TW202344401A - 光學積層體及使用該光學積層體之圖像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種抑制了框狀顯示缺陷之光學積層體。
本發明之實施方式之光學積層體依序具有前面板、黏著劑層、偏光板、及相位差層。偏光板包含偏光元件及配置於偏光元件之黏著劑層側之保護層。黏著劑層包括包含吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物之光硬化性黏著劑。偏光元件之單質透過率為43.3%以上。或者保護層之透濕度為100 g/cm
2•24 hr以下。
Description
本發明係關於一種光學積層體及使用該光學積層體之圖像顯示裝置。
近年來,以液晶顯示裝置以及電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置)為代表之圖像顯示裝置正在迅速普及。圖像顯示裝置中代表性地使用偏光板以及相位差板。有將偏光板以及相位差板經由黏著劑層與前面板一體化而構成光學積層體之情況。但是,此種光學積層體若在放置於高溫高濕環境下後暴露於太陽光,則有產生因反射而被視認到之紅色框狀之顯示缺陷(以下,簡稱為框狀顯示缺陷)之情況。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2020-64290號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係為了解決上述先前之問題而完成,其主要目的在於提供一種抑制了框狀顯示缺陷之光學積層體。
[解決問題之技術手段]
本發明之實施方式之光學積層體依序具有前面板、黏著劑層、偏光板、及相位差層。該偏光板包含偏光元件及配置在該偏光元件之黏著劑層側之保護層。該黏著劑層包括包含吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物之光硬化性黏著劑。該偏光元件之單質透過率為43.3%以上。或者該保護層之透濕度為100 g/cm
2•24 hr以下。
一個實施方式中,上述吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物為二苯甲酮系化合物。
一個實施方式中,上述偏光元件之厚度為10 μm以下且碘濃度為10重量%以下。
一個實施方式中,上述相位差層具有圓偏光功能或橢圓偏光功能。
一個實施方式中,上述相位差層包含樹脂膜之延伸膜,其Re(550)為100 nm~200 nm,滿足Re(450)<Re(550)之關係,且該相位差層之慢軸與該偏光元件之吸收軸所成之角度為40°~50°。
一個實施方式中,上述光學積層體在上述相位差層之與偏光板相反一側進而具有折射率特性顯示nz>nx=ny之關係之另外之相位差層。
一個實施方式中,在上述保護層之黏著劑層側形成有硬塗層。
一個實施方式中,上述黏著劑層之厚度為50 μm~500 μm。
根據本發明之另一態樣,提供一種圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置具備上述光學積層體。
[發明之效果]
根據本發明之實施方式,能夠實現抑制了框狀顯示缺陷之光學積層體。
以下,對本發明之代表性實施方式進行說明,但本發明並不限定於該等實施方式。
(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」為面內之折射率成為最大之方向(即慢軸方向)之折射率,「ny」為面內與慢軸正交之方向(即快軸方向)之折射率,「nz」為厚度方向之折射率。
(2)面內相位差(Re)
「Re(λ)」為23℃下之利用波長λ nm之光測定之膜之面內相位差。例如,「Re(550)」為23℃下之利用波長550 nm之光測定之膜之面內相位差。Re(λ)係在將膜之厚度設為d(nm)時,利用式:Re=(nx-ny)×d求得。
(3)厚度方向之相位差(Rth)
