射率差小、且分散性優異的觀點來看,易接著層15之微粒子宜為二氧化矽粒子。
從水系組成物形成易接著層15時,宜使用水分散性高的微粒子。亦可將微粒子之水分散液摻混至組成物中。為了提高微粒子之分散性,宜添加胺或氨等鹼成分,使易接著組成物為弱鹼性。
水分散性之二氧化矽粒子宜使用膠質氧化矽。膠質氧化矽亦可使用扶桑化學工業(股)製Quartron PL系列、日產化學工業(股)製SNOWTEX系列、日本Aerosil(股)AERODISP系列及AEROSIL系列、日本觸媒(股)製Seahostar KE系列等市售物。
藉由於易接著層15之表面形成凹凸,可提高易接著薄膜1之滑移性及耐黏結性,由此觀點來看,易接著層15中之微粒子含量宜為3重量%以上,4重量%以上較佳。易接著層15之厚度小(例如為260nm以下)時,藉由加大微粒子之含量以提高每單位面積之微粒子量(數量密度)、或加大微粒子之粒徑使各凹凸(突起)之尺寸變大,有提升滑移性及耐黏結性之傾向。
易接著層15之微粒子含量若太大,恐因在黏結劑樹脂與微粒子之界面的光散射增大而招致光學特性降低。此外,微粒子之含量若增大,會有因微粒子凝集造成外觀不良、或因黏結劑樹脂的相對含量降低造成接著性下降之情形。所以,易接著層15中之微粒子含量宜為50重量%以下,40重量%以下較佳,30重量%以下更佳。易接著層15中之微粒子含量為20重量%以下,亦可為15重量%以下或10重量%以下。
(鹼殘量)
若為了提高微粒子之分散性而使用胺或氨等鹼成分,將無可避免在易接著層殘存鹼成分。使用易接著薄膜1作為偏光件保護薄膜時,易接著層之鹼殘量若太大,會促進接著劑滲透易接著層內部,而難以在其與偏光件之界面形成接著層,因此有偏光件與易接著薄膜之接著力降低的情形。此外,易接著層15之鹼殘存成分若因水分等而溶出,有使偏光件劣化,而發生偏光板之偏光度下降或不均等光學缺陷之情形。
從易接著薄膜之接著力上升及偏光板之加濕耐久性提升的觀點來看,易接著層15之鹼殘量宜為200ppm以下,150ppm以下較佳。尤其,從提升偏光板之加濕耐久性的觀點來看,易接著層15中之鹼殘量愈少愈佳,鹼殘量宜為100ppm以下,75ppm以下較佳。鹼殘量亦可為70ppm以下、60ppm以下或55ppm以下。
另一方面,易接著層15之鹼殘量若太少,將有損微粒子之分散性,可能因微粒子凝集而產生白濁等外觀不良。又,可能因為分散性降低使微粒子凝集或粒子從易接著層脫落,而不能在易接著層表面形成適當的凹凸,從而有易接著薄膜之滑移性降低之傾向。所以,易接著層15之鹼殘量宜為3ppm以上,5ppm以上較佳,10ppm以上更佳。鹼殘量亦可為15ppm以上、20ppm以上或25ppm以上。
易接著層中之鹼殘存成分的具體例可舉胺及氨,易接著層中之胺及氨的含量合計宜在上述範圍內。易接著層中之鹼量可因應鹼成分的種類以液體層析分析或離子層析分析等定量。亦可利用層析分析與質量分析(MS)組合而成的分析法(譬如LC/MS)進行鹼成分之定量。易接著層中含有多種鹼成分時,以各成分之合計為易接著層之鹼成分的含量(殘存量)。
如上述,在不損及微粒子之分散性的範圍內,增加微粒子含量或加大微粒子之粒徑,可提升易接著薄膜的滑移性及耐黏結性。從抑制微粒子凝集的觀點來看,以在不超過易接著層之厚度之0.9倍或0.8倍的範圍內使用粒徑大的微粒子之方法為佳。雖然在增加粒徑小的粒子量的情況下,藉由增加鹼之添加量,依舊可維持分散性,但如果為了提升微粒子之分散性而增加鹼之添加量,有時鹼殘會成為偏光件劣化之原因。並且,如果為了減少鹼殘量而拉長加熱處理時間,有時生產性會下降。
粒徑大於100nm的微粒子在低鹼量之下依舊可展現良好的分散性,因此在兼顧滑移性及耐黏結性之提升及提升偏光板之耐久性的觀點上相當有利。從確保微粒子之分散性,同時維持微粒子固定在易接著層之固定性的觀點來看,易接著層中所含微粒子之平均一次粒徑大於100nm且在200nm以下尤佳。
<形成易接著層>
於薄膜基材11之表面形成易接著層15的形成方法並無特別限定。理想係將含有黏結劑樹脂及微粒子之易接著組成物(塗液)塗佈於薄膜基材11上並進行加熱而形成易接著層15。
(易接著組成物)
易接著組成物宜為以水作為溶劑(及用於微粒子之分散介質)之水系組成物。易接著組成物中之固體成分(不揮發成分)之濃度宜為1~30重量%,2~20重量%較佳,3~15重量%更佳。
水系易接著組成物含有作為溶劑(及分散介質)之水、黏結劑樹脂脂或其前驅物質及微粒子。易接著組成物宜更含有鹼成分。如前述,鹼成分具有促進微粒子分散的作用。
