TW202114867A - 附相位差層之偏光板及使用其之影像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種已抑制加熱時產生裂痕之附相位差層之偏光板。本發明實施形態之附相位差層之偏光板具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光件與配置於該偏光件之一側之保護層。該偏光件係以聚乙烯醇系樹脂薄膜構成,且聚乙烯醇之定向函數為0.30以下;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該保護層之厚度為10µm以下。又,本發明另一實施形態之附相位差層之偏光板具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光件與配置於該偏光件之一側之保護層。該偏光件之穿刺強度為30gf/µm以上;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該保護層之厚度為10µm以下。
Description
本發明涉及附相位差層之偏光板及使用其之影像顯示裝置。
近年來,以液晶顯示裝置及電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置)為代表之影像顯示裝置急速普及。影像顯示裝置代表上係使用偏光板及相位差板。在實際應用上,廣泛使用偏光板與相位差板一體化而成的附相位差層之偏光板(例如專利文獻1)。而最近隨著對於影像顯示裝置薄型化之需求提高,對於附相位差層之偏光板的薄型化需求亦逐漸提高。又,近年來對於彎曲的影像顯示裝置及/或可撓曲或可彎折的影像顯示裝置之需求日益提高。因此,對於偏光板及附相位差層之偏光板亦要求更進一步的薄型化及更進一步的柔軟化。
作為將偏光板薄型化之方法,業已提出將保護層之厚度減薄、及僅於偏光件單側積層保護層。然而,該等方法無法充分保護偏光件,尚有改善耐久性之餘地。並且有容易因加熱處理而產生裂痕的問題。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開第2001-343521號公報
發明欲解決之課題
本發明是為了解決上述以往之課題而成者,其主要目的在於提供一種已抑制加熱時產生裂痕的附相位差層之偏光板。
用以解決課題之手段
本發明實施形態之附相位差層之偏光板具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光件與配置於該偏光件之一側的保護層。該偏光件係以聚乙烯醇系樹脂薄膜構成,且聚乙烯醇之定向函數為0.30以下;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該保護層之厚度為10µm以下。
本發明另一實施形態之附相位差層之偏光板具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光件與配置於該偏光件之一側的保護層。該偏光件之穿刺強度為30gf/µm以上;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該保護層之厚度為10µm以下。
在一實施形態中,上述附相位差層之偏光板的總厚度為30µm以下。
在一實施形態中,上述偏光件之厚度為10µm以下。
在一實施形態中,上述偏光件之單體透射率為40.0%以上,且偏光度為99.0%以上。
在一實施形態中,上述保護層係以選自於由下列所構成群組中之至少1種構成:熱塑性丙烯酸系樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物、環氧樹脂之光陽離子硬化物及環氧樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物。
在一實施形態中,上述熱塑性丙烯酸系樹脂具有選自於由內酯環單元、戊二酸酐單元、戊二醯亞胺單元、馬來酸酐單元及馬來醯亞胺單元所構成群組中之至少1個重複單元。
在一實施形態中,上述保護層係環氧樹脂之光陽離子硬化物,且該環氧樹脂具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種。
本發明之另一面向係提供一種影像顯示裝置。該影像顯示裝置包含上述附相位差層之偏光板。
發明效果
根據本發明之實施形態,提供一種附相位差層之偏光板,其具有:聚乙烯醇(PVA)之定向函數為0.30以下的偏光件、厚度10µm以下之保護層、及液晶定向化合物之定向固化層的相位差層。又,根據本發明之另一實施形態,提供一種附相位差層之偏光板,其具有:穿刺強度為30gf/µm以上之偏光件、厚度10µm以下之保護層、及液晶定向化合物之定向固化層的相位差層。藉由製成所述附相位差層之偏光板,便能將附相位差層之偏光板薄型化,並可抑制加熱時產生裂痕。並且還可抑制彎折時產生裂痕。
以下說明本發明之實施形態,惟本發明不受該等實施形態限定。
(用語及符號之定義)
本說明書中之用語及符號之定義如下。
(1)折射率(nx、ny、nz)
「nx」為面內折射率成最大的方向(亦即慢軸方向)之折射率,「ny」為在面內與慢軸正交之方向(亦即快軸方向)之折射率,而「nz」為厚度方向之折射率。
(2)面內相位差(Re)
「Re(λ)」係於23℃下以波長λnm之光測得之面內相位差。譬如,「Re(550)」係於23℃下以波長550nm之光測得之面內相位差。Re(λ)可於令層(薄膜)之厚度為d(nm)時,藉由式:Re(λ)=(nx-ny)×d求得。
(3)厚度方向之相位差(Rth)
「Rth(λ)」係於23℃下以波長λnm之光測得之厚度方向的相位差。譬如,「Rth(550)」係於23℃下以波長550nm之光測得之厚度方向的相位差。Rth(λ)可於令層(薄膜)厚度為d(nm)時,藉由式:Rth(λ)=(nx-nz)×d求得。
(4)Nz係數
Nz係數可藉由Nz=Rth/Re求得。
(5)角度
本說明書中提及角度時,該角度包含相對於基準方向往順時針方向及逆時針方向兩者。因此,譬如「45°」係指±45°。
A.附相位差層之偏光板之整體構成
圖1係本發明之一實施形態之附相位差層之偏光板的概略截面圖。本實施形態之附相位差層之偏光板100具有偏光板10與相位差層20。偏光板10包含:偏光件11、配置於偏光件11之一側的第1保護層12、及配置於偏光件11之另一側的第2保護層13。亦可因應目的省略第1保護層12及第2保護層13之其中一者。譬如,當相位差層20可作為偏光件11之保護層發揮機能時,亦可省略第2保護層13。相位差層20係透過任意適當之黏著劑層或接著劑層(未圖示)積層於偏光件11或第2保護層13。在本發明之實施形態中,偏光件11係以聚乙烯醇系樹脂薄膜構成,且聚乙烯醇之定向函數為0.30以下。在本發明之另一實施形態中,偏光件11之穿刺強度為30gf/µm以上。且,保護層之厚度為10µm以下。偏光板100具備第1保護層12及第2保護層13時,只要至少其中一保護層之厚度為10µm以下即可,並宜為第1保護層12及第2保護層13兩者之厚度為10µm以下。在一實施形態中,偏光板100可於視辨側之保護層(譬如第1保護層12)之不與偏光件11相接之側形成硬塗層。在該實施形態中,保護層之厚度與硬塗層之厚度的合計宜為10µm以下。
圖2為本發明之另一實施形態之附相位差層之偏光板之概略截面圖。如圖2所示,另一實施形態之附相位差層之偏光板101中,亦可設有另一相位差層50以及/或者導電層或附導電層之各向同性基材60。另一相位差層50以及導電層或附導電層之各向同性基材60代表上可設於相位差層20之外側(與偏光板10相反之側)。另一相位差層代表上折射率特性係顯示nz>nx=ny之關係。另一相位差層50以及導電層或附導電層之各向同性基材60代表上係從相位差層20側起依序設置。另一相位差層50以及導電層或附導電層之各向同性基材60代表上係因應需要而設置之任意層,可省略任一者或兩者。此外,為求方便,有時會將相位差層20稱為第1相位差層,且將另一相位差層50稱為第2相位差層。另外,若是設置導電層或附導電層之各向同性基材,則附相位差層之偏光板可應用於在影像顯示單元(例如有機EL單元)與偏光板間組入有觸控感測器的所謂內觸控面板型輸入顯示裝置。
圖3為本發明之又另一實施形態之附相位差層之偏光板之概略截面圖。本發明實施形態中,第1相位差層20係液晶化合物的向固化層。第1相位差層20可為如圖1及圖2所示之定向固化層的單一層,亦可具有如圖3所示之第1定向固化層21與第2定向固化層22的積層結構。
上述實施形態可適當組合,亦可於上述實施形態之構成要素添加業界中顯明的變更。譬如,亦可於圖3之附相位差層之偏光板102進一步設置第2相位差層50以及/或者導電層或附導電層之各向同性基材60。又譬如亦可將在第2相位差層50的外側設置附導電層之各向同性基材60的構成替換為在光學上等效之構成(例如第2相位差層與導電層之積層體)。
本發明實施形態之附相位差層之偏光板亦可包含有其他相位差層。其他相位差層之光學特性(例如折射率特性、面內相位差、Nz係數、光彈性係數)、厚度、配置位置等可按目適當設定。
本發明實施形態之附相位差層之偏光板可為薄片狀亦可為長條狀。本說明書中所謂「長條狀」意指相對於寬度而言長度足夠長的細長形狀,舉例而言包含相對於寬度而言長度為10倍以上之細長形狀,且宜為20倍以上之細長形狀。長條狀附相位差層之偏光板可捲成卷狀。
於實際使用上,可於相位差層之與偏光板相反之側設置黏著劑層(未圖示),且附相位差層之偏光板可貼附於影像顯示單元。並且,黏著劑層之表面宜在附相位差層之偏光板供於使用之前暫時黏附剝離薄膜。藉由暫時黏附剝離薄膜,可在保護黏著劑層的同時形成捲料。
附相位差層之偏光板的總厚度宜為30µm以下,且較佳為25µm以下,更佳為20µm以下。總厚度例如可為10µm以上。根據本發明實施形態,可實現如所述極薄之附相位差層之偏光板。此外,亦可抑制加熱時產生裂痕。所述附相位差層之偏光板可具有極優異之可撓性及彎折耐久性。所述附相位差層之偏光板尤可適於應用於彎曲的影像顯示裝置及/或可撓曲或彎折的影像顯示裝置。另外,所謂附相位差層之偏光板的總厚度係指扣除用以使偏光板與面板或玻璃等外部被黏體密著的黏著劑層後,構成附相位差層之偏光板的所有層之厚度合計(亦即附相位差層之偏光板的總厚度不包含用以將附相位差層之偏光板貼附至影像顯示單元等鄰接構件的黏著劑層及可暫時黏附於其表面的剝離薄膜之厚度)。
本發明實施形態之附相位差層之偏光板的單位重量例如為6.5mg/cm2
以下,宜為2.0mg/cm2
~6.0mg/cm2
,且宜為3.0mg/cm2
~5.5mg/cm2
,更宜為3.5mg/cm2
~5.0mg/cm2
。在顯示面板為薄板狀時,面板會因附相位差層之偏光板的重量而輕微變形,有發生顯示不良之虞。若利用具有6.5mg/cm2
以下之單位重量的附相位差層之偏光板,則可防止所述面板變形。又,具有上述單位重量的附相位差層之偏光板即使在已薄型化後處理性仍良好,且可發揮極優異的可撓性及彎折耐久性。
以下針對附相位差層之偏光板的構成要素進行更詳細說明。
B.偏光板
B-1.偏光件
本發明之實施形態的偏光件係以聚乙烯醇(PVA)系樹脂薄膜構成,且定向函數為0.30以下。只要為所述構成,便可抑制加熱時產生裂痕,尤其能夠抑制沿偏光件之吸收軸方向產生裂痕。且,在加熱時以外亦能顯著抑制偏光件沿吸收軸方向裂開(破裂)。結果,可獲得撓曲性非常優異之偏光件(結果而言為偏光板)。所述偏光件(結果而言為偏光板)可適用於彎曲的影像顯示裝置,較佳為可彎折之影像顯示裝置,更佳為可折疊之影像顯示裝置。定向函數宜為0.28以下,較佳為0.26以下,更佳為0.25以下。定向函數例如可為0.05以上。定向函數若過小,有無法獲得可容許之單體透射率及/或偏光度之情形。
定向函數(f)例如係用傅立葉轉換紅外光譜光度計(FT-IR)並以偏光作為測定光,藉由衰減全反射分光(ATR:attenuated total reflection)測定來求得。具體而言,係於相對於測定光之偏光方向使偏光件之延伸方向呈平行及呈垂直之狀態下實施測定,並使用所得吸光度光譜之2941cm-1
的強度,依下述式算出。在此,強度I係以3330cm-1
為參考峰值,而為2941cm-1
/3330cm-1
之值。另外,f=1時為完全定向,f=0時為無規。又,吾等認為2941cm-1
之波峰起因於偏光件中之PVA主鏈(-CH2
-)之振動的吸收。
f=(3<cos2
θ>-1)/2
=(1-D)/[c(2D+1)]