「Rth(λ)」為23℃下之利用波長λ nm之光測定之膜之厚度方向之相位差。例如,「Rth(550)」為23℃下之利用波長550 nm之光測定之膜之厚度方向之相位差。Rth(λ)係在將膜之厚度設為d(nm)時,利用式:Rth=(nx-nz)×d求得。
(4)Nz係數
Nz係數係利用Nz=Rth/Re求得。
(5)角度
本說明書中提及角度時,只要無特別說明,則該角度包含順時針旋轉及逆時針旋轉之兩個方向之角度。
A. 光學積層體之整體構成
圖1為本發明之一個實施方式之光學積層體之概略剖視圖。圖示例之光學積層體100依序具有前面板10、黏著劑層20、偏光板30及相位差層40。即,光學積層體100中,經由黏著劑層20將前面板10與偏光板30積層。偏光板30包含偏光元件31及配置於偏光元件31之黏著劑層20側之保護層32。偏光板30亦可根據目的進一步包含配置於偏光元件之與黏著劑層20相反一側之另外之保護層(未圖示)。
本發明之實施方式中,黏著劑層20包括包含吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物之光硬化性黏著劑。進而,偏光元件31之單質透過率為43.3%以上,或者保護層32之透濕度為100 g/cm
2•24 hr以下。若偏光元件之單質透過率或保護層之透濕度為此種範圍,則在光學積層體中能夠抑制框狀顯示缺陷。更詳細而言如下所述。新發現如下問題:若在將前面板經由黏著劑層與偏光板等一體化而成之光學積層體放置於高溫高濕環境下後暴露於太陽光,則會產生框狀顯示缺陷。本發明人等對框狀顯示缺陷進行了深入研究,結果推測框狀顯示缺陷係由偏光板之局部之各向異性反射所導致。本發明人等基於該推測對框狀顯示缺陷進一步進行了研究,結果發現,其產生原因在於黏著劑層,當在黏著劑層中包含吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物之情形時,會產生框狀顯示缺陷。根據該發現,進一步研究之結果為,本發明人等發現,藉由將偏光板之偏光元件之單質透過率或保護層之透濕度控制在規定範圍內,能夠抑制該化合物之移動及/或不均勻之分佈,結果抑制框狀顯示缺陷,從而完成了本發明。即,本發明之實施方式解決了在特定構成之光學積層體中新發現之問題,其效果為預想不到之優異效果。以下,為了方便有時將「吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物」稱作「吸光化合物」。
相位差層40代表性地具有圓偏光功能或橢圓偏光功能。若為此種構成,則能夠獲得具有優異之防反射特性之光學積層體。一個實施方式中,相位差層40包含樹脂膜之延伸膜。此時,相位差層40代表性地為單一層。另外之實施方式中,相位差層40為液晶化合物之配向固化層(以下有時稱作液晶配向固化層)。此時,相位差層40可為單一層,亦可具有第一液晶配向固化層及第二液晶配向固化層之雙層結構。相位差層40之詳細情況在後文之E項中敍述。
一個實施方式中,光學積層體亦可在相位差層40之與偏光板30相反一側進而具有另外之相位差層50。另外之相位差層50之折射率特性代表性地顯示nz>nx=ny之關係。藉由設置此種另外之相位差層,能夠良好地防止斜方向之反射,能夠實現防反射功能之廣視角化。
一個實施方式中,亦可在偏光板30之保護層32之黏著劑層20側形成有硬塗層33。若為此種構成,則能夠進一步良好地抑制吸光化合物從黏著劑層向偏光板(實質上為偏光元件)之移動。結果,能夠進一步良好地抑制框狀顯示缺陷。
實際應用上,光學積層體具有另外之黏著劑層(未圖示)作為與前面板10相反一側之最外層,能夠貼附在圖像顯示單元。此時,在另外之黏著劑層之表面較佳為暫時黏有剝離襯墊直至將光學積層體供至使用前。藉由暫時黏有剝離襯墊,能夠保護另外之黏著劑層,並且形成光學積層體之卷筒。
以下,對光學積層體之構成要素進行說明。
B. 前面板
作為前面板10,可根據目的採用任意適當之膜及板。例如,前面板可為玻璃製,亦可為樹脂製。前面板之波長550 nm下之透光率較佳為85%以上。前面板之波長550 nm下之折射率較佳為1.4~1.65。