另一方面,易接著組成物中所含之鹼若殘存於易接著層,可能會成為偏光板之耐濕熱性降低的原因。尤其,苛性等強鹼僅少量便可能成為使偏光件劣化之原因。所以,易接著組成物中所含之鹼成分宜為氨或胺等弱鹼成分。若從兼顧提升微粒子之分散性及防止偏光件劣化的觀點來看,易接著組成物(塗液)之pH宜在7.5~9左右。
若從提升微粒子之分散性的觀點來看,易接著組成物中所含之鹼成分的量宜相對於易接著組成物之固體成分為100ppm以上,300ppm以上較佳,500ppm以上更佳。另一方面,鹼成分的含量若太大,可能會變得很難降低鹼殘量,所以易接著組成物中所含之鹼成分的量宜相對於易接著組成物之固體成分為50000ppm以下,10000ppm以下較佳,5000ppm以下更佳。相對於易接著組成物之固體成分,易接著組成物中所含鹼成分之量可為4000ppm以下或3500ppm以下。如前述,易接著組成物中所含之鹼成分的具體例可舉胺及氨,該等鹼成分之含量合計宜在上述範圍內。
易接著組成物中所含之鹼成分除了可提升微粒子之分散性,亦可為具有觸媒作用等之物。譬如,黏結劑樹脂為胺甲酸乙酯系樹脂時,作為聚胺甲酸乙酯前驅物質(多元醇、異氰酸酯等)之胺甲酸乙酯化觸媒,亦可於易接著組成物中含有三乙胺等三級胺。
於薄膜基材上塗佈易接著組成物後進行加熱,揮發去除鹼成分,可減少易接著層15之鹼殘存成分。若從利用加熱來促進鹼成分揮發的觀點來看,易接著組成物中所含之鹼成分沸點宜為150℃以下。鹼成分的沸點宜為130℃以下較佳,120℃以下更佳,110℃以下尤佳。鹼成分的沸點亦可為100℃以下或90℃以下。易接著組成物含有多種鹼成分時,宜至少1種鹼成分的沸點在上述範圍內,且更宜2種以上鹼成分的沸點在上述範圍內。相對於易接著層中所含之鹼的總量,宜有50重量%以上之鹼成分的沸點在上述範圍內。易接著組成物中所含之全部鹼成分的沸點在上述範圍內為理想。舉例來說,當鹼成分為胺及氨時,胺之沸點宜在上述範圍內。
易接著組成物除了含有黏結劑樹脂(或其前驅物質)、微粒子及鹼成分以外,亦可含有交聯劑。易接著組成物亦可含有交聯促進劑等之觸媒、抗氧化劑、紫外線吸收劑、調平劑、抗黏結劑、抗靜電劑、分散穩定劑、消泡劑、增黏劑、分散劑、界面活性劑、滑劑等添加劑。
(於薄膜基材上形成易接著層)
於薄膜基材11上塗佈易接著組成物之前,可進行薄膜基材之表面處理。藉由進行表面處理,可調整薄膜基材的濡濕張力,提升其與易接著層15之密著性。表面處理可舉電暈處理、電漿處理、噴吹臭氧、紫外線照射、火焰處理、化學藥物處理等。該等中又以電暈處理或電漿處理為宜。
易接著組成物之塗佈方法可舉棒塗法、輥塗法、凹版塗佈法、桿塗法、狹孔塗佈法、簾幕式塗佈法、噴泉式塗佈法等。將塗佈後之易接著組成物加熱,去除溶劑,藉此可形成易接著層15。亦可藉由加熱使黏結劑樹脂之前驅物質反應而硬化。譬如,當易接著組成物含有交聯劑時,藉由加熱可促進交聯反應。
形成易接著層時之加熱溫度譬如為50~200℃左右。從促進易接著組成物之樹脂成分的硬化反應,並有效揮發去除易接著組成物中所含之鹼成分的觀點來看,加熱溫度宜為100℃以上,且120℃以上較佳,130℃以上更佳,135℃以上尤佳。又,加熱溫度宜高於易接著組成物中所含之鹼成分的沸點。
形成易接著層時之加熱溫度宜比薄膜基材之玻璃轉移溫度(Tg)高溫。藉由高溫加熱,可促進易接著組成物之樹脂成分的硬化反應,並可有效揮發去除易接著組成物中所含鹼成分。加熱溫度宜為比薄膜基材之Tg高10℃以上的溫度。
吾等認為,藉由以比薄膜基材之Tg更高的溫度進行加熱,可提高易接著組成物中之鹼揮發去除效率,同時易接著組成物容易滲透薄膜基材之表面,提升薄膜基材11與易接著層15之密著性。從提升易接著層之密著性的觀點來看,加熱溫度宜為薄膜基材之Tg+10℃以上,且Tg+15℃以上較佳,Tg+20℃以上更佳。
若以薄膜基材之Tg+10℃以上的溫度進行加熱,薄膜基材會從玻璃狀態變成橡膠狀態,表面變得容易變形,所以在薄膜基材11與易接著層15之界面容易形成一薄膜基材之樹脂成分與易接著層之構成成分混雜的界面層。藉由形成界面層,薄膜基材11與易接著層15之密著性有提升之傾向。
尤其,當薄膜基材11之表面存在嵌入埋設有易接著層15之微粒子的區域時,可獲得薄膜基材11與易接著層15之密著性高的易接著薄膜。吾等認為,若以將薄膜基材加熱至比Tg更高溫度之橡膠狀態將微粒子埋設至薄膜基材中,然後使薄膜基材恢復到玻璃狀態,則埋設在薄膜基材表面之微粒子及存在其周圍的黏結劑樹脂會固著於薄膜基材之表面上,故而可提升薄膜基材11與易接著層15之密著性。
亦可在薄膜基材之製造步驟中形成易接著層。另,亦可利用形成薄膜基材時的加熱來形成易接著層。譬如,當薄膜基材為延伸薄膜時,可於延伸前之薄膜或縱向延伸後之薄膜表面上塗佈易接著組成物,並利用以拉幅機進行橫向延伸或同時雙軸延伸時之加熱,使溶劑乾燥或使樹脂硬化。