=-2×(1-D)/(2D+1)
惟,
以c=(3cos2
β-1)/2,2941cm-1
之振動時,β=90°。
θ:分子鏈相對於延伸方向之角度
β:躍遷偶極矩相對於分子鏈軸之角度
D=(I⊥
)/(I//
) (此時,PVA分子越定向,D越大)
I⊥
:測定光之偏光方向與偏光件之延伸方向呈垂直時之吸收強度
I//
:測定光之偏光方向與偏光件之延伸方向呈平行時之吸收強度
偏光件之厚度宜為10µm以下,較佳為8µm以下,更佳為7µm以下。偏光件的厚度可為例如1µm以上。偏光件的厚度可在一實施形態中為2µm~6µm、在另一實施形態中為2µm~4µm、在又另一實施形態中為2µm~3µm,在又另一實施形態中為5.5µm~7.5µm,在又另一實施形態中為6µm~7.2µm。藉由使偏光件之厚度極為薄化,可使熱收縮極低。吾等推測所述構成亦有助於抑制吸收軸方向之斷裂。
偏光件宜在波長380nm~780nm的任一波長下顯示吸收二色性。偏光件之單體透射率宜為40.0%以上,較佳為41.0%以上。單體透射率例如可在49.0%以下。偏光件之單體透射率在一實施形態中為40.0%~45.0%。偏光件之偏光度宜為99.0%以上,較佳為99.4%以上。偏光度例如可為99.999%以下。偏光件之偏光度在一實施形態中為99.0%~99.99%。根據本發明,即便如上述般定向函數非常小,仍可實現所述之實際使用上可容許之單體透射率及偏光度。吾等推測其係因後述之製造方法所致。此外,單體透射率代表上係使用紫外線可見光分光光度計來測定並進行視感度校正所得之Y值。偏光度代表上係基於使用紫外線可見光分光光度計測定並進行視感度校正所得之平行透射率Tp及正交透射率Tc,透過下述式來求得。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2
×100
本發明之實施形態中,偏光件之穿刺強度為30gf/µm以上,並宜為35gf/µm以上,較佳為40gf/µm以上,更佳為45gf/µm以上,尤佳為50gf/µm以上。穿刺強度例如可為80gf/µm以下。藉由將偏光件之穿刺強度設為所述範圍,可顯著抑制偏光件沿吸收軸方向裂開。結果,可獲得撓曲性非常優異之偏光件(結果而言為偏光板)。穿刺強度表示以預定強度穿刺偏光件時之偏光件的破裂耐性。穿刺強度例如可以於壓縮試驗機上裝設預定之針,並將該針以預定速度穿刺偏光件時偏光件要破裂之強度(斷裂強度)來表示。此外,從單位可明顯知道,穿刺強度意指偏光件之每單位厚度(1μm)的穿刺強度。
偏光件係如上述以PVA系樹脂薄膜構成。較佳為構成PVA系樹脂薄膜(實質上為偏光件)之PVA系樹脂包含經乙醯乙醯基改質之PVA系樹脂。只要為所述構成,便可獲得具有所期望之穿刺強度的偏光件。當設PVA系樹脂整體為100重量%時,經乙醯乙醯基改質之PVA系樹脂之摻混量宜為5重量%~20重量%,更宜為は8重量%~12重量%。只要摻混量為所述範圍,便可將穿刺強度設為更適宜之範圍。
偏光件在代表上可使用兩層以上之積層體來製作。使用積層體而獲得之偏光件的具體例,可舉出使用樹脂基材與經塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光件。使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光件,舉例而言可透過下列程序製作:將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材,並使其乾燥而於樹脂基材上形成PVA系樹脂層,而獲得樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體;將該積層體延伸並染色而將PVA系樹脂層製成偏光件。本實施形態中,宜於樹脂基材之單側形成包含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層。延伸在代表上包含使積層體浸漬於硼酸水溶液中來延伸。並且,延伸宜更包含下述步驟:在硼酸水溶液中延伸之前,在高溫(例如95℃以上)下將積層體進行空中延伸。在本發明之實施形態中,延伸之總倍率例如為3.0倍~4.5倍,與一般相比顯著較小。即便為所述延伸之總倍率,藉由添加鹵化物及乾燥收縮處理之組合,可獲得具有可容許之光學特性之偏光件。並且,本發明實施形態中,空中輔助延伸之延伸倍率宜較硼酸水中延伸之延伸倍率更大。藉由製成所述構成,即便延伸之總倍率小,仍可獲得具有可容許之光學特性之偏光件。並且,積層體宜供於一邊沿長邊方向輸送一邊加熱藉此使其於寬度方向收縮1%~10%之乾燥收縮處理。在一實施形態中,偏光件之製造方法包含對積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理與乾燥收縮處理。藉由導入輔助延伸,即便是在將PVA塗佈於熱塑性樹脂上時仍可提升PVA之結晶性,而可達成高光學特性。又,同時事先提高PVA之定向性,可防止在之後的染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時,PVA之定向性降低或溶解等問題,而可達成高光學特性。另外,將PVA系樹脂層浸漬於液體中時,相較於PVA系樹脂層不含鹵化物之情況,更能抑制聚乙烯醇分子之定向紊亂及定向性之降低。藉此,可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而得之偏光件的光學特性。另外,透過乾燥收縮處理使積層體於寬度方向上收縮,可提升光學特性。可以直接使用所得樹脂基材/偏光件之積層體(即,可將樹脂基材作為偏光件之保護層),亦可從樹脂基材/偏光件之積層體剝離樹脂基材並於該剝離面視目的積層任意且適當的保護層後來使用。關於偏光件之製造方法的詳細內容將於B-2項說明。
B-2.偏光件之製造方法
本發明之一實施形態之偏光件之製造方法包含以下步驟:於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含有鹵化物與聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)之聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層),而製成積層體;及,對積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理與乾燥收縮處理,該乾燥收縮處理係將積層體一邊沿長邊方向輸送一邊加熱,藉此使其於寬度方向收縮1%~10%。PVA系樹脂層中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份。乾燥收縮處理宜使用加熱輥進行處理,且加熱輥溫度宜為60℃~120℃。積層體因進行乾燥收縮處理所致之寬度方向之收縮率宜為1%~10%。根據所述製造方法可獲得在上述B-1項所說明之偏光件。尤其,藉由製作含有含鹵化物之PVA系樹脂層的積層體,並將上述積層體之延伸設為包含空中輔助延伸及水中延伸的多階段延伸,再以加熱輥加熱延伸後之積層體,可以獲得具有優異光學特性(代表上為單體透射率及單位吸光度)的偏光件。
B-2-1.製作積層體
製作熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體的方法可以採用任意且適當的方法。較佳的是在熱塑性樹脂積層的表面,藉由塗佈包含鹵化物及PVA系樹脂的塗佈液後使其乾燥,而在熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層。如上述,PVA系樹脂層中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份。
塗佈液之塗佈方法可採用任意且適當的方法。例如可舉出輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、簾塗法、噴塗法、刮刀式塗佈法(逗號塗佈法等)等。上述塗佈液之塗佈、乾燥溫度宜為50℃以上。
PVA系樹脂層之厚度宜為2µm~30µm,更宜為2µm~20µm。藉由使延伸前之PVA系樹脂層之厚度如所述非常薄、且如後述縮小總延伸倍率,可製得即便定向函數非常小仍具有可容許之單體透射率及偏光度的偏光件。
在形成PVA系樹脂層之前,可對熱塑性樹脂基材施行表面處理(例如電暈處理等),也可於熱塑性樹脂基材上形成易接著層。藉由進行所述處理,可提升熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之密著性。
B-2-1-1.熱塑性樹脂基材
熱塑性樹脂基材可採用任意適當的熱塑性樹脂薄膜。關於熱塑性樹脂基材之詳細內容,例如記載於日本特開2012-73580號公報及日本專利第6470455號。本說明書中係援用該公報之整體記載內容作為參考。
B-2-1-2.塗佈液
塗佈液係如上述包含鹵化物與PVA系樹脂。上述塗佈液代表上係已使上述鹵化物及上述PVA系樹脂溶解於溶劑中之溶液。作為溶劑,可舉例如水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、各種甘醇類、三羥甲丙烷等多元醇類、伸乙二胺、二伸乙三胺等胺類。其等可單獨使用,或組合二種以上來使用。該等中又以水為佳。溶液之PVA系樹脂濃度相對於溶劑100重量份宜為3重量份~20重量份。只要為所述樹脂濃度,便可形成密著於熱塑性樹脂基材且均勻的塗佈膜。塗佈液中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份。
塗佈液中亦可摻混添加劑。添加劑可舉如塑化劑、界面活性劑等。塑化劑可舉例如乙二醇或丙三醇等多元醇。界面活性劑可舉例如非離子性界面活性劑。該等可為了進一步提升所得PVA系樹脂層的均勻性或染色性、延伸性而使用。
上述PVA系樹脂可採用任意且適當的樹脂。例如可舉出聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得。乙烯-乙烯醇共聚物可藉由將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而得。PVA系樹脂之皂化度通常為85莫耳%~100莫耳%,宜為95.0莫耳%~99.95莫耳%,更宜為99.0莫耳%~99.93莫耳%。皂化度係依JIS K 6726-1994而求得。藉由使用所述皂化度的PVA系樹脂,可獲得耐久性優異的偏光件。皂化度太高時,會有膠化之虞。如上述,PVA系樹脂宜包含經乙醯乙醯基改質之PVA系樹脂。
PVA系樹脂的平均聚合度可按目的適當選擇。平均聚合度通常為1000~10000,宜為1200~4500,更宜為1500~4300。另,平均聚合度可按JIS K 6726-1994而求得。
上述鹵化物可採用任意且適當的鹵化物。例如可舉出碘化物及氯化鈉。碘化物例如可舉出碘化鉀、碘化納及碘化鋰。該等中又以碘化鉀為佳。
塗佈液中之鹵化物量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份,更宜相對於PVA系樹脂100重量份為10重量份~15重量份。若鹵化物之量相對於PVA系樹脂100重量份為大於20重量份,則會有鹵化物溢出而使最後製得之偏光件變白濁之情形。
一般而言,藉由PVA系樹脂層延伸,PVA系樹脂中之聚乙烯醇分子的定向性會變高,但若將延伸後之PVA系樹脂層浸漬於含水的液體中,聚乙烯醇分子之定向會紊亂,而有定向性降低的情況。尤其是在對熱塑性樹脂與PVA系樹脂層的積層體進行硼酸水中延伸時,為了使熱塑性樹脂之延伸穩定而以比較高的溫度在硼酸水中延伸上述積層體時,上述定向度降低的傾向會十分顯著。例如,相對於一般是在60℃下進行PVA薄膜單體於硼酸水中的延伸,A-PET(熱塑性樹脂基材)與PVA系樹脂層之積層體的延伸是在70℃前後之溫度的較高溫度下進行,在該情況下,延伸初始之PVA的定向性可能會在因水中延伸而上升前的階段即降低。相對於此,藉由製作含有鹵化物之PVA系樹脂層與熱塑性樹脂基材的積層體,並於在硼酸水中延伸積層體之前在空氣中進行高溫延伸(輔助延伸),便可促進輔助延伸後之積層體的PVA系樹脂層中之PVA系樹脂之結晶化。其結果,在將PVA系樹脂層浸漬於液體中時,相較於PVA系樹脂層不含鹵化物的情況,可以抑制聚乙烯醇分子之定向的紊亂以及定向性的降低。藉此,可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而得之偏光件的光學特性。
B-2-2.空中輔助延伸處理