作為玻璃板,可採用能夠用作圖像顯示裝置之前面板之任意適當之構成。玻璃板之厚度例如為1 mm~10 mm。藉由使用玻璃板作為前面板,能夠獲得具有極優異之機械強度及表面硬度之光學積層體。作為玻璃,根據依據組成之分類,例如可例舉鹼石灰玻璃、硼酸玻璃、鋁矽酸玻璃、石英玻璃等。又,根據依據鹼成分之分類,可例舉無鹼玻璃、低鹼玻璃。玻璃之鹼金屬成分(例如Na
2O、K
2O、Li
2O)之含量較佳為15重量%以下,進而較佳為10重量%以下。玻璃之密度較佳為2.3 g/cm
3~3.0 g/cm
3,更佳為2.3 g/cm
3~2.7 g/cm
3。若玻璃之密度為此種範圍,則能夠謀求光學積層體之輕量化。
作為樹脂板,可採用能夠用作圖像顯示裝置之前面板之任意適當之構成。作為構成樹脂板之材料,例如可例舉丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯腈-苯乙烯系樹脂(AS樹脂)、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂。樹脂板之厚度例如為1 mm~10 mm。藉由使用規定之樹脂板作為前面板,能夠實現實用上沒有問題之表面硬度,並且與玻璃板相比能夠謀求輕量化。進而,藉由使用透明性高於玻璃之樹脂,能夠實現低耗電。
C. 黏著劑層
黏著劑層如上所述,包括包含吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物(吸光化合物)之光硬化性黏著劑。以下,具體地進行說明。
C-1. 黏著劑層之特性
黏著劑層之玻璃轉移溫度較佳為-3℃以下,更佳為-5℃以下,進而較佳為-6℃以下。另一方面,玻璃轉移溫度較佳為-20℃以上,更佳為-15℃以上,進而較佳為-13℃以上。若玻璃轉移溫度為此種範圍,則能夠實現具有優異耐衝擊性之黏著劑層。
黏著劑層之損耗正切tanδ之峰頂值(即,玻璃轉移溫度下之tanδ)較佳為1.5以上,更佳為1.6以上,進而較佳為1.7以上,特佳為1.75以上。另一方面,tanδ之峰頂值之上限較佳為3.0以下,更佳為2.5以下,進而較佳為2.3以下。若tanδ之峰頂值為此種範圍,則由於黏著劑層顯示適當之變形行為(黏彈性行為),故而例如在偏光板形成有貫通孔之類的異形加工部之情形時,在填充該異形加工部時不易形成空隙。
黏著劑層之全光線透過率較佳為85%以上,更佳為90%以上。黏著劑層之霧度值較佳為1.5%以下,更佳為1.0%以下。
黏著劑層之厚度較佳為50 μm~500 μm,更佳為70 μm~350 μm,進而較佳為80 μm~250 μm,特佳為100 μm~200 μm。
C-2. 光硬化性黏著劑
C-2-1. 光硬化性黏著劑之特性
光硬化性黏著劑之硬化後之60℃下之儲存彈性模數較佳為5.0×10
3Pa~5.0×10
5Pa,更佳為7.5×10
3Pa~4.0×10
5Pa,進而較佳為8.0×10
3Pa~3.0×10
5Pa。若光硬化性黏著劑之硬化後之儲存彈性模數為此種範圍,則黏著劑層之凝膠彈性降低,殘留應力減小。
光硬化性黏著劑之硬化後之凝膠分率較佳為50%~95%,更佳為55%~93%,進而較佳為60%~90%。若光硬化性黏著劑之硬化後之凝膠分率為此種範圍,則能夠將前面板與偏光板牢固地固定。凝膠分率可作為對於乙酸乙酯等溶劑之不溶成分求出。具體而言,凝膠分率係作為將構成黏著劑層之黏著劑在23℃下浸漬於乙酸乙酯中7天後之不溶成分相對於浸漬前試樣之重量分率(單位:重量%)求出。凝膠分率可藉由適當地設定構成黏著劑之基礎聚合物之單質成分之種類、組合及調配量、以及交聯劑之種類及調配量等來調整。
C-2-2. 光硬化性黏著劑之構成材料