塗佈易接著組成物後再將薄膜基材予以延伸時,從抑制對易接著層產生龜裂等不良狀況的觀點來看,延伸倍率宜為5倍以下,且4倍以下較佳,3倍以下更佳,2.5倍以下尤佳。延伸倍率之下限並無特別限定,基於提升薄膜強度之觀點,延伸倍率宜為1.3倍以上,1.5倍以上較佳。薄膜基材若為丙烯酸系薄膜,基於提升薄膜強度之觀點,宜分別於輸送方向(MD)及寬度方向(TD)上,以上述延伸倍率實施延伸。
進行薄膜基材之雙軸延伸時,雙軸延伸可逐次雙軸延伸亦可同時雙軸延伸。另外亦可進行斜向延伸。進行逐次雙軸延伸時,亦可如前述利用輥延伸將薄膜往1方向(MD)延伸後,於薄膜上塗佈易接著組成物,並在以拉幅機進行延伸時將易接著組成物加熱。
延伸溫度就易接著層之加熱溫度而言如同前述,宜為比薄膜基材之Tg高的溫度,且Tg+10℃以上為佳,Tg+15℃以上較佳,Tg+20℃以上更佳。尤其,宜在塗佈易接著組成物後,以上述溫度往至少1方向進行延伸。若在比薄膜基材之Tg更高溫的橡膠狀態下進行延伸,便容易在薄膜基材表面形成埋設有易接著組成物中之微粒子的區域,而薄膜基材11與易接著層15之密著性有提升之傾向。在高溫下進行延伸而變得容易在薄膜基材中埋設微粒子的原因,可舉:若在橡膠狀態下進行延伸,則於薄膜基材變形時易接著組成物容易濡濕擴散,於是容易變成微粒子嵌入變形時形成之表面凹凸的凹部中之狀態。而且,吾等認為若在延伸後釋放應力的同時進行冷卻,則在薄膜基材收縮之際,嵌入薄膜基材表面的粒子會就此固著,因此容易於薄膜基材形成埋設有微粒子之區域。
藉由調整易接著組成物之固體成分濃度及塗佈厚度,可調整易接著層15之厚度。在塗佈易接著組成物後進行薄膜基材之延伸時,亦可藉由延伸倍率來調整易接著層15之厚度。
易接著層15之厚度並無特別限定,若從可促進以加熱去除鹼成分的觀點來看,宜為260nm以下,250nm以下較佳。易接著層之厚度亦可為240nm以下、230nm以下或220nm以下。將易接著薄膜1作為偏光件保護薄膜使用時,易接著層15之厚度愈小,愈能提升偏光板之加濕耐久性,而有減少筋條狀不均等光學缺陷發生的傾向。而且易接著層15之厚度愈小,愈有可在偏光板曝露在加濕環境時抑制偏光度降低的傾向。
在易接著組成物加熱乾燥時,若鹼成分被過度去除,則微粒子在黏結劑樹脂中之分散性降低,而容易發生微粒子凝集、及隨之而來的微粒子從易接著層表面脫落等。一旦發生微粒子的凝集或脫落,易接著薄膜之滑移性就會降低,而容易在輸送時發生損傷或在捲取時產生黏結。並且,脫落的粒子可能會汙染製程、或附著於輸送輥上的粒子可能造成損傷或產生凹痕。所以,易接著層15之厚度宜為100nm以上。並且,易接著層之厚度愈大,愈有提升其與偏光件等薄膜或玻璃等之接著性的傾向。從提升接著性的觀點來看,易接著層15之厚度宜為120nm以上。易接著層之厚度亦可為130nm以上、140nm以上、150nm以上或160nm以上。
[偏光板]
偏光板可僅於偏光件之一面具備透明保護薄膜,亦可如圖2所示於偏光件5之兩面具備透明保護薄膜。藉由於偏光件之一面貼合上述易接著薄膜作為偏光件保護薄膜,可形成僅於偏光件之一面具有透明保護薄膜的偏光板。於偏光件之兩面具有偏光件保護薄膜的偏光板只要在偏光件之至少一面貼合有上述易接著薄膜即可。偏光板亦可在偏光件兩面貼合有上述易接著薄膜。偏光件5與易接著薄膜1則可透過接著劑層6貼合。
<偏光件>
作為偏光件5,可使用使聚乙烯醇、部分甲醛化聚乙烯醇等聚乙烯醇系薄膜上吸附碘或二色性染料等二色性物質並以使其朝1方向定向的聚乙烯醇(PVA)系偏光件。譬如,可藉由對聚乙烯醇系薄膜施行碘染色及延伸而獲得PVA系偏光件。
在偏光件5之製造步驟中,亦可視需求進行水洗、膨潤、交聯等處理。延伸可在碘染色之前後任擇進行,或可一邊染色一邊進行延伸。延伸可任擇為在空中進行延伸(乾式延伸)、或是在水中或含有硼酸、碘化鉀等之水溶液中進行延伸(濕式延伸),亦可將該等併用。偏光件5之膜厚並無特別限制,一般為1~50μm左右。
偏光件5亦可使用厚度為10μm以下之薄型PVA系偏光件。薄型偏光件可舉如日本特開昭51-069644號公報、日本特開2000-338329號公報、WO2010/100917號手冊、日本專利第4691205號說明書、日本專利第4751481號說明書等中所記載之薄型偏光件。該等薄型偏光件可藉由包含有將PVA系樹脂層與延伸用樹脂基材在積層體之狀態下進行延伸的步驟及進行碘染色的步驟之製法獲得。若為此種製法,則即使PVA系樹脂層很薄,因其被延伸用樹脂基材支持著,故可在不因延伸造成斷裂等不良狀況下延伸。