尤其,為了獲得高度之光學特性,會選擇組合乾式延伸(輔助延伸)及硼酸水中延伸之2段延伸的方法。如2段延伸之方式,藉由導入輔助延伸,可一邊抑制熱塑性樹脂基材之結晶化一邊進行延伸。並且當在熱塑性樹脂基材上塗布PVA系樹脂時,為了抑制熱塑性樹脂基材之玻璃移轉溫度的影響,必須比將PVA系樹脂塗佈於通常之金屬圓筒上時更加降低塗佈溫度,結果可能導致產生PVA系樹脂的結晶化相對變低而無法獲得充分之光學特性的問題。相對於此,藉由導入輔助延伸,則在將PVA系樹脂塗佈於熱塑性樹脂上時,仍可提高PVA系樹脂之結晶性,而能夠達成高度之光學特性。並且,藉由事前同時提高PVA系樹脂之定向性,可在後續染色步驟及延伸步驟浸漬於水中時,防止PVA系樹脂之定向性的降低及溶解等的問題,而可達成高度的光學特性。
空中輔助延伸之延伸方法可為固定端延伸(例如使用拉幅延伸機來延伸之方法),亦可為自由端延伸(例如使積層體通過不同周速的輥件間來進行單軸延伸之方法)。為了獲得高光學特性,可積極採用自由端延伸。在一實施形態中,空中延伸處理包含加熱輥延伸步驟,該步驟是將上述積層體沿其長邊方向輸送,同時藉由加熱輥間之周速差而進行延伸。空中延伸處理代表上為包含區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟。另,區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟之順序並無限定,可以先進行區域延伸步驟,亦可先進行加熱輥延伸步驟。亦可省略區域延伸步驟。在一實施形態中,可依序進行區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟。又,在其他實施形態中,拉幅延伸機是把持薄膜端部,並將拉幅機間之距離朝流動方向擴展而進行延伸(拉幅機間之距離的擴展即為延伸倍率)。此時,寬度方向(相對於流動方向為垂直方向)之拉幅機的距離是設定成可任意接近。較理想的是可設定成相對於流動方向之延伸倍率來利用自由端延伸作接近。為自由端延伸時,係以寬度方向之收縮率=(1/延伸倍率)1/2
來計算。
空中輔助延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時,延伸倍率為各階段之延伸倍率之積。空中輔助延伸中之延伸方向宜與水中延伸之延伸方向大致相同。
空中輔助延伸之延伸倍率宜為1.0倍~4.0倍,且宜為1.5倍~3.5倍,更宜為2.0倍~3.0倍。空中輔助延伸之延伸倍率只要為所述範圍,便可在與水中延伸組合時將延伸之總倍率設定為所期望之範圍,而可實現所欲之定向函數。其結果,可獲得沿吸收軸方向之斷裂經抑制的偏光件。並且如上述,空中輔助延伸之延伸倍率宜較硼酸水中延伸之延伸倍率更大。藉由製成所述構成,可獲得即便延伸之總倍率小仍具有可容許之光學特性之偏光件。
空中輔助延伸之延伸溫度可因應熱塑性樹脂基材之形成材料、延伸方式等設定成任意且適當之值。延伸溫度宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上,更宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上,尤宜為Tg+15℃以上。另一方面,延伸溫度之上限宜為170℃。在所述溫度下延伸可抑制PVA系樹脂之結晶化快速進展,而可抑制該結晶化所造成的不良情況(例如,因延伸而妨礙PVA系樹脂層之定向)。
B-2-3.不溶解處理、染色處理及交聯處理
視需要,在空中輔助延伸處理之後且在水中延伸處理或染色處理之前,施行不溶解處理。上述不溶解處理代表上可藉由將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。上述染色處理代表上係以二色性物質(代表上為碘)將PVA系樹脂層染色來進行。視需要,在染色處理之後且在水中延伸處理之前,施行交聯處理。上述交聯處理代表上可將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。關於不溶解處理、染色處理及交聯處理的詳細內容,例如記載於日本特開2012-73580號公報(上述)。
B-2-4.水中延伸處理
水中延伸處理是將積層體浸漬於延伸浴中來進行。藉由水中延伸處理,可在比上述熱塑性樹脂基材或PVA系樹脂層之玻璃轉移溫度(代表上為80℃左右)更低的溫度下延伸,而可在抑制PVA系樹脂層結晶化的同時進行延伸。結果可製出具有優異光學特性之偏光件。
積層體之延伸方法可採用任意且適當的方法。具體而言,可為固定端延伸,亦可為自由端延伸(例如使積層體通過周速不同之輥間以行單軸延伸的方法)。較理想的是選擇自由端延伸。積層體之延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時,延伸之總倍率為各階段之延伸倍率之積。
水中延伸宜使積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行(硼酸水中延伸)。藉由使用硼酸水溶液作為延伸浴,可對PVA系樹脂層賦予得以承受延伸時所受張力的剛性及不溶解於水的耐水性。具體上,硼酸在水溶液中會生成四羥基硼酸陰離子而可藉由氫鍵與PVA系樹脂交聯。結果可賦予PVA系樹脂層剛性與耐水性,進行良好地延伸,從而製出具有優異光學特性之偏光件。
上述硼酸水溶液宜使硼酸及/或硼酸鹽溶解於屬溶劑的水而獲得。硼酸濃度相對於水100重量份宜為1重量份~10重量份,更宜為2.5重量份~6重量份,尤宜為3重量份~5重量份。藉由將硼酸濃度設為1重量份以上,可有效抑制PVA系樹脂層之溶解,製造特性更高之偏光件。此外,除硼酸或硼酸鹽外,亦可使用將硼砂等之硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於溶劑而得之水溶液。
宜於上述延伸浴(硼酸水溶液)中摻混碘化物。藉由摻混碘化物,可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘的溶出。碘化物之具體例如上述。碘化物之濃度相對於水100重量份宜為0.05重量份~15重量份,更宜為0.5重量份~8重量份。
延伸溫度(延伸浴之浴溫)宜為40℃~85℃,更宜為60℃~75℃。只要為所述溫度,便可抑制PVA系樹脂層溶解,同時又可高倍率延伸。具體上如上述,熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)在形成PVA系樹脂層之關聯下宜為60℃以上。此時,延伸溫度若低於40℃,即使考慮以水將熱塑性樹脂基材可塑化,也恐無法良好延伸。另一方面,延伸浴之溫度愈高溫,PVA系樹脂層之溶解性就愈高,恐無法獲得優異的光學特性。積層體浸漬於延伸浴之浸漬時間宜為15秒~5分鐘。
水中延伸進行之延伸倍率宜為1.0倍~3.0倍,且宜為1.0倍~2.0倍,更宜為1.0倍~1.5倍。水中延伸之延伸倍率只要為所述範圍,便可將延伸之總倍率設定為所期望之範圍,而可實現所欲之定向函數。其結果,可獲得沿吸收軸方向之斷裂經抑制的偏光件。延伸之總倍率(組合空中輔助延伸與水中延伸時之延伸倍率的合計)如上述,相對於積層體之原長例如為3.0倍~4.5倍,宜為3.0倍~4.0倍,以3.0倍~3.5倍更佳。藉由適當組合對塗佈液添加鹵化物、調整空中輔助延伸及水中延伸之延伸倍率、及乾燥收縮處理,便能獲得即便為所述延伸之總倍率仍具有可容許之光學特性的偏光件。
B-2-5.乾燥收縮處理
上述乾燥收縮處理可藉由加熱區域整體而進行之區加熱來實施,亦可藉由加熱輸送輥(使用所謂之加熱輥)來實施(加熱輥乾燥方式)。較理想的是使用該兩者。藉由使用加熱輥使其乾燥,可有效率地抑制積層體之加熱捲曲,而製造出外觀優異的偏光件。具體而言,在使積層體沿著加熱輥的狀態下進行乾燥,可有效率地促進上述熱塑性樹脂基材之結晶化而增加結晶化度,即便在較低之乾燥溫度下,仍可良好地增加熱塑性基材之結晶化度。結果熱塑性樹脂基材之剛性增加而成為得以承受PVA系樹脂層因乾燥而收縮的狀態,從而捲曲受到抑制。又,由於使用加熱輥,可以將積層體維持在平坦的狀態並進行乾燥,因此不僅彎曲還可抑制皺褶的產生。此時,積層體可透過乾燥收縮處理使其於寬度方向收縮,來提升光學特性。這是由於可有效提升PVA及PVA/碘錯合物之定向性所致。積層體因乾燥收縮處理所行之寬度方向的收縮率宜為1%~10%,較佳為2%~8%,尤佳為4%~6%。
圖4係顯示乾燥收縮處理之一例的概略圖。乾燥收縮處理是藉由已加熱至預定溫度的輸送輥R1~R6與導輥G1~G4來輸送積層體200並同時使其乾燥。圖示例中,是以可使PVA樹脂層的面與熱塑性樹脂積層的面交互連續加熱的方式配置輸送輥R1~R6,但例如亦可以僅連續加熱積層體200之其中一面(例如熱塑性樹脂基材面)的方式配置輸送輥R1~R6。
藉由調整輸送輥之加熱溫度(加熱輥之溫度)、加熱輥之數量、及與加熱輥的接觸時間等,可控制乾燥條件。加熱輥之溫度宜為60℃~120℃,更宜為65℃~100℃,尤宜為70℃~80℃。可在可良好地增加熱塑性樹脂之結晶化度而良好地抑制捲曲的同時,製造出耐久性極優異的光學積層體。此外,加熱輥之溫度可以利用接觸式溫度計來測定。圖示例中,雖然設置了6個輸送輥,但輸送輥只要多個即無特別限制。輸送輥通常為2個~40個,較佳為設置4個~30個。積層體與加熱輥之接觸時間(總接觸時間)宜為1秒~300秒,較佳為1~20秒,更佳為1~10秒。
加熱輥可設置於加熱爐(例如烘箱)內,亦可設置於通常之製造生產線(室溫環境下)。較理想的是設置於具備送風機構的加熱爐內。藉由併用加熱輥所進行之乾燥與熱風乾燥,可以抑制加熱輥間之急遽的溫度變化,而可以容易抑制寬度方向之收縮。熱風乾燥的溫度宜為30℃~100℃。又,熱風乾燥時間宜為1秒~300秒。熱風之風速宜為10m/s~30m/s左右。此外,該風速為加熱爐內之風速,可藉由小型葉輪式數位風速計來測定。
B-2-6.其他處理
較理想的是在水中延伸處理之後且在乾燥收縮處理之前施行洗淨處理。上述洗淨處理代表上可藉由將PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。
B-3.保護層
本發明實施形態中,保護層之厚度為10µm以下。藉由保護層之厚度為10µm以下,亦可有助於偏光板的薄型化。上述附相位差層之偏光板即使保護層之厚度在10µm以下,仍可防止加熱時產生裂痕。保護層的厚度宜為7µm以下,較佳為5µm以下,更佳為3µm以下。保護層之厚度例如為1µm以上。
保護層可藉任意適當之材料形成。可舉如三醋酸纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降莰烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明樹脂;(甲基)丙烯酸系、胺甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂;矽氧烷系聚合物等之玻璃質系聚合物。
保護層可為薄膜亦可為塗佈膜之固化物,或可為硬化物(例如光陽離子硬化物)。在一實施形態中,保護層係以選自於由下列所構成群組中之至少1種構成:熱塑性丙烯酸系樹脂(以下簡稱丙烯酸系樹脂)之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物、環氧樹脂之光陽離子硬化物及環氧樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物。以下具體說明。
B-3-1. 熱塑性丙烯酸系樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物
在一實施形態中,保護層係以熱塑性丙烯酸系樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物構成。
B-3-1-1.丙烯酸系樹脂
丙烯酸系樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)宜為100℃以上。結果,保護層之Tg為100℃以上。丙烯酸系樹脂之Tg只要在100℃以上,包含由所述樹脂所得之保護層的偏光板便能成為耐久性優異者。丙烯酸系樹脂之Tg宜為110℃以上,較宜為115℃以上,更宜為120℃以上,尤宜為125℃以上。另一方面,丙烯酸系樹脂之Tg宜為300℃以下,較宜為250℃以下,更宜為200℃以下,尤宜為160℃以下。丙烯酸系樹脂之Tg只要在所述範圍內,成形性便佳。