作為光硬化性黏著劑,只要具有如上所述之特性,則可使用任意適當之光硬化性黏著劑(本項中,有時簡稱為黏著劑組合物)。作為黏著劑組合物之基礎聚合物,例如可例舉(甲基)丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚乙烯醚、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烴、環氧系聚合物、氟系聚合物、天然橡膠、合成橡膠等橡膠系聚合物。較佳為包含(甲基)丙烯酸系聚合物作為基礎聚合物之(甲基)丙烯酸系黏著劑組合物。其原因在於:光學透明性優異,顯示適度之濕潤性、凝集性及接著性等黏著特性,耐候性及耐熱性等亦優異。再者,本說明書中,「(甲基)丙烯酸」係指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。
C-2-2-1.(甲基)丙烯酸系基礎聚合物
(甲基)丙烯酸系基礎聚合物含有(甲基)丙烯酸烷基酯作為主要之單質成分。作為(甲基)丙烯酸烷基酯,可良好地使用烷基之碳數為1~20之(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯之烷基可具有分支,亦可具有環狀烷基。作為烷基,例如可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基、己基、環己基、庚基、2-乙基己基、異辛基、壬基、癸基、異癸基、十二烷基、異莰基、異肉豆蔻基、月桂基、十三烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、硬脂基。(甲基)丙烯酸烷基酯可單獨使用或者組合使用。較佳之烷基為甲基、丁基、2-乙基己基、異莰基、硬脂基;更佳之烷基為甲基、2-乙基己基、異莰基。
在將構成(甲基)丙烯酸系基礎聚合物之單質成分總量設為100重量份時,(甲基)丙烯酸烷基酯能夠以較佳為40重量份以上、更佳為50重量份以上、進而較佳為60重量份以上之比率使用。
(甲基)丙烯酸系基礎聚合物亦可含有能夠與(甲基)丙烯酸烷基酯共聚之單質成分(以下為共聚單質)。作為共聚單質,例如可例舉含羥基之單質、含羧基之單質、含氮原子之單質、環化聚合性單質、含環氧基之單質。作為含羥基之單質,例如可例舉(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、丙烯酸(4-羥基甲基環己基)-甲酯。作為含羧基之單質,例如可例舉(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸。作為含氮原子之單質,例如可例舉(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮。作為環化聚合性單質,例如可例舉丙烯酸烷氧基烷基酯。作為含環氧基之單質,例如可例舉(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯。共聚單質之種類、數量、組合、調配量等可根據目的適當地設定。
較佳之單質成分之組合例如可為(甲基)丙烯酸2-乙基己酯/(甲基)丙烯酸甲酯/(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯/(甲基)丙烯酸異莰酯//(甲基)丙烯酸甲酯/(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、或(甲基)丙烯酸丁酯/(甲基)丙烯酸環己酯/(甲基)丙烯酸硬脂酯/(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯/N-乙烯基吡咯啶酮。
C-2-2-2. 吸光化合物
吸光化合物代表性地可作為光聚合起始劑發揮功能。在具有包含此種化合物之黏著劑層之光學積層體中,本發明之實施方式所帶來之效果顯著。具體而言,即便於黏著劑層包含此種化合物之情形時,亦能夠實現抑制了框狀顯示缺陷之光學積層體。作為該化合物,例如可例舉二苯甲酮系化合物、蒽醌系化合物、菲醌系化合物。較佳為二苯甲酮系化合物。於黏著劑層中包含二苯甲酮系化合物之情形時,本發明之實施方式所帶來之效果變得更加顯著。作為二苯甲酮系化合物,例如可例舉二苯甲酮、甲基二苯甲酮、三甲基二苯甲酮、苯甲醯基苯甲酸甲酯、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、[4-(甲基苯基硫代)苯基]-苯基甲烷、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。二苯甲酮系化合物可單獨使用,亦可組合使用。