<接著劑>
用來貼合偏光件5與易接著薄膜1之接著劑層6只要在光學上呈透明,其材料即無特別限制,可舉環氧系樹脂、聚矽氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸乙酯、聚醯胺、聚醚、聚乙烯醇等。接著劑層6之厚度譬如為0.01~20μm左右,可因應被黏體之種類或接著劑之材料等來適當設定。使用藉由塗佈後之交聯反應顯現接著性的硬化型接著劑時,接著劑層6之厚度宜為0.01~5μm,0.03~3μm較佳。
接著劑可使用水系接著劑、溶劑系接著劑、熱熔膠接著劑系、活性能量線硬化型接著劑等各種形態的接著劑。該等中,若從可縮小接著劑層厚度的觀點來看,以水系接著劑或活性能量線硬化型接著劑為宜。
水系接著劑之聚合物成分可舉乙烯基聚合物、明膠、乙烯基系乳膠、聚胺甲酸乙酯、聚酯系、環氧等。該等中,若從易接著薄膜與偏光件之接著性優異來看,又以乙烯基聚合物為佳,聚乙烯醇系樹脂尤佳。聚乙烯醇系樹脂中又以含乙醯乙醯基之聚乙烯醇為宜。
從接著性的觀點來看,聚乙烯醇系樹脂之平均聚合度宜為100~5000左右,1000~4000較佳。聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度宜為85莫耳%以上,90莫耳%以上較佳。
水系接著劑組成物(溶液)可含有聚乙烯醇系樹脂等聚合物以及交聯劑。交聯劑可使用於1分子中至少具有2個具有構成接著劑之聚合物與反應性之官能基的化合物。聚乙烯醇系樹脂之交聯劑可舉伸烷基二胺類;異氰酸酯類;環氧類;醛類;羥甲基尿素、羥甲基三聚氰胺等胺基-甲醛。該等中又以胺基-甲醛為宜。胺基-甲醛樹脂以具有羥甲基之化合物為宜,羥甲基三聚氰胺尤佳。接著劑組成物中之交聯劑的摻混量宜相對於聚乙烯醇系樹脂100重量份為10~60重量份左右,且20~50重量份較佳。
活性能量線硬化型接著劑係可藉由照射電子射線或紫外線等活性能量線進行自由基聚合、陽離子聚合或陰離子聚合的接著劑。其中,若從可以低能量硬化的觀點來看,以利用紫外線照射引發聚合之光自由基聚合性接著劑、光陽離子聚合性接著劑、或併用光陽離子聚合與光自由基聚合之混成型接著劑為宜。
自由基聚合性接著劑之單體可舉具有(甲基)丙烯醯基之化合物及具有乙烯基之化合物。其中又以具有(甲基)丙烯醯基之化合物為佳。具有(甲基)丙烯醯基之化合物可舉C1-20
鏈狀烷基(甲基)丙烯酸酯、脂環式烷基(甲基)丙烯酸酯、多環式烷基(甲基)丙烯酸酯等烷基(甲基)丙烯酸酯;含羥基之(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸環氧丙酯等含環氧基之(甲基)丙烯酸酯等。自由基聚合性接著劑亦可含有羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N‐羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N‐甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N‐乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯基嗎福林等含氮單體。自由基聚合性接著劑中作為交聯成分可含有三丙二醇二丙烯酸酯、1,9‐壬二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、環狀三羥甲丙烷甲縮醛丙烯酸酯、二烷二醇二丙烯酸酯、EO改質二甘油四丙烯酸酯等多官能單體。
陽離子聚合性接著劑之硬化性成分可舉如具有環氧基或氧雜環丁烷基之化合物。具有環氧基之化合物只要是分子內具有至少2個環氧基,則無特殊之限制,可使用一般已知的各種硬化性環氧化合物。作為理想之環氧化合物,可列舉為例的是:分子內具有至少2個環氧基與至少1個芳香環之化合物(芳香族系環氧化合物),或分子內具有至少2個環氧基且其中至少1個於構成脂環式環之相鄰之2個碳原子間形成之化合物等(脂環式環氧化合物)。使陽離子聚合性接著劑含有具有(甲基)丙烯醯基之化合物等自由基聚合性化合物,亦可做成混成型接著劑。
光硬化型接著劑宜含有光聚合引發劑。光聚合引發劑亦可視反應種類適當選擇。譬如,宜於自由基聚合性接著劑摻混可利用光照射生成自由基的光自由基發生劑作為光聚合引發劑。宜於陽離子聚合性接著劑摻混可藉由光照射產生陽離子種或路易斯酸的光陽離子聚合引發劑(光酸產生劑)作為作為光聚合引發劑。宜於混成型接著劑摻混光陽離子聚合引發劑及光自由基產生劑。