丙烯酸系樹脂只要具有如上述之Tg,則可採用任意適當之丙烯酸系樹脂。丙烯酸系樹脂在代表上含有(甲基)丙烯酸烷基酯為主成分作為單體單元(重複單元)。本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。構成丙烯酸系樹脂之主骨架的(甲基)丙烯酸烷基酯,可例示如直鏈狀或支鏈狀之烷基碳數為1~18者。其等可單獨使用或組合使用。此外,亦可藉由共聚於丙烯酸系樹脂導入任意且適當的共聚單體。源自(甲基)丙烯酸烷基酯之重複單元代表上由下述通式(1)所示:
通式(1)中,R4
表示氫原子或甲基,R5
表示氫原子或可被取代之碳數1~6之脂肪族或脂環式烴基。取代基可舉如鹵素、羥基。(甲基)丙烯酸烷基酯之具體例可舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羥己酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羥戊酯、2-(羥甲基)丙烯酸甲酯、2-(羥甲基)丙烯酸乙酯、2-(羥乙基)丙烯酸甲酯。通式(1)中,R5
宜為氫原子或甲基。因此,(甲基)丙烯酸烷基酯尤宜為丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯。
丙烯酸系樹脂可僅含有單一的(甲基)丙烯酸烷基酯單元,亦可含有多個上述通式(1)中之R4
及R5
互異的(甲基)丙烯酸烷基酯單元。
丙烯酸系樹脂中之(甲基)丙烯酸烷基酯單元的含有比率宜為50莫耳%~98莫耳%,較宜為55莫耳%~98莫耳%,更宜為60莫耳%~98莫耳%,尤宜為65莫耳%~98莫耳%,最宜為70莫耳%~97莫耳%。含有比率若少於50莫耳%,恐無法充分發揮源自(甲基)丙烯酸烷基酯單元可展現之效果(例如,高耐熱性、高透明性)。上述含有比率若大於98莫耳%,有樹脂變脆而容易破裂,而無法充分發揮高機械強度,使生產性變差之疑慮。
丙烯酸系樹脂宜具有包含環結構之重複單元。包含環結構之重複單元可舉內酯環單元、戊二酸酐單元、戊二醯亞胺單元、馬來酸酐單元、馬來醯亞胺(N-取代馬來醯亞胺)單元。包含環結構之重複單元可僅1種含於丙烯酸系樹脂之重複單元中,亦可2種以上含於其中。
內酯環單元宜為下述通式(2)所示:
[化學式2]
通式(2)中,R1
、R2
及R3
分別獨立表示氫原子或碳數1~20之有機殘基。此外,有機殘基亦可含有氧原子。丙烯酸系樹脂中可僅含有單一的內酯環單元,亦可含有多個上述通式(2)中之R1
、R2
及R3
互異的內酯環單元。具有內酯環單元之丙烯酸系樹脂已載於譬如日本專利特開2008-181078號公報中,而本說明書即援用該公報之記載作為參考。
戊二醯亞胺單元宜為下述通式(3)所示:
通式(3)中,R11
及R12
分別獨立表示氫或碳數1~8之烷基,R13
表示碳數1~18之烷基、碳數3~12之環烷基或碳數6~10之芳基。通式(3)中,理想是R11
及R12
分別獨立為氫或甲基,R13
為氫、甲基、丁基或環己基。更理想是R11
為甲基,R12
為氫,R13
為甲基。丙烯酸系樹脂中可僅含有單一的戊二醯亞胺單元,亦可含有多個上述通式(3)中之R11
、R12
及R13
互異的戊二醯亞胺單元。具有戊二醯亞胺單元之丙烯酸系樹脂例如已記載於日本特開2006-309033號公報、日本特開2006-317560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號公報中,而本說明書即援用該公報之記載作為參考。另,戊二酸酐單元除了上述通式(3)中被R13
取代之氮原子變為氧原子之外,皆適用上述有關戊二醯亞胺單元之說明。
馬來酸酐單元及馬來醯亞胺(N-取代馬來醯亞胺)單元可由名稱特定出結構,因此省略具體說明。
丙烯酸系樹脂中包含環結構之重複單元的含有比率宜為1莫耳%~50莫耳%,較宜為10莫耳%~40莫耳%,更宜為20莫耳%~30莫耳%。含有比率過少時,會有Tg低於100℃之情形,而有所得保護層之耐熱性、耐溶劑性及表面硬度不充分之情形。含有比率過多時,有成形性及透明性不充分之情形。
丙烯酸系樹脂亦可含有(甲基)丙烯酸烷基酯單元及包含環結構之重複單元以外之重複單元。所述重複單元可舉源自可與構成上述單元之單體共聚之乙烯基系單體的重複單元(其他乙烯基系單體單元)。其他乙烯基系單體可舉如:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-(羥甲基)丙烯酸、2-(羥乙基)丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈(Ethacrylonitrile)、烯丙基環氧丙基醚、馬來酸酐、伊康酸酐、N-甲基馬來醯亞胺、N-乙基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、丙烯酸胺乙酯、丙烯酸丙基胺乙酯、甲基丙烯酸二甲基胺乙酯、甲基丙烯酸乙基胺丙酯、甲基丙烯酸環己基胺乙酯、N-乙烯基二乙基胺、N-乙醯基乙烯基胺、烯丙基胺、甲基烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、2-異丙烯基-㗁唑啉、2-乙烯基-㗁唑啉、2-丙烯醯基-㗁唑啉、N-苯基馬來醯亞胺、甲基丙烯酸苯基胺乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對環氧丙基苯乙烯、對胺基苯乙烯、2-苯乙烯基-㗁唑啉等。該等可單獨使用亦可併用。其他乙烯基系單體單元之種類、數量、組合、含有比率等可按目的適當設定。
丙烯酸系樹脂之重量平均分子量宜為1000~2000000,且宜為5000~1000000,更宜為10000~500000,尤宜為50000~500000,最宜為60000~150000。重量平均分子量例如可使用凝膠滲透層析法(GPC系統,Tosoh(東曹)公司製),以聚苯乙烯換算求得。此外,溶劑可使用四氫呋喃。
丙烯酸系樹脂可將上述單體單元適當組合來使用,並藉由任意適當之聚合方法來聚合。
本發明實施形態中,可併用丙烯酸系樹脂與其他樹脂。亦即可將構成丙烯酸系樹脂之單體成分與構成其他樹脂之單體成分共聚,並將該共聚物供於後述保護層之成形;亦可將丙烯酸系樹脂與其他樹脂之混合物供於保護層之成形。其他樹脂可舉例如苯乙烯系樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚伸苯硫醚、聚醚醚酮、聚酯、聚碸、聚伸苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺等熱塑性樹脂。併用之樹脂的種類及摻混量可按目的及所得薄膜所期望之特性等來適當設定。例如苯乙烯系樹脂(宜為丙烯腈-苯乙烯共聚物)可作為相位差控制劑來併用。
併用丙烯酸系樹脂與其他樹脂時,丙烯酸系樹脂與其他樹脂之混合物中丙烯酸系樹脂之含量宜為50重量%~100重量%,且宜為60重量%~100重量%,更宜為70重量%~100重量%,尤宜為80重量%~100重量%。含量小於50重量%時,恐有無法充分展現丙烯酸系樹脂原本具有之高耐熱性、高透明性之虞。
B-3-2. 環氧樹脂之光陽離子硬化物
在一實施形態中,保護層係以環氧樹脂之光陽離子硬化物構成。藉由使用所述保護層,可提供兼具優異耐久性與優異撓曲性的偏光板及附相位差層之偏光板。如上述,由於保護層為光陽離子硬化物,故保護層形成用組成物含有光陽離子聚合引發劑。光陽離子聚合引發劑係具有光酸產生劑之機能的感光性劑,代表上可舉如由陽離子部與陰離子部構成之離子性鎓鹽。在該鎓鹽中,陽離子部會吸收光,陰離子部則成為酸之產生源。利用從該光陽離子聚合引發劑產生之酸,進行環氧基之開環聚合。所得光陽離子硬化物的保護層之玻璃轉移溫度高,而碘吸附量可減低。因此,可提供一種能兼具優異耐久性與優異撓曲性的偏光板。
B-3-2-1. 環氧樹脂
環氧樹脂可使用任意適當之環氧樹脂。在本發明之實施形態中,宜使用具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂。芳香族骨架可舉如苯環、萘環、茀環等。環氧樹脂可僅使用1種亦可組合2種以上來使用。並宜使用具有聯苯骨架之環氧樹脂作為芳香族骨架。藉由使用具有聯苯骨架之環氧樹脂,可提供兼具更優異之耐久性及更優異之撓曲性的偏光板。以下作為代表例,詳細說明具有聯苯骨架之環氧樹脂。
在一實施形態中,具有聯苯骨架之環氧樹脂為含有以下結構之環氧樹脂。具有聯苯骨架之環氧樹脂可僅使用1種亦可將2種以上組合來使用。
[化學式4]
(式中,R14
~R21
分別獨立表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之取代或非取代的烴基、或鹵素元素)。
R14
~R21
分別獨立表示氫原子、碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之取代或非取代的烴基、或鹵素元素。碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之取代或非取代的烴基可舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、異戊基、新戊基、三級戊基、環戊基、正己基、異己基、環己基、正庚基、環庚基、甲基環己基、正辛基、環辛基、正壬基、3,3,5-三甲基環己基、正癸基、環癸基、正十一基、正十二基、環十二基、苯基、苄基、甲基苄基、二甲基苄基、三甲基苄基、萘基甲基、苯乙基、2-苯基異丙基等。碳數1~12之直鏈狀或支鏈狀之取代或非取代的烴基宜為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等碳數1~4之烷基。鹵素元素宜可舉如氟及溴。
在一實施形態中,具有聯苯骨架之環氧樹脂為僅具有聯苯骨架之環氧樹脂。藉由使用僅具有聯苯骨架之環氧樹脂,可進一步提升所得保護層之耐久性。
在一實施形態中,具有聯苯骨架之環氧樹脂亦可含有聯苯骨架以外之化學結構。聯苯骨架以外之化學結構可舉例如雙酚骨架、脂環式結構、芳香族環結構等。在該實施形態中,聯苯骨架以外之化學結構的比率(莫耳比)宜少於聯苯骨架。
具有聯苯骨架之環氧樹脂亦可使用市售物。市售物例如Mitsubishi Chemical Co.製,商品名:jER YX4000、jER YX4000H、jER YL6121、jER YL664、jER YL6677、jER YL6810、jER YL7399等。
具有聯苯骨架之環氧樹脂,宜玻璃轉移溫度(Tg)為90℃以上。其結果,保護層之Tg便會在90℃以上。具有聯苯骨架之環氧樹脂的Tg只要為90℃以上,包含所得保護層之偏光板便容易成為耐久性優異者。具有聯苯骨架之環氧樹脂的Tg宜為100℃以上,較宜為110℃以上,更宜為120℃以上,尤宜為125℃以上。另一方面,具有聯苯骨架之環氧樹脂的Tg宜為300℃以下,較宜為250℃以下,更宜為200℃以下,尤宜為160℃以下。具有聯苯骨架之環氧樹脂的Tg若在所述範圍內,成形性即佳。
具有聯苯骨架之環氧樹脂的環氧當量宜為100g/當量以上,較宜為150g/當量以上,更宜為200g/當量以上。又,具有聯苯骨架之環氧樹脂的環氧當量宜為3000g/當量以下,較宜為2500g/當量以下,更宜為2000g/當量以下。藉由令具有聯苯骨架之環氧樹脂的環氧當量為上述範圍,可獲得更穩定之保護層(殘留單體少且已充分硬化之保護層)。另,在本說明書中,「環氧當量」意指「含有1當量環氧基之環氧樹脂的質量」,可遵照JIS K7236進行測定。
在本發明之實施形態中,亦可將具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂與其他樹脂併用。即,亦可將具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂與其他樹脂之摻合物供於保護層之成形。其他樹脂可舉例如苯乙烯系樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚伸苯硫醚、聚醚醚酮、聚酯、聚碸、聚伸苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺等熱塑性樹脂、丙烯酸系樹脂及氧雜環丁烷系樹脂等。並宜可使用丙烯酸系樹脂及氧雜環丁烷系樹脂。併用之樹脂的種類及摻混量可按目的及所得薄膜所期望之特性等來適當設定。舉例而言,苯乙烯系樹脂可作為相位差控制劑來併用。