相對於單體100重量份,聚合引發劑之含量通常為0.1~10重量份左右,宜為0.5~3重量份。另,將自由基聚合性接著劑作為電子束硬化型使用時,無光聚合引發劑的特別需求。為了使硬化速度或敏感度上升,亦可視需求於活性能量線硬化型接著劑中添加光敏化劑。光敏化劑之使用量相對於單體100重量份通常為0.001~10重量份左右,宜為0.01~3重量份。
接著劑亦可視需求含有適宜的添加劑。添加劑之例可舉矽烷耦合劑、鈦矽烷耦合劑等矽烷耦合劑、環氧乙烷等接著促進劑、紫外線吸收劑、抗劣化劑、染料、加工助劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、賦黏劑、充填劑、塑化劑、調平劑、發泡抑制劑、抗靜電劑、耐熱穩定劑、耐水解穩定劑等。
[製作偏光板]
於偏光件5之一面(第一主面)透過接著劑層6貼合易接著薄膜1,可製造偏光板。易接著薄膜1可以易接著層形成面透過接著劑層與偏光件5貼合,亦可以易接著層非形成面透過接著劑層與偏光件5貼合。如圖2所示,藉由於易接著薄膜1之易接著層15的形成面透過接著劑層6貼合偏光件5,則偏光件與偏光件保護薄膜(易接著薄膜1)之接著性高,可獲得機械強度及耐久性優異的偏光板。易接著層非形成面透過接著劑層與偏光件5貼合時,可提升其與設置在易接著薄膜上之其他薄膜、黏著劑層、玻璃基板等的接著性。
在貼合偏光件5與易接著薄膜1時,宜於偏光件5及易接著薄膜1之任一者或兩者塗佈接著劑組成物後,以輥壓貼合機等將偏光件5與易接著薄膜1貼合並使接著劑硬化。將接著劑組成物塗佈至偏光件5及/或易接著薄膜1上的塗佈方法可舉輥塗法、噴霧法、浸漬法等。於偏光件5及/或易接著薄膜1之表面上塗佈接著劑組成物之前,亦可先進行電暈處理、電漿處理、皂化處理等表面處理。
貼合偏光件5與易接著薄膜1後,可因應接著劑之種類使接著劑硬化而形成接著劑層6。使用水系接著劑時,可利用加熱乾燥使接著劑硬化。使用活性能量線硬化型接著劑時,可藉由照射電子束或紫外線等活性能量線來使接著劑硬化。
<透明保護薄膜>
亦可於偏光件5之第二主面透過接著劑層7貼合透明保護薄膜2。透明保護薄膜2可採用任意適當的透明薄膜。透明保護薄膜2之厚度為5~200μm左右。從機械強度、透明性及處置性等觀點來看,透明保護薄膜2之厚度宜為10~100μm,15~60μm較佳。易接著薄膜1與透明保護薄膜2之厚度可相同亦可互異。
形成透明保護薄膜2之材料可舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯類;二乙醯纖維素或三乙醯纖維素等纖維素系聚合物;聚苯乙烯或丙烯腈・苯乙烯共聚物等苯乙烯系聚合物;聚降莰烯等環狀聚烯烴;聚碳酸酯等。
透明保護薄膜2亦可在與偏光件5之貼合面具備易接著層(未圖示)。亦可於透明保護薄膜2設置與易接著薄膜1之易接著層15相同的易接著層。
用於貼合偏光件5與透明保護薄膜2之接著劑層7可使用水系接著劑、溶劑系接著劑、熱熔膠接著劑系、活性能量線硬化型接著劑等各種形態的接著劑。亦可於接著劑層6與接著劑層7使用相同的接著劑組成物。
[偏光板之用途]
偏光板上亦可設置用以貼合至液晶單元或有機EL單元等的黏著劑層。形成黏著劑層之黏著劑可適宜選擇使用以丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺甲酸乙酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基底聚合物者。其中,從光學透明性優異、顯示出適度濡濕性與凝集性並且耐候性及耐熱性等優異的觀點來看,尤以丙烯酸系黏著劑為宜。
於偏光板附設黏著劑層可以適宜的方式進行。譬如,可舉使基底聚合物等溶解或分散至甲苯或乙酸乙酯等溶劑中調製出固體成分濃度10~40重量%左右之黏著劑溶液而附設於偏光板上的方式,或是將形成於適宜的基材上之黏著劑層轉印至偏光板上的方法等。
亦可在偏光板兩面設置黏著劑層。於偏光板兩面設置黏著劑層時,表面與背面之黏著劑層之組成及厚度可相同亦可互異。黏著劑層之厚度一般為5~500μm左右。
在防止黏著劑層汙染等目的下,亦可於黏著劑層之表面暫設分離件。分離件宜使用塑膠薄膜表面業以聚矽氧系脫模劑、長鏈烷基系脫模劑、氟系脫模劑等剝離劑進行塗佈處理者。
偏光板亦可為與其他光學層積層而成的積層偏光板。光學層可舉相位差板、視角補償薄膜、亮度提升薄膜等。
藉由將偏光板貼合至液晶單元或有機EL單元等影像顯示單元之表面,可形成影像顯示裝置。液晶顯示裝置之形成可藉由將液晶單元與偏光板以及視需求之照明系統等構成零件適宜組裝並組入驅動電路等來形成。在有機EL顯示裝置中,藉由於有機EL單元表面貼合本發明之偏光板與相位差薄膜(典型上為1/4波長板)組合而成之圓偏光板,可降低外光之反射光因金屬電極等而再出射,提升視辨性。
實施例
以下列舉實施例更具體說明本發明,但本發明不受限於該等實施例。以下符號「%」之記載在未特別說明之前提下表示重量%。
[調製易接著組成物]
<易接著組成物A>
將含有聚酯胺甲酸乙酯及異佛酮二異氰酸酯作為樹脂成分且更含有作為硬化觸媒之三乙胺及作為分散媒之甲基乙基酮的固體成分34%之水系聚胺甲酸乙酯(第一工業製藥製「SuperFlex 210R」)20.6重量份、固體成分25%之含㗁唑啉之聚合物水溶液(日本觸媒製「Epocros WS-700」)5.2重量份、平均一次粒徑35nm之膠質氧化矽20%水分散液7.5重量份、1重量%氨水3.0重量份及純水63.7重量份混合,而調製出易接著組成物A。該易接著組成物係以84.3:15.7之重量比含有聚胺甲酸乙酯與含㗁唑啉基之聚合物(交聯劑)作為樹脂成分,且相對於固體成分(樹脂成分與粒子之合計)100重量份含有15.3重量份二氧化矽粒子之濃度10%的水溶液,並且,水溶液中之氨濃度為300ppm(相對於固體成分為3000ppm)。
<易接著組成物B~G>
將二氧化矽微粒子之種類(粒徑)及摻混量、以及樹脂成分(水系聚胺甲酸乙酯樹脂及作為交聯劑之含㗁唑啉聚合物)之摻混量改如表1所示,來調製濃度10%之易接著組成物。不論是哪一組成,皆以溶液中之氨濃度為300ppm的方式來調整氨水之添加量。二氧化矽粒子之詳細如下述。
PL-3:平均一次粒徑35nm之球狀二氧化矽的20%水分散液(扶桑化學工業製「Quartron PL-3」)
KE-W10:平均一次粒徑110nm之球狀二氧化矽的15%水分散液(日本觸媒製「Seahostar KE-W10」)
Techno Chemical:平均一次粒徑150nm之球狀二氧化矽粒子(Techno Chemical製「Silica Microspheres Plain 24320-15」」)
KE-W30:平均一次粒徑280nm之球狀二氧化矽的20%水分散液(日本觸媒製「Seahostar KE-W30」)
於表1列出易接著組成物A~G之組成(相對於固體成分之合計100重量份的各成分的含量、及組成物(水系溶液)中之氨濃度)。
[製作易接著薄膜]
<實施例1>
使用具備熔融擠製製膜裝置、凹版塗佈機、拉幅機式同時雙軸延伸裝置及捲取裝置之薄膜製造裝置來製作易接著薄膜。作為丙烯酸系樹脂,係使用與日本專利特開2017-26939號之實施例中記載用於製作「透明保護薄膜1A」者相同的醯亞胺化MS樹脂(玻璃轉移溫度:120℃)之丸粒。將丙烯酸系樹脂從T型模熔融擠製,以160μm之厚度進行製膜後,於薄膜之一面利用凹版塗佈機以約9μm之濕式厚度塗佈上述易接著組成物C,在溫度140℃之加熱爐內以同時雙軸延伸拉幅機於長邊方向(MD)及寬度方向(TD)分別延伸2倍,而獲得於厚度40μm之丙烯酸系薄膜之一面具備厚度200nm之易接著層的易接著薄膜。
<實施例2~13及比較例1~5>
除了將易接著組成物種類、塗佈厚度及延伸溫度改成如表3所示以外,以與實施例1同樣方式獲得易接著薄膜。易接著層之厚度(延伸後)如表3所示。
<比較例6>
除了未塗佈易接著組成物以外,以與實施例1同樣方式進行丙烯酸樹脂之熔融擠製及同時雙軸延伸,而獲得厚度40μm之丙烯酸系薄膜。於丙烯酸系薄膜之一面以約2μm之濕式厚度塗佈上述易接著組成物D,在140℃下使其乾燥30秒,而獲得於丙烯酸系薄膜之一面形成有厚度200nm之易接著層的易接著薄膜。
[評估易接著薄膜]
關於上述製作之易接著薄膜,實施了下述評估。
<易接著層之鹼殘量>
定量出殘存在易接著層之三乙胺及氨之量。三乙胺之殘存量係秤量出從易接著薄膜表面削出易接著層的粉末並將之溶解於甲醇中後,利用溶液之氣相層析質量分析(GC/MS)法來定量。氨之殘存量則係將易接著薄膜浸漬於25℃之純水中後,以120℃之乾燥機進行60分鐘加熱萃取後,以離子層析分析定量出溶出在水中之氨。將三乙胺之量與氨之量的合計定為鹼殘量。
<有無界面層>
以穿透型電子顯微鏡(TEM)觀察易接著薄膜之截面,在丙烯酸系薄膜與易接著層之界面確認有無易接著層中之粒子埋設在丙烯酸系薄膜的區域(界面層)。
<粒子分散性>
以肉眼觀察易接著薄膜的表面,按下述基準評估有無因二氧化矽粒子凝集而產生局部的混濁(霧度上升)。
〇:無二氧化矽粒子凝集,面內均勻性良好者
△:因二氧化矽粒子凝集而確認有稍微混濁者
×:因二氧化矽粒子凝集而確認有明顯混濁者
<粒子之固定性>
以肉眼觀察易接著薄膜之表面,從有無因脫落粒子造成輥件輸送時之損傷及凹痕,依照下述基準判定粒子之固定性