丙烯酸系樹脂可使用任意適當之丙烯酸系樹脂。舉例而言,(甲基)丙烯酸系化合物可舉例如分子內具有一個(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系化合物(以下亦稱「單官能(甲基)丙烯酸系化合物」)、分子內具有二個以上(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系化合物(以下亦稱「多官能(甲基)丙烯酸系化合物」)。該等(甲基)丙烯酸系化合物可單獨使用亦可將2種以上組合使用。關於該等丙烯酸系樹脂譬如記載於日本特開2019-168500號公報中。本說明書中係援用該公報之整體記載內容作為參考。
氧雜環丁烷樹脂可使用於分子內具有1個以上氧雜環丁烷基之任意適當的化合物。可舉例如3-乙基-3-羥甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己基氧基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(環己基氧基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(環氧乙基甲氧基)氧雜環丁烷、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯等分子內具有1個氧雜環丁烷基的氧雜環丁烷化合物;3-乙基-3{[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧雜環丁烷、1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲氧基甲基]苯、4,4’-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲氧基甲基]聯苯等分子內具有2個以上氧雜環丁烷基的氧雜環丁烷化合物;等。該等氧雜環丁烷樹脂可僅使用1種亦可組合2種以上。
氧雜環丁烷樹脂宜使用3-乙基-3-羥甲基氧雜環丁烷、1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(2-乙基己基氧基甲基)氧雜環丁烷、3-乙基-3-(環氧乙基甲氧基)氧雜環丁烷、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯、3-乙基-3{[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧雜環丁烷等。該等氧雜環丁烷樹脂可輕易取得,而稀釋性(低黏度)、相溶性佳。
在一實施形態中,從相溶性或接著性的觀點來看,宜使用分子量500以下在室溫(25℃)下呈液態的氧雜環丁烷樹脂。在一實施形態中,宜使用於分子內含有2個以上氧雜環丁烷基之氧雜環丁烷化合物、分子內含有1個氧雜環丁烷基與1個(甲基)丙烯醯基或1個環氧基之氧雜環丁烷化合物,並較宜使用3-乙基-3{[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧雜環丁烷、3-乙基-3-(環氧乙基甲氧基)氧雜環丁烷、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲酯。藉由使用該等氧雜環丁烷樹脂,可提升保護層之硬化性及耐久性。
氧雜環丁烷樹脂亦可使用市售物。具體上,可使用ARON OXETANE OXT-101、ARON OXETANE OXT-121、ARON OXETANE OXT-212、ARON OXETANE OXT-221(皆為東亞合成公司製)。較佳可使用ARON OXETANE OXT-101及ARON OXETANE OXT-221。
將具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂與其他樹脂併用時,在具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂與其他樹脂的摻合物中,具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂含有量,宜為50重量%~100重量%,較宜為60重量%~100重量%,更宜為70重量%~100重量%,尤宜為80重量%~100重量%。當含量小於50重量%時,恐無法獲得保護層之耐熱性及與偏光件之充分密著性。
當併用具有聯苯骨架之環氧樹脂與氧雜環丁烷樹脂時,相對於具有聯苯骨架之環氧系樹脂與氧雜環丁烷樹脂之合計量100重量份,氧雜環丁烷樹脂之含量宜為1重量份~50重量份,較宜為5重量份~45重量份,更宜為10重量份~40重量份。藉由設為上述範圍,可提升硬化性,亦可提升保護層與偏光件之密著性。
B-3-2-2. 光陽離子聚合引發劑
光陽離子聚合引發劑係具有光酸產生劑之機能的感光性劑,代表上可舉如由陽離子部與陰離子部構成之離子性鎓鹽。在該鎓鹽中,陽離子部會吸收光,陰離子部則成為酸之產生源。利用從該光陽離子聚合引發劑產生之酸,進行環氧基之開環聚合。光陽離子聚合引發劑可使用能利用紫外線等光照射而使具有選自於使芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂硬化的任意適當之化合物。光陽離子聚合引發劑可僅使用1種亦可組合2種以上來使用。
光陽離子聚合引發劑可舉例如苯基鋶六氟銻鹽、三苯基鋶六氟磷酸鹽、p-(苯基硫)苯基二苯基鋶六氟銻鹽、p-(苯基硫)苯基二苯基鋶六氟磷酸鹽、4-氯苯基二苯基鋶六氟磷酸鹽、4-氯苯基二苯基鋶六氟銻鹽、雙[4-(二苯基鋶)苯基]硫化物雙六氟磷酸鹽、雙[4-(二苯基鋶)苯基]硫化物雙六氟銻鹽、(2,4-環戊二烯-1-基)[(1-甲基乙基)苯]-Fe-六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓六氟銻鹽等。理想係使用三苯基鋶鹽系六氟銻鹽型之光陽離子聚合引發劑、二苯基碘鎓鹽系六氟銻鹽型之光陽離子聚合引發劑。
光陽離子聚合引發劑亦可使用市售物。市售物可舉三苯基鋶鹽系六氟銻鹽型之SP-170(ADEKA公司製)、CPI-101A(SAN-APRO公司製)、WPAG-1056(和光純藥工業公司製)、二苯基碘鎓鹽系六氟銻鹽型之WPI-116(和光純藥工業公司製)等。
相對於100重量份之具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種的環氧樹脂,光陽離子聚合引發劑之含量宜為0.1重量份~3重量份,較宜為0.25重量份~2重量份。光陽離子聚合引發劑之含量低於0.1重量份時,便會有即使照射光(紫外線)仍未充分硬化的情形。
B-3-3. 環氧樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物
在一實施形態中,保護層係以環氧樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物構成。
B-3-3-1. 環氧樹脂
在該實施形態中,環氧樹脂宜玻璃轉移溫度(Tg)為90℃以上。其結果,保護層之Tg便會在90℃以上。環氧樹脂之Tg只要為90℃以上,包含由所述樹脂製得之保護層的偏光板便容易成為耐久性優異者。環氧樹脂之Tg宜為100℃以上,較宜為110℃以上,更宜為120℃以上,尤宜為125℃以上。另一方面,環氧樹脂之Tg宜為300℃以下,較宜為250℃以下,更宜為200℃以下,尤宜為160℃以下。環氧樹脂之Tg只要在所述範圍內,成形性即佳。
環氧樹脂只要具有如上述之Tg,便可採用任意適當之環氧樹脂。環氧樹脂代表上係指分子結構內具有環氧基之樹脂。環氧樹脂較佳可使用於分子結構內具有芳香族環之環氧樹脂。藉由使用具有芳香族環之環氧樹脂,可獲得具有較高Tg之環氧樹脂。於分子結構內具有芳香族環之環氧樹脂中的芳香族環,可舉例如苯環、萘環、茀環等。環氧樹脂可僅使用1種亦可組合2種以上來使用。使用2種以上環氧樹脂時,亦可組合使用含芳香族環之環氧樹脂與不含芳香族環之環氧樹脂。
於分子內具有芳香族環之環氧樹脂具體上可列舉:雙酚A二環氧丙基醚型環氧樹脂、雙酚F二環氧丙基醚型環氧樹脂、雙酚S二環氧丙基醚型環氧樹脂、間苯二酚二環氧丙基醚型環氧樹脂、氫醌二環氧丙基醚型環氧樹脂、對苯二甲酸二環氧丙基酯型環氧樹脂、雙苯氧基乙醇茀二環氧丙基醚型環氧樹脂、雙酚茀二環氧丙基醚型環氧樹脂、雙甲酚茀二環氧丙基醚型環氧樹脂等具有2個環氧基之環氧樹脂;酚醛環氧樹脂、N,N,O-三環氧丙基-P-或-m-胺基酚型環氧樹脂、N,N,O-三環氧丙基-4-胺基-m-或-5-胺基-o-甲酚型環氧樹脂、1,1,1-(三環氧丙基氧基苯基)甲烷型環氧樹脂等具有3個環氧基之環氧樹脂;環氧丙基胺型環氧樹脂(例如二胺基二苯基甲烷型、二胺基二苯基碸型、間二甲苯二胺型)等具有4個環氧基之環氧樹脂等。又,亦可使用六氫酞酸酐型環氧樹脂、四氫酞酸酐型環氧樹脂、二體酸型環氧樹脂、對氧基苯甲酸型等環氧丙基酯型環氧樹脂。
環氧樹脂之重量平均分子量宜為1000~2000000,較佳為5000~1000000,且10000~500000更佳,50000~500000尤佳,60000~150000最佳。重量平均分子量例如可使用凝膠滲透層析法(GPC系統,Tosoh(東曹)公司製),以聚苯乙烯換算求得。此外,溶劑可使用四氫呋喃。
環氧樹脂之環氧當量宜為1000g/當量以上,較宜為3000g/當量以上,更宜為5000g/當量以上。又,環氧樹脂之環氧當量宜為30000g/當量以下,較宜為25000當量以下,更宜為20000g/當量以下。藉由令環氧當量為上述範圍,可獲得更穩定的保護層。另,在本說明書中,「環氧當量」意指「含有1當量環氧基之環氧樹脂的質量」,可遵照JIS K7236進行測定。
本發明實施形態中,亦可併用環氧樹脂與其他樹脂。即,亦可將環氧樹脂與其他樹脂之摻合物供於保護層之成形。其他樹脂可舉例如苯乙烯系樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚伸苯硫醚、聚醚醚酮、聚酯、聚碸、聚伸苯醚、聚縮醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺等熱塑性樹脂。併用之樹脂的種類及摻混量可按目的及所得薄膜所期望之特性等來適當設定。舉例而言,苯乙烯系樹脂可作為相位差控制劑來併用。
併用環氧樹脂與其他樹脂時,環氧樹脂與其他樹脂之摻合物中環氧樹脂之含量宜為50重量%~100重量%,較宜為60重量%~100重量%,更宜為70重量%~100重量%,尤宜為80重量%~100重量%。當含量小於50重量%時,恐無法獲得保護層之耐熱性及與偏光件之充分密著性。
B-3-4. 保護層之構成及特性
在一實施形態中,保護層如同上述,係以選自於由下列所構成群組中之至少1種構成:熱塑性丙烯酸系樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物、環氧樹脂之光陽離子硬化物及環氧樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物。只要為所述保護層,便可使其厚度較擠製成形薄膜薄上甚多。保護層之厚度如上述為10µm以下。又,雖理論上尚不明確,但這種保護層由於在薄膜成形時之收縮較其他熱硬化性樹脂或活性能量射線硬化性樹脂(例如紫外線硬化性樹脂)之硬化物更小,以及不含殘存單體等,因此具有可抑制薄膜本身劣化且可抑制殘存單體等對偏光板(偏光件)造成不良影響的優點。並且,由於其吸濕性及透濕性較水溶液或水分散體這類水系塗佈膜的固化物更小,因此具有加濕耐久性優異之優點。結果,可實現即便在加熱加濕環境下仍可維持光學特性且耐久性佳之偏光板。
保護層之Tg係如就丙烯酸系樹脂及環氧樹脂所分別說明者。
保護層宜實質上在光學上具有各向同性。本說明書中,「實質上在光學上具有各向同性」意指面內相位差Re(550)為0nm~10nm,厚度方向之相位差Rth(550)為-20nm~+10nm。面內相位差Re(550)較宜為0nm~5nm,更宜為0nm~3nm,尤宜為0nm~2nm。厚度方向之相位差Rth(550)較宜為-5nm~5nm,更宜為-3nm~3nm,尤宜為-2nm~2nm。只要保護層之Re(550)及Rth(550)在所述範圍內,在將包含該保護層之偏光板應用於影像顯示裝置時,便可防止對顯示特性帶來不良影響。另外,Re(550)係在23℃下以波長550nm之光測得之薄膜的面內相位差。Re(550)可藉由式:Re(550)=(nx-ny)×d求得。Rth(550)係於23℃下以波長550nm之光測定之薄膜之厚度方向的相位差。Rth(550)可藉由式:Rth(550)=(nx-nz)×d求得。在此,nx為面內折射率成最大之方向(亦即慢軸方向)的折射率,ny為在面內與慢軸正交之方向(亦即快軸方向)的折射率,nz為厚度方向的折射率,d為薄膜之厚度(nm)。