〇:未發現因粒子所造成之損傷及凹痕者
×:發現有因脫落粒子所造成之損傷及/或凹痕者
<易接著薄膜之霧度>
使用霧度計(村上色彩技術研究所製「HM-150」)測定易接著薄膜之霧度,小於1.5%評估為「〇」,1.5%以上評估為「×」。
<耐黏結性>
將易接著薄膜捲取成滾筒狀後,從捲料捲出薄膜,並評估有無因黏結而產生皺紋。在捲取成滾筒之狀態下於室溫下保管72小時後,再次從捲料捲出薄膜,評估有無因黏結而產生皺紋。
〇:捲取後立刻從捲料捲出時,及保管72小時後從捲料捲出時,皆無皺紋者
△:捲取後立刻從捲料捲出時雖未發現皺紋,但保管72小時後從捲料捲出時有發現皺紋者
×:捲取後立刻從捲料捲出時、及保管72小時後從捲料捲出時,皆有發現皺紋者
<易接著層之密著性>
於易接著薄膜之易接著層形成面在線壓8kg/m、壓接速度0.3m/分鐘下壓接黏著膠帶(日東電工製「No.31B」),並在50℃下保存48小時後,把持黏著膠帶的前端以拉伸速度30m/分鐘進行180°剝離試驗,並按下述基準判定易接著層之密著性。
〇:易接著層未從丙烯酸系薄膜剝離而在黏著膠帶與易接著層之界面剝離者
×:在丙烯酸系薄膜與易接著層之界面發生剝離者
[製作偏光板]
(偏光件之製作)
將厚度45μm之聚乙烯醇(PVA)系樹脂薄膜(Kuraray Co., Ltd.製「PE4500」)的長條卷料以滾筒延伸機往長邊方向進行單軸延伸使長邊方向成5.9倍,同時按表2所示之膨潤浴、染色浴、交聯浴1、交聯浴2及洗淨浴依序輸送後,在70℃下乾燥5分鐘而製出厚度18μm之偏光件。染色浴中之碘濃度及碘化鉀濃度已調整成使偏光件之單體透射率為43.4%。
(調製紫外線硬化型接著劑)
調製含有N-羥乙基丙烯酸醯胺40重量份及丙烯醯基嗎福林60重量份作為硬化性成分,更含有作為聚合引發劑之2-甲基-1-(4-甲基苯硫基)-2-嗎福林基丙-1-酮(BASF製「IRGACURE 819」)3重量份的紫外線硬化型接著劑。
(貼合偏光件與偏光件保護薄膜)
作為單面的偏光件保護薄膜係使用各實施例及比較例之易接著薄膜,另一面的偏光件保護薄膜則使用雙軸延伸環狀聚烯烴薄膜(日本ZEON製「ZeonorFilm ZF-14」)。於易接著薄膜之易接著層形成面及ZeonorFilm之表面以約1μm之厚度塗佈上述紫外線硬化型接著劑並以輥壓機貼合至偏光件後,照射累積光量1000/mJ/cm2
之紫外線使接著劑硬化,而獲得於偏光件之一面具備丙烯酸系薄膜(易接著薄膜)且於另一面具備ZeonorFilm之偏光板。
[評估偏光板]
關於上述製作之易接著薄膜,實施了下述評估。
<測定接著強度>
將偏光板裁切成平行於偏光件之延伸方向(吸收軸方向)為200mm、正交方向(透射軸方向)為20mm的大小,並在易接著薄膜與偏光件之間用美工刀劃下切痕後,將偏光板貼合至玻璃板上。以拉伸壓縮試驗機(Minebea Inc.製「TG-1kN」)在剝離角度90°、剝離速度1000mm/分鐘下進行剝離試驗,測定接著力。接著力為2.4N/20mm以上者評估為「〇」,接著力在1.6N/20mm以上且小於2.4N/20mm者評估為「△」,接著力小於1.6N/20mm者評估為「×」。
<偏光板之加濕耐久性>
將偏光板裁切成320mm×240mm之尺寸後,將環狀聚烯烴薄膜側之面透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑貼合至玻璃上。將該試料保持在溫度60℃且相對濕度90%之恆溫恆濕槽中500小時,實施加熱、加濕耐久試驗。在正交偏光鏡於耐久試驗後之偏光板上配置另一偏光板,並以肉眼觀察,確認有無筋條狀不均及面內整體的均勻性(有無面狀不均),並按以下基準評估。
(筋條不均)
〇:未觀察到筋條狀不均者
△:可視辨些許筋條狀不均者
×:可清楚視辨筋條狀不均者
(面狀不均)
〇:面內均勻且未發現不均者
△:面內可觀察到些許不均者
×:面內整體觀察到不均者
於表3列出實施例及比較例之易接著薄膜的製作條件(易接著組成物之種類、延伸時序(是於易接著組成物之塗佈前後何時實施延伸)、延伸溫度、易接著層之厚度)、易接著薄膜之評估結果(鹼殘量、有無界面層、粒子之分散性及固定性、霧度、耐黏結性、密著性)、以及偏光板的評估結果(偏光件與易接著薄膜之接著力、耐久試驗後有無不均)。
在比較例1~3中,易接著層之厚度為300nm,皆於偏光板之耐久試驗後確認有筋條狀不均。比較例6係在延伸後之薄膜上塗佈易接著組成物而形成易接著層,鹼殘量多,且易接著薄膜與偏光件之接著力不夠充分。又,在比較例6中,耐久試驗後之偏光板不只有觀察到筋條狀不均,面內整體還產生了不均。吾等認為,比較例6之接著力下降及耐久試驗後的不均皆因易接著層中之鹼殘成分所造成。
比較例4使用具有與易接著層之厚度相同之粒徑的粒子,於易接著薄膜確認有與輸送輥之周長相同間距的凹痕。吾等認為這是因脫落的微粒子汙染製程所造成。比較例5係使用具有比易接著層之厚度更大粒徑的粒子,亦與比較例4同樣地確認有間距性的凹痕。
實施例13及比較例4係易接著層之厚度為150nm,與其他例相比,偏光件與易接著薄膜之接著力變小。由該等結果可知,易接著層之厚度愈大,愈有接著力變高的傾向。
實施例1~12的易接著薄膜皆無因粒子脫落所造成的外觀不良。並且,耐久試驗後之偏光板上未發現不均,擁有良好的外觀。
實施例9設有含5重量%之平均粒徑35nm之粒子的易接著層,與其他實施例相比,耐黏結性變低。另一方面,實施例2、3、11、13含有5重量%之平均粒徑150nm的粒子、及實施例5、6含有5重量%之平均粒徑110nm的粒子,皆展現優異的耐黏結性。此外,實施例7、8含有15重量%之平均粒徑35nm的粒子,也展現了優異的耐黏結性。由該等結果可知,加大易接著層之粒子粒徑、及增加粒子含量,有助於提升耐黏結性。
實施例8含有15%之平均粒徑35nm的粒子,觀察到粒子之分散性降低。吾等認為這乃是因為粒徑小的粒子分散性較低,因此含量一大,就變得容易凝集所致。在實施例7中,藉由使延伸溫度比實施例8更低來增加鹼殘量,而得到良好的粒子分散性。惟,如上述,鹼殘量多時,須留意可能成為接著性降低、或耐久試驗後不均等外觀不良之原因。並且,為了確保粒子之分散性,必須將鹼殘量保持在預定值以上,操作範圍可能會變狹隘。
實施例1~3及實施例10~12使用平均粒徑150nm之粒子,以及實施例4~6使用平均粒徑110nm之粒子,粒子之分散性及耐黏結性皆良好。由該等結果可知,藉由使用粒徑大於100nm的微粒子,即使是少量粒子,依舊可提高耐黏結性,就算鹼殘量很少,還是可以獲得粒子在易接著層中之分散性優異的易接著薄膜。
1:易接著薄膜
2:透明保護薄膜
5:偏光件
6,7:接著劑層
11:薄膜基材
15:易接著層
100:偏光板
圖1係顯示易接著薄膜之構成例的截面圖。
圖2係顯示偏光板之構成例的截面圖。
1:易接著薄膜
11:薄膜基材
15:易接著層
Claims (14)
- 一種易接著薄膜,係於透明薄膜基材之表面具備易接著層者, 前述易接著層含有黏結劑樹脂及微粒子, 前述易接著層之厚度為120~260nm, 前述微粒子之平均一次粒徑係前述易接著層之厚度的0.1~0.9倍, 前述易接著層之鹼成分的含量為200ppm以下。
- 如請求項1之易接著薄膜,其中前述微粒子之平均一次粒徑大於100nm且在200nm以下。
- 如請求項1或2之易接著薄膜,其中前述易接著層中之前述微粒子的含量為3~50重量%。
- 如請求項1或2之易接著薄膜,其中前述透明薄膜基材為丙烯酸系薄膜。
- 如請求項1或2之易接著薄膜,其中前述易接著層之前述黏結劑樹脂為胺甲酸乙酯系樹脂。
- 如請求項1或2之易接著薄膜,其中在前述透明薄膜基材與前述易接著層之界面存在一前述透明薄膜基材中埋設有前述微粒子之區域。
- 一種易接著薄膜之製造方法,係用以製造如請求項1至6中任一項之易接著薄膜之方法, 該製造方法係將含有黏結劑樹脂或其前驅物質、微粒子、鹼成分及溶劑的易接著組成物塗佈於透明薄膜基材之表面, 並在比前述透明薄膜基材之玻璃轉移溫度高10℃以上的溫度下將前述易接著組成物加熱,使前述溶劑及前述鹼成分揮發。
- 如請求項7之易接著薄膜之製造方法,其中前述易接著組成物含有選自於由胺及氨所構成群組中之1種以上作為前述鹼成分。
- 如請求項8之易接著薄膜之製造方法,其中前述易接著組成物包含沸點為150℃以下之胺作為前述鹼成分。
- 如請求項7至9中任一項之易接著薄膜之製造方法,其中前述鹼成分具有促進前述微粒子分散之作用。
- 如請求項7至9中任一項之易接著薄膜之製造方法,其中前述易接著組成物含有聚胺甲酸乙酯前驅物質作為前述黏結劑樹脂之前驅物質,且包含三級胺作為前述鹼成分。
- 如請求項7至9中任一項之易接著薄膜之製造方法,其係在比前述透明薄膜基材之玻璃轉移溫度高10℃以上的溫度下將前述易接著組成物加熱,同時將塗佈了前述易接著組成物之前述透明薄膜基材朝至少1方向延伸。
- 一種偏光板,具備具有第一主面及第二主面之聚乙烯醇系偏光件、及透明薄膜,且該透明薄膜係透過接著劑層貼合在前述偏光件之第一主面;並且 前述透明薄膜係如請求項1至6中任一項之易接著薄膜。
- 一種影像顯示裝置,具有影像顯示單元與如請求項13之偏光板。
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