保護層在厚度3µm之在380nm下之透光率愈高愈佳。具體而言,透光率宜為85%以上,較宜為88%以上,更宜為90%以上。只要透光率在所述範圍內,便可確保所期望之透明性。透光率譬如可以根據ASTM-D-1003之方法來測定。
保護層之霧度越低越佳。具體而言宜為5%以下,且宜為3%以下,更宜為1.5%以下,尤宜為1%以下。只要霧度為5%以下,便可賦予薄膜良好的透明感。並且,即便用於影像顯示裝置之視辨側偏光板之情況下,仍可良好視辨顯示內容。
保護層在厚度3µm之YI宜為1.27以下,1.25以下較佳,1.23以下更佳,1.20以下尤佳。當YI大於1.3時,會有光學上透明性不充分之情形。另,YI例如可從使用高速積分球式分光透射率測定機(商品名DOT-3C:村上色彩技術研究所製)測定而得之色彩三刺激值(X、Y、Z)來利用下式求出。
YI=[(1.28X-1.06Z)/Y]×100
保護層在厚度3μm之b值(依亨特(Hunter)表色系為準的色相尺度)宜小於1.5,且1.0以下更佳。在b值為1.5以上時,有時會出現非所欲之色調。另,b值例如可依以下方式求得:將構成保護層之薄膜的試樣裁切成3cm之四方形,使用高速積分球式分光透射率測定機(商品名DOT-3C:村上色彩技術研究所製)測定色相,並依亨特表色系評估該色相。
保護層(例如塗佈膜之固化物或光陽離子硬化物)可按目的含有任意適當之添加劑。添加劑之具體例可舉紫外線吸收劑;調平劑;受阻酚系、磷系、硫系等抗氧化劑;耐光穩定劑、耐候穩定劑、熱穩定劑等穩定劑;玻璃纖維、碳纖維等補強材;近紅外線吸收劑;參(二溴化丙基)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;有機填充劑或無機填充劑;塑化劑;滑劑;抗靜電劑;阻燃劑等。添加劑可於丙烯酸系樹脂聚合時添加,亦可於薄膜形成時添加於溶液中。添加劑之種類、數量、組合、添加量等可按目的適當設定。
保護層之偏光件側亦可形成有易接著層。易接著層例如包含水系聚胺甲酸酯與㗁唑啉系交聯劑。藉由形成所述易接著層,可提升保護層與偏光件之密著性。且,保護層上亦可形成有硬塗層。另,在形成硬塗層時,可以使保護層(例如塗佈膜之固化物)之厚度與硬塗層之厚度合計為10µm以下之方式來形成硬塗層。硬塗層可於當將保護層用作視辨側偏光板之視辨側保護層時形成。當形成易接著層及硬塗層兩者時,代表上該等可分別形成於保護層之不同側。
C.第1相位差層
第1相位差層20如上述係液晶化合物的定向固化層。藉由使用液晶化合物,可使所製得相位差層的nx與ny之差比非液晶材料大上甚多,因此可將用以獲得期望之面內相位差所需相位差層之厚度縮小甚多。結果可實現附相位差層之偏光板之進一步薄型化及輕量化。本說明書中所謂「定向固化層」係指液晶混合物在層內於預定方向定向,而該定向狀態已受固定之層。另外,「定向固化層」此一概念包含如後述使液晶單體硬化而得的定向硬化層。在本實施形態中,代表上係於棒狀液晶化合物沿第1相位差層之慢軸方向排列之狀態下定向(沿面定向)。
液晶化合物可舉例如液晶相為向列相之液晶化合物(向列型液晶)。所述液晶化合物例如可使用液晶聚合物或液晶單體。液晶化合物之液晶性的表現機構可為溶致亦可為熱致。液晶聚合物及液晶單體分別可單獨使用,也可組合使用。
液晶化合物為液晶單體時,該液晶單體宜為聚合性單體及交聯性單體。其係因藉由使液晶單體進行聚合或交聯(亦即硬化)可固定液晶單體的定向狀態之故。在將液晶單體定向之後,例如只要使液晶單體彼此聚合或交聯,即可藉此固定上述定向狀態。在此係藉由聚合來形成聚合物,藉由交聯來形成3維網狀結構,惟該等為非液晶性。因此,所形成之第1相位差層譬如不會於液晶性化合物發生特有的因溫度變化而轉變為液晶相、玻璃相、結晶相之情形。結果第1相位差層會成為不受溫度變化影響而穩定性極優異的相位差層。
液晶單體展現液晶性之溫度範圍會因其種類而異。具體來說,該溫度範圍宜為40℃~120℃,較宜為50℃~100℃,更宜為60℃~90℃。
上述液晶單體可採用任意適當之液晶單體。例如可使用日本特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171及GB2280445等所記載之聚合性液晶原化合物等。所述聚合性液晶原化合物之具體例可舉例如BASF公司之商品名LC242、Merck公司之商品名E7、Wacker-Chem公司之商品名LC-Sillicon-CC3767。液晶單體宜為例如向列性液晶單體。
液晶化合物之定向固化層可藉由以下方式來形成:於預定基材之表面施行定向處理,並於該表面塗敷含液晶化合物的塗敷液而使該液晶化合物於對應於上述定向處理之方向定向,再固定該定向狀態。在一實施形態中,基材為任意適當之樹脂薄膜,而形成於該基材上的定向固化層可轉印至偏光板10之表面。在另一實施形態中,基材可為第2保護層13。此時會省略轉印步驟,而可在形成定向固化層(第1相位差層)後接續以捲對捲(roll to roll)方式進行積層,因此可更提升生產性。
上述定向處理可採用任意適當之定向處理。具體可舉機械性定向處理、物理性定向處理、化學性定向處理。機械性定向處理的具體例可舉磨擦處理、延伸處理。物理性定向處理的具體例可舉磁場定向處理、電場定向處理。化學性定向處理的具體例可舉斜向蒸鍍法、光定向處理。各種定向處理的處理條件可按目的採用任意適當之條件。
液晶化合物的定向可因應液晶化合物的種類於可展現液晶相之溫度下進行處理來進行。藉由進行所述溫度處理,液晶化合物會變為液晶狀態,而該液晶化合物會因應基材表面之定向處理方向而定向。
在一實施形態中,定向狀態之固定係藉由冷卻已依上述方式定向之液晶化合物來進行。在液晶化合物為聚合性單體或交聯性單體時,定向狀態之固定係藉由對已依上述方式定向之液晶化合物施行聚合處理或交聯處理來進行。
液晶化合物之具體例及定向固化層的形成方法的詳細內容記載於日本特開2006-163343號公報。本說明書中係援用該公報之記載作為參考。
定向固化層之另一例可舉盤狀液晶化合物在垂直定向、混合定向及傾斜定向之任一狀態下定向之形態。盤狀液晶化合物在代表上係定向成盤狀液晶化合物之圓盤面相對於第1相位差層之薄膜面在實質上呈垂直。所謂盤狀液晶化合物在實質上呈垂直意指薄膜面與盤狀液晶化合物之圓盤面形成之角度的平均值宜為70°~90°,且80°~90°更佳,85°~90°又更佳。所謂盤狀液晶化合物一般而言係指一種具有圓盤狀分子結構的液晶化合物,該圓盤狀分子結構是將如苯、1,3,5-三、杯芳烴等之環狀母核配置於分子中心,且直鏈的烷基、烷氧基、取代苄醯氧基等作為其側鏈呈放射狀取代者。盤狀液晶之代表例可舉:C. Destrade等人之研究報告,Mol. Cryst. Liq. Cryst.第71期第111頁(1981年)所記載之苯衍生物、聯伸三苯衍生物、參茚并苯衍生物、酞青素衍生物;B. Kohne等人之研究報告,Angew. Chem.第96期第70頁(1984年)所記載之環己烷衍生物;以及J. M. Lehn等人之研究報告,J. Chem. Soc. Chem. Commun. 第1794頁(1985年)、J. Zhang等人之研究報告,J. Am. Chem. Soc. 第116期第2655頁(1994年)所記載之氮雜冠醚系或苯乙炔系的大環。盤狀液晶化合物的更多具體例可舉例如日本專利特開2006-133652號公報、日本專利特開2007-108732號公報、日本專利特開2010-244038號公報所記載之化合物。本說明書中係援用上述文獻及公報之記載作為參考。
在一實施形態中,第1相位差層20係如圖1及圖2所示,為液晶化合物之定向固化層的單一層。在第1相位差層20是由液晶化合物之定向固化層的單一層所構成時,其厚度宜為0.5µm~7µm,且1µm~5µm更佳。藉由使用液晶化合物,可以較樹脂薄膜薄上甚多的厚度實現與樹脂薄膜同等的面內相位差。
第1相位差層代表上折射率特性係展現nx>ny=nz之關係。第1相位差層在代表上係為了賦予偏光板抗反射特性而設置,而在第1相位差層為定向固化層的單一層時可作為λ/4板發揮機能。此時,第1相位差層的面內相位差Re(550)宜為100nm~190nm,且宜為110nm~170nm,更宜為130nm~160nm。此外,在此「ny=nz」不只是ny與nz完全相同之情況,還包含實質上相同之情況。因此,在不損及本發明效果之範圍下可有ny>nz或ny<nz之情形。
第1相位差層的Nz係數宜為0.9~1.5,更宜為0.9~1.3。藉由滿足所述關係,在將製得之附相位差層之偏光板使用於影像顯示裝置時,可達成非常優異之反射色相。
第1相位差層可展現相位差值隨測定光之波長變大的逆分散波長特性,亦可展現相位差值隨測定光之波長變小的正波長分散特性,又可展現相位差值幾乎不隨測定光之波長變化的平坦的波長分散特性。在一實施形態中,第1相位差層展現逆分散波長特性。此時,相位差層之Re(450)/Re(550)宜為0.8以上且小於1,更宜為0.8以上且0.95以下。若為所述構成,即可實現非常優異的抗反射特性。
第1相位差層20的慢軸與偏光件11的吸收軸形成之角度θ宜為40°~50°,且宜為42°~48°,更宜為約45°。只要角度θ在所述範圍內,如上述藉由以第1相位差層作為λ/4板,可製得具有非常優異圓偏光特性(結果為非常優異的抗反射特性)的附相位差層之偏光板。
在另一實施形態中,第1相位差層20如圖3所示,具有第1定向固化層21與第2定向固化層22之積層結構。此時,第1定向固化層21及第2定向固化層22之任一者可作為λ/4板發揮機能,另一者可作為λ/2板發揮機能。因此,第1定向固化層21及第2定向固化層22的厚度可為了獲得λ/4板或λ/2板的期望面內相位差而進行調整。譬如,第1定向固化層21作為λ/2板發揮機能、第2定向固化層22作為λ/4板發揮機能時,第1定向固化層21的厚度例如為2.0μm~3.0μm,而第2定向固化層22的厚度例如為1.0μm~2.0μm。此時,第1定向固化層的面內相位差Re(550)宜為200nm~300nm,且宜為230nm~290nm,更宜為250nm~280nm。而第2定向固化層的面內相位差Re(550),有關單一層之定向固化層係如同上述說明。第1定向固化層的慢軸與偏光件的吸收軸形成之角度宜為10°~20°,且宜為12°~18°,更宜為約15°。第2定向固化層的慢軸與偏光件的吸收軸形成之角度宜為70°~80°,且宜為72°~78°,更宜為約75°。只要為所述構成,即可獲得接近理想之逆波長分散特性的特性,結果可實現非常優異之抗反射特性。關於構成第1定向固化層及第2定向固化層之液晶化合物、第1定向固化層及第2定向固化層之形成方法、光學特性等,有關單一層之定向固化層者同上述說明。
D.第2相位差層
第2相位差層如同上述,可為折射率特性展現nz>nx=ny之關係的所謂正C板(Positive C-plate)。使用正C板作為第2相位差層,可良好地防止斜向之反射,而可使抗反射機能廣視角化。此時,第2相位差層的厚度方向的相位差Rth(550)宜為-50nm~-300nm,且宜為-70nm~-250nm,更宜為-90nm~-200nm,尤宜為-100nm~-180nm。在此,「nx=ny」不僅包含nx與ny精確相等之情況,還包含nx與ny實質相等之情況。即,第2相位差層的面內相位差Re(550)可小於10nm。
具有nz>nx=ny之折射率特性的第2相位差層可以任意適當之材料形成。第2相位差層宜由包含固定為垂面定向之液晶材料的薄膜構成。可令其垂面定向的液晶材料(液晶化合物)可為液晶單體亦可為液晶聚合物。該液晶化合物及該相位差層之形成方法的具體例可舉如日本特開2002-333642號公報中段落[0020]~[0028]記載之液晶化合物及該相位差層形成方法。此時,第2相位差層的厚度宜為0.5μm~10μm,且宜為0.5μm~8μm,更宜為0.5μm~5μm。
E.導電層或附導電層之各向同性基材
導電層可利用任意適當之成膜方法(例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法、離子鍍法、噴霧法等),將金屬氧化物膜成膜於任意適當之基材上來形成。金屬氧化物可舉例如氧化銦、氧化錫、氧化鋅、銦錫複合氧化物、錫銻複合氧化物、鋅鋁複合氧化物、銦鋅複合氧化物。其中宜為銦錫複合氧化物(ITO)。
導電層包含金屬氧化物時,該導電層的厚度宜為50nm以下,更宜為35nm以下。導電層厚度宜為10nm以上。
導電層可由上述基材轉印至第1相位差層(或若有第2相位差層存在則為第2相位差層)而以導電層單獨作為附相位差層之偏光板的構成層,亦可以導電層與基材之積層體(附導電層之基材)的形式積層於第1相位差層(或若有第2相位差層存在則為第2相位差層)。較理想的是上述基材在光學上為各向同性,因此導電層可作為附導電層之各向同性基材用於附相位差層之偏光板。
在光學上為各向同性的基材(各向同性基材)可採用任意適當之各向同性基材。構成各向同性基材之材料可舉例如以降莰烯系樹脂或烯烴系樹脂等不具有共軛系之樹脂為主骨架的材料、於丙烯酸系樹脂之主鏈中具有內酯環或戊二醯亞胺環等環狀結構的材料等。若使用所述材料,則可將形成各向同性基材時伴隨分子鏈定向而展現之相位差抑制得較小。各向同性基材的厚度宜為50μm以下,更宜為35μm以下。各向同性基材之厚度譬如為20µm以上。
上述導電層及/或上述附導電層之各向同性基材的導電層可因應需要進行圖案化。藉由圖案化可形成導通部與絕緣部。結果可形成電極。電極可作為用以感測對觸控面板之接觸的觸控感測電極發揮功能。圖案化方法可採用任意適當之方法。圖案化方法的具體例可舉濕式蝕刻法、網版印刷法。
F.影像顯示裝置
上述A項至E項所記載之附相位差層之偏光板可應用於影像顯示裝置。因此,本發明包含使用有所述附相位差層之偏光板之影像顯示裝置。影像顯示裝置的代表例可舉液晶顯示裝置、電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置)。本發明實施形態之影像顯示裝置於其視辨側具備上述A項至E項所記載之附相位差層之偏光板。附相位差層之偏光板係以使相位差層在影像顯示單元(例如液晶單元、有機EL單元、無機EL單元)側之方式(以使偏光件在視辨側之方式)積層。在一實施形態中,影像顯示裝置具有彎曲的形狀(實質上為彎曲的顯示畫面),及/或可撓曲或彎折。在所述影像顯示裝置中,本發明附相位差層之偏光板的效果更顯著。
實施例
以下,以實施例來具體說明本發明,惟本發明不受該等實施例限定。各特性之測定方法如以下所述。又,只要無特別明記,實施例及比較例中之「份」及「%」為重量基準。
[實施例1]
1.製作偏光件
熱塑性樹脂基材是使用長條狀且吸水率0.75%、Tg約75℃之非晶質異酞酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度:100μm)。並於樹脂基材之單面施行電暈處理(處理條件:55W・min/m2
)。
於將聚乙烯醇(聚合度4200,皂化度99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改質PVA(日本合成化學工業公司製,商品名「Gohsefimer Z410」以9:1混合而成之PVA系樹脂100重量份中,添加13重量份之碘化鉀,而調製了PVA水溶液(塗佈液)。
於樹脂基材之電暈處理面塗佈上述PVA水溶液並在60℃下乾燥,藉此形成厚度12μm之PVA系樹脂層,而製作出積層體。
將所得的積層體在130℃烘箱內於周速相異的輥間沿縱方向(長邊方向)進行自由端單軸延伸成2.4倍(空中輔助延伸處理)。
接著,使積層體浸漬於液溫40℃的不溶解浴(相對於水100重量份摻混4重量份之硼酸而得的硼酸水溶液)中30秒(不溶解處理)。
接著,於液溫30℃的染色浴(相對於水100重量份,以1:7之重量比摻混碘與碘化鉀而獲得之碘水溶液)中調整濃度並浸漬60秒,以使最後所得偏光件的單體透射率(Ts)成為41.8%(染色處理)。
接著,使其於液溫40℃的交聯浴(相對於水100重量份,摻混3重量份的碘化鉀並摻混5重量份的硼酸而獲得之硼酸水溶液)中浸漬30秒(交聯處理)。
然後,一邊使積層體浸漬於液溫62℃的硼酸水溶液(硼酸濃度4.0重量%,碘化鉀5.0重量%)中,一邊在周速相異的輥件間沿縱向(長邊方向)進行單軸延伸以使總延伸倍率達3.0倍(水中延伸處理:水中延伸處理之延伸倍率為1.25倍)。
之後,使積層體浸漬於液溫20℃的洗淨浴(相對於水100重量份,摻混4重量份的碘化鉀而獲得之水溶液)中(洗淨處理)。
接著,在保持在90℃之烘箱中進行乾燥,同時使其接觸表面溫度保持在75℃之SUS製的加熱輥約2秒(乾燥收縮處理)。積層體因進行乾燥收縮處理所致之寬度方向之收縮率為2%。
依上述進行而於樹脂基材上形成厚度6.9μm之偏光件。
2.製作偏光板
將水系聚胺甲酸酯樹脂(第一工業製藥公司製,商品名:SUPERFLEX 210-R)溶解於純水及異丙醇之混合溶劑中,並將所得溶解液塗佈於上述所製得之形成於樹脂基材上之偏光件的表面。接著,使其於60℃下乾燥除去溶劑,形成厚度0.15µm之易接著層。將具有甲基丙烯酸甲酯單元之丙烯酸系樹脂(楠本化成公司製,商品名:B728)20份溶解於甲基乙基酮80份中,而獲得丙烯酸系樹脂溶液(20%)。使用線棒於易接著層塗佈該丙烯酸系樹脂溶液,並在60℃下將塗佈膜乾燥5分鐘,而形成了以塗佈膜之固化物之形式構成的丙烯酸系樹脂層。丙烯酸系樹脂層之厚度為2µm,Tg為111℃。接著,將二羥甲基-三環癸烷二丙烯酸酯(共榮社化學製,商品名:LIGHT ACRYLATE DCP-A)70重量份、丙烯酸異莰酯(共榮社化學製,商品名:LIGHT ACRYLATE IB-XA)20重量份、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(共榮社化學製、商品名:LIGHT ACRYLATE 1.9NA-A)10重量份及光聚合引發劑(BASF公司製,商品名:IRGACURE 907)3重量份於溶劑中混合,獲得塗敷液。將所得塗敷液以使硬化後成為3µm之方式塗佈於上述保護層上。接著,使溶劑乾燥,並使用高壓水銀燈在氮氣環境下照射紫外線以使累積光量為300mJ/cm2
,而形成硬塗層。硬塗層的厚度為3µm。接著,為了穩定進行後續與相位差層之貼合作業,而將附黏著劑層之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜的黏著劑層貼合於保護層作補強。然後將樹脂基材剝離,而獲得具有附黏著劑層之PET薄膜/保護層(硬塗層/丙烯酸系樹脂層(塗佈膜之固化物)/易接著層/偏光件之結構的偏光板。
3.製作構成相位差層之第1定向固化層及第2定向固化層
將表現向列型液晶相的聚合性液晶(BASF公司製:商品名「Paliocolor LC242」,以下述式表示)10g與對該聚合性液晶化合物的光聚合引發劑(BASF公司製:商品名「IRGACURE 907」)3g溶解至甲苯40g中,而調製出液晶組成物(塗敷液)。
[化學式6]
使用擦拭布擦拭PET薄膜(厚度38µm)表面,施行定向處理。定向處理之方向係設為貼合至偏光板時由視辨側觀看時相對於偏光件之吸收軸方向呈15°方向。利用棒塗機將上述液晶塗敷液塗敷至該定向處理表面,並於90℃下進行2分鐘加熱乾燥,藉此使液晶化合物定向。使用金屬鹵素燈以100mJ/cm2
的光照射依上述方式形成的液晶層,使該液晶層硬化,藉此於PET薄膜上形成液晶定向固化層A。液晶定向固化層A的厚度為2.5µm,面內相位差Re(550)為270nm。並且,液晶定向固化層A具有nx>ny=nz之折射率分布。
變更塗敷厚度,並將定向處理方向設為由視辨側觀看時相對於偏光件之吸收軸方向呈75°方向,除此之外依與上述相同方式於PET薄膜上形成液晶定向固化層B。液晶定向固化層B的厚度為1.3μm,面內相位差Re(550)為140nm。並且,液晶定向固化層B具有nx>ny=nz之折射率分布。
4.製作附相位差層之偏光板
於上述2.所製得之偏光板的偏光件表面將上述3.所製得之液晶定向固化層A及液晶定向固化層B依序轉印。此時,係以偏光件之吸收軸與定向固化層A之慢軸形成之角度成為15°且偏光件之吸收軸與定向固化層B之慢軸形成之角度成為75°的方式進行轉印(貼合)。另外,各自之轉印(貼合)係透過上述2.所用之紫外線硬化型接著劑(厚度1.0μm)來進行。然後,將附黏著劑層之PET薄膜剝離。依上述方式,獲得具有保護層(硬塗層/丙烯酸系樹脂層(塗佈膜之固化物)/易接著層/偏光件/接著層/相位差層(第1定向固化層/接著層/第2定向固化層)之結構的附相位差層之偏光板。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為18µm。
[實施例2]
將水中延伸處理之延伸倍率設為1.46倍並將總延伸倍率設為3.5倍,除此之外依與實施例1相同方式而製得厚度6.4μm之偏光件。除了使用所得偏光件以外,以與實施例1相同方式製得附相位差層之偏光板2。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為17µm。
[實施例3]
將水中延伸處理之延伸倍率設為1.67倍,並將總延伸倍率設為4.0倍,除此之外依與實施例1相同方式而製得厚度6.0µm的偏光件。除了使用所得偏光件以外,以與實施例1相同方式製得附相位差層之偏光板3。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為17µm。
[實施例4]
將水中延伸處理之延伸倍率設為1.88倍,並將總延伸倍率設為4.5倍,除此之外依與實施例1相同方式而製得厚度5.6µm的偏光件。除了使用所得偏光件以外,以與實施例1相同方式製得附相位差層之偏光板4。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為16µm。
[實施例5]
使用具有內酯環單元之聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸系樹脂(內酯環單元30莫耳%)來取代具有甲基丙烯酸甲酯單元之丙烯酸系樹脂(楠本化成公司製,商品名:B728),除此之外依與實施例2相同方式而製得附相位差層之偏光板5。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為17µm。
[實施例6]
使用具有戊二醯亞胺環單元之聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸系樹脂(戊二醯亞胺環單元4莫耳%)來取代具有甲基丙烯酸甲酯單元之丙烯酸系樹脂(楠本化成公司製,商品名:B728),除此之外依與實施例5相同方式而製得附相位差層之偏光板6。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為17µm。
[實施例7]
使用已將20份環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Co.製,商品名:jER(註冊商標)YX6954BH30,重量平均分子量:36000、環氧當量:13000)溶解於甲基乙基酮80份的環氧樹脂溶液(20%)來取代丙烯酸系樹脂溶液,形成以塗佈膜之固化物之形式構成的保護層,並且不形成硬塗層,且未於偏光件形成易接著層,除此之外依與實施例5相同方式製作出附相位差層之偏光板。具體而言,係將該環氧樹脂溶液直接使用線棒塗佈於偏光件,在60℃下乾燥3分鐘形成保護層。保護層之厚度為3μm,Tg為130℃。如此進行而形成保護層,並且除此之外依與實施例5相同方式而製得附相位差層之偏光板7。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為15µm。
[實施例8]
依以下方式形成保護層,並且未於偏光件形成易接著層,以及未形成硬塗層,除此之外依與實施例2相同方式製得附相位差層之偏光板8。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為15µm。
將具有聯苯骨架之環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Co.製,商品名:jER(註冊商標)YX4000)15份溶解於甲基乙基酮83.8份而獲得環氧樹脂溶液。於所得環氧樹脂溶液添加光陽離子聚合引發劑(San-Apro Ltd.、商品名:CPI(註冊商標)-100P)1.2份而獲得保護層形成組成物。將所製得之保護層形成組成物直接使用線棒塗佈於偏光件,並將塗佈膜在60℃下乾燥3分鐘。接著,使用高壓水銀燈以使累積光量為600mJ/cm2
之方式照射紫外線,形成保護層。保護層之厚度為3μm。
[實施例9]
使用雙酚型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Co.製,商品名:jER(註冊商標)828)來取代具有聯苯骨架之環氧樹脂,除此之外依與實施例8相同方式而獲得附相位差層之偏光板9。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為15µm。
[實施例10]
使用氫化雙酚型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Co.製,商品名:jER(註冊商標)YX8000)來取代具有聯苯骨架之環氧樹脂,除此之外依與實施例8相同方式而獲得附相位差層之偏光板10。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為15µm。
[實施例11]
將氫化雙酚型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical Co.製,商品名:jER(註冊商標)YX8000)15份與氧雜環丁烷樹脂(東亞合成公司製,商品名:ARON OXETANE(註冊商標)OXT-221)10重量份溶解於甲基乙基酮73份而獲得環氧樹脂溶液。於所得環氧樹脂溶液添加光陽離子聚合引發劑(San-Apro Ltd.、商品名:CPI(註冊商標)-100P)2份而獲得保護層形成組成物。除了使用所得保護層形成組成物外,以與實施例8相同方式製得附相位差層之偏光板11。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為15µm。
[實施例12]
除了將保護層之厚度設為8µm外,以與實施例11相同方式製得附相位差層之偏光板12。
[實施例13]
除了將保護層之厚度設為10µm外,以與實施例11相同方式製得附相位差層之偏光板13。
[實施例14]
除了使用紫外線硬化型環氧系樹脂(DAICEL公司製,製品名「CELLOXIDE 2021P」)外,依與實施例8相同方式而形成保護層(硬化物)。具體而言係將該環氧系樹脂95重量%及光聚合起始劑(CPI-100P,San-Apro公司製)5重量%摻混而成的組成物塗佈於易接著層上,並在空氣環境下使用高壓水銀燈以累積光量500mJ/cm2
照射紫外線,而形成硬化層(保護層)。除了使用該保護層外,以與實施例2同樣方式製作出附相位差層之偏光板。偏光板之厚度為15µm。
(比較例1)
在製作偏光件時,將水中延伸處理之延伸倍率設為2.3倍,並將總延伸倍率設為5.5倍,及延伸浴之液溫設為70℃,除此之外依與實施例1相同方式而製得厚度5.1µm之偏光件。透過紫外線硬化型接著劑將厚度40µm之丙烯酸系樹脂薄膜積層於所得偏光件表面,除此之外依與實施例1相同方式而製得附相位差層之偏光板C1。製得之附相位差層之偏光板的總厚度為52μm。
(比較例2)
使用厚度20µm之丙烯酸系薄膜作為保護層,除此之外依與比較例1相同方式而製得附相位差層之偏光板C2。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為32µm。
(比較例3)
除了使用比較例1所得偏光件以外,以與實施例1同樣方式製得附相位差層之偏光板C3。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為16µm。
(比較例4)
在製作偏光件時,將水中延伸處理之延伸浴之液溫設為64℃,除此以外以與比較例1同樣方式製得厚度5.1µm之偏光件。除了使用所得偏光件以外,以與比較例3同樣方式製得附相位差層之偏光板C4。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為16µm。
(比較例5)
依與實施例7相同方式形成保護層,除此之外依與比較例3相同方式而製得附相位差層之偏光板C5。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為14µm。
(比較例6)
依與實施例8相同方式形成保護層,除此之外依與比較例3相同方式而製得附相位差層之偏光板C6。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為14µm。
[評估]
使用實施例及比較例所得附相位差層之偏光板進行以下評估。結果列於表1。
(1)厚度
偏光件的厚度係使用干涉膜厚計(大塚電子公司製,製品名「MCPD-3000」)進行測定。厚度計算所用之計算波長範圍係在400nm~500nm下,且折射率為1.53。且,保護層之厚度係使用干涉膜厚計(大塚電子公司製,製品名「MCPD-3000」)適當選擇計算波長範圍及折射率進行測定。易接著層之厚度係由掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察求得。而大於10μm的厚度係使用數位測微器(Anritsu公司製,產品名「KC-351C」)測定。
(2)定向函數
針對實施例及比較例所用偏光件,使用傅立葉轉換紅外光譜光度計(FT-IR)(Perkin Elmer公司製,商品名:「Frontier」),以經偏光之紅外線作為測定光,測定偏光膜表面之衰減全反射分光(ATR:attenuated total reflection)。用以使偏光件密著之微晶係使用鍺,並將測定光之入射角設為45°。定向函數之算出依以下程序進行。欲使入射之經偏光的紅外線(測定光)係設為在與使鍺結晶之試樣密著的面平行振動的偏光(s偏光),並在相對於測定光之偏光方向配置於垂直(⊥)及平行(//)於偏光件之延伸方向的狀態下測定各吸光度光譜。從所得吸光度光譜算出以(3330cm-1
強度)為參考之(2941cm-1
強度)I。I⊥
係從在相對於測定光之偏光方向配置成垂直(⊥)於偏光件之延伸方向時所得之吸光度光譜所得之(2941cm-1
強度)/(3330cm-1
強度)。又,I//
係從在相對於測定光之偏光方向配置成平行(//)於偏光件之延伸方向時所得之吸光度光譜所得之(2941cm-1
強度)/(3330cm-1
強度)。於此,(2941cm-1強度)係將為吸光度光譜之底部的2770cm-1與2990cm-1設為基線時之2941cm-1的吸光度,(3330cm-1強度)係將2990cm-1與3650cm-1作為基線時之3330cm-1的吸光度。使用所得之I⊥
及I//
:依式1算出定向函數f。另外,f=1時為完全定向,f=0時為無規。又,推測2941cm-1
之波峰起因於偏光件中之PVA主鏈(-CH2
-)之振動的吸收。又,推測3330cm-1
之峰值起因於PVA之羥基之振動的吸收。
(式1)f=(3 < cos2
θ >-1)/2
=(1-D)/[c(2D+1)]
惟,
c=(3cos2
β-1)/2
在如上述般使用2941cm-1
時,β=90°⇒f=-2×(1-D)/(2D+1)。
θ:分子鏈相對於延伸方向之角度
β:躍遷偶極矩相對於分子鏈軸之角度
D=(I⊥
)/(I//
)
I⊥
:測定光之偏光方向與偏光件之延伸方向呈垂直時之吸收強度
I//
:測定光之偏光方向與偏光件之延伸方向呈平行時之吸收強度
(3)裂痕產生率
將實施例及比較例中所得之附相位差層之偏光板裁切成10mm×10mm之尺寸。將裁切出的附相位差層之偏光板透過厚度20µm之丙烯酸系黏著劑層貼附於玻璃板(厚度1.1mm)。將已貼附於玻璃板之試樣放置於100℃之烘箱內120小時後,以肉眼目視確認偏光件之吸收軸方向(MD方向)有無裂痕產生。使用3片附相位差層之偏光板進行該評估,評估產生裂痕的附相位差層之偏光板數量。
(4)耐彎折性
將實施例及比較例中所得之附相位差層之偏光板裁切成50mm×100mm之尺寸。此時係以偏光件之吸收軸方向為長邊方向之方式進行裁切。使用撓曲試驗機(Yuasa System Co., Ltd.製,製品名:使用DLDM111LH),在室溫下將裁切出之附相位差層之偏光板供於彎折試驗。具體而言係將附相位差層之偏光板以相位差層側為內側且保護層或形成於保護層上之硬塗層為外側的方式,於吸收軸方向上,以旋轉數60rpm之條件並將撓曲直徑設定為1mmφ(R為0.5mm),將附相位差層之偏光板彎折5萬次。接著,以目視確認試驗後之附相位差層之偏光板有無裂痕,以無法確認到裂痕者為良好,而確認到裂痕者為不佳。此外,彎折方向為偏光件之透射軸方向。
(5)單體透射率及偏光度
針對從實施例及比較例所用偏光件/熱塑性樹脂基材之積層體剝離去除了樹脂基材後的偏光件(偏光件單體),使用紫外線可見光分光光度計(日本分光公司製,製品名「V-7100」)進行測定,並將測得之單體透射率Ts、平行透射率Tp、正交透射率Tc分別作為偏光件之Ts、Tp及Tc。該等之Ts、Tp及Tc是依JIS Z8701之2度視野(C光源)測定並進行視感度補償所得之Y值。
從所得Tp及Tc利用下述式求得偏光度P。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2
×100
(6)穿刺強度
從實施例及比較例所用偏光件/熱塑性樹脂基材之積層體剝離偏光件,並載置於裝設有針之壓縮試驗機(KATO TECH CO., LTD.製,製品名「NDG5」,針貫通力測定規格),在室溫(23℃±3℃)環境下,以穿刺速度0.33cm/秒穿刺,並將偏光件破裂時之強度作為斷裂強度(穿刺強度)。評估值係測定10個試料片之斷裂強度,並使用其平均值。另外,針係使用前端徑1mmφ、0.5R者。針對要測定之偏光件,將具有直徑約11mm之圓形開口部的夾具從偏光件兩面固定後,將針穿刺至開口部之中央進行試驗。
由表1可知,實施例1~14之附相位差層之偏光板即便在供於加熱處理時仍可抑制裂痕的產生。此外,彎折時之耐久性亦佳。
產業上之可利用性
本發明附相位差層之偏光板可適合使用於影像顯示裝置。
10:偏光板
11:偏光件
12:第1保護層
13:第2保護層
20:相位差層
100:附相位差層之偏光板
101:附相位差層之偏光板
102:附相位差層之偏光板
50:另一相位差層
60:導電層或附導電層之各向同性基材
21:第1定向固化層
22:第2定向固化層
200:積層體
R1,R2,R3,R4,R5,R6:輸送輥
G1,G2,G3,G4:導輥
圖1係本發明之一實施形態之附相位差層之偏光板的概略截面圖。
圖2為本發明之另一實施形態之附相位差層之偏光板之概略截面圖。
圖3為本發明之又另一實施形態之附相位差層之偏光板之概略截面圖。
圖4係顯示本發明之附相位差層之偏光板所用偏光件之製造方法中,利用加熱輥之乾燥收縮處理之一例的概略圖。
10:偏光板
11:偏光件
12:第1保護層
13:第2保護層
20:相位差層
100:附相位差層之偏光板
Claims (9)
- 一種附相位差層之偏光板,具有偏光板與相位差層,該偏光板包含偏光件與配置於該偏光件之一側的保護層; 該偏光件係以聚乙烯醇系樹脂薄膜構成,且聚乙烯醇之定向函數為0.30以下; 該相位差層為液晶化合物之定向固化層; 該保護層之厚度為10µm以下。
- 一種附相位差層之偏光板,具有偏光板與相位差層,該偏光板包含偏光件與配置於該偏光件之一側的保護層; 該偏光件之穿刺強度為30gf/µm以上; 該相位差層為液晶化合物之定向固化層; 該保護層之厚度為10µm以下。
- 如請求項1或2之附相位差層之偏光板,其總厚度在30µm以下。
- 如請求項1至3中任一項之附相位差層之偏光板,其中前述偏光件之厚度為10µm以下。
- 如請求項1至4中任一項之附相位差層之偏光板,其中前述偏光件之單體透射率為40.0%以上,且偏光度為99.0%以上。
- 如請求項1至5中任一項之附相位差層之偏光板,其中前述保護層係以選自於由下列所構成群組中之至少1種構成:熱塑性丙烯酸系樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物、環氧樹脂之光陽離子硬化物及環氧樹脂之有機溶劑溶液的塗佈膜之固化物。
- 如請求項6之附相位差層之偏光板,其中前述熱塑性丙烯酸系樹脂具有選自於由內酯環單元、戊二酸酐單元、戊二醯亞胺單元、馬來酸酐單元及馬來醯亞胺單元所構成群組中之至少1種重複單元。
- 如請求項6之附相位差層之偏光板,其中前述保護層係環氧樹脂之光陽離子硬化物,且該環氧樹脂具有選自於由芳香族骨架及經氫化之芳香族骨架所構成群組中之至少1種。
- 一種影像顯示裝置,包含如請求項1至8中任一項之附相位差層之偏光板。
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