吸光化合物可相對於基礎聚合物100重量份,較佳為以0.01重量份~0.5重量份、更佳為以0.01重量份~0.1重量份之比率含有在黏著劑組合物中。
C-2-2-3. 黏著劑組合物之其他成分
黏著劑組合物(光硬化性黏著劑)除了上述基礎聚合物以及吸光化合物以外,可包含熱聚合起始劑以及矽烷偶合劑。
作為熱聚合起始劑,可使用任意適當之自由基型熱聚合起始劑。作為具體例,可例舉偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)。熱聚合起始劑可相對於基礎聚合物100重量份,較佳為以0.01重量份~0.5重量份、更佳為以0.01重量份~0.1重量份之比率含有在黏著劑組合物中。
作為矽烷偶合劑,可使用任意適當之矽烷偶合劑。藉由使用矽烷偶合劑,能夠調整光硬化性黏著劑之接著力。黏著劑組合物中之矽烷偶合劑之含量相對於基礎聚合物100重量份,較佳為0.01重量份~5重量份、更佳為0.03重量份~2重量份。
黏著劑組合物(光硬化性黏著劑)亦可進而包含低聚物及/或多官能化合物。作為低聚物,可使用任意適當之低聚物。藉由使用低聚物,能夠調整光硬化性黏著劑之黏彈性(結果而言為流動性、作業性)及接著力。低聚物較佳為(甲基)丙烯酸系低聚物。(甲基)丙烯酸系低聚物與基礎聚合物之相容性能夠優異。低聚物之重量平均分子量較佳為1000~30000左右,更佳為1500~10000,進而較佳為2000~8000。若低聚物之重量平均分子量為此種範圍,則能夠實現優異之接著力以及接著保持性。作為多官能化合物,可例舉在1個分子中含有2個以上之具有不飽和雙鍵之聚合性官能基(乙烯性不飽和基)之化合物。多官能化合物代表性地為光聚合性多官能化合物。作為多官能化合物,就容易與(甲基)丙烯酸系聚合物之單質成分共聚之方面而言,較佳為多官能(甲基)丙烯酸酯。藉由使用多官能化合物,能夠在所得之黏著劑層中導入適當之交聯結構。結果,能夠實現能牢固地使前面板與偏光板固定,並且具有優異之耐衝擊性與優異之變形性之黏著劑層。低聚物及多官能化合物之種類、數量、組合、調配量等可根據目的適當地設定。
黏著劑組合物(光硬化性黏著劑)可進而包含根據目的之任意適當之添加劑。作為添加劑之具體例,可例舉抗氧化劑、防靜電劑、返工性提高劑、著色劑、顏料、染料、界面活性劑、塑化劑、黏著性賦予劑、表面潤滑劑、流平劑、軟化劑、抗老化劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、聚合抑制劑、導電劑、無機或有機之填充劑、金屬粉、粒子狀、箔狀物。又,亦可採用在能夠控制之範圍內添加還原劑之氧化還原體系。添加劑之種類、數量、組合、調配量等可根據目的適當地設定。
C-3. 黏著劑層之形成方法
黏著劑層能夠在藉由熱聚合進行半硬化後,藉由光聚合最終地硬化。因此,上述之吸光化合物不僅可作為光聚合起始劑、亦可作為光交聯劑發揮功能。一個實施方式中,可經由半硬化狀態之黏著劑層將前面板與偏光板積層。若為此種構成,則例如在偏光板上形成有貫通孔之類的異形加工部之情形時,能夠沒有空隙地填充該異形加工部。
D. 偏光板
D-1. 偏光元件
作為偏光元件31,可採用任意適當之偏光元件。例如,形成偏光元件之樹脂膜可為單層之樹脂膜,亦可為兩層以上之積層體。
作為包含單層之樹脂膜之偏光元件之具體例,可例舉對聚乙烯醇(PVA)系膜、部分縮甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜實施了利用碘或二色性染料等二色性物質進行之染色處理及延伸處理而成者;PVA之脫水處理物或聚氯乙烯之脫氯化氫處理物等多烯系配向膜等。就光學特性優異之方面而言,較佳為使用藉由碘對PVA系膜進行染色並進行單軸延伸而獲得之偏光元件。
上述利用碘進行之染色例如係藉由將PVA系膜浸漬在碘水溶液中進行。上述單軸延伸之延伸倍率較佳為3~7倍。延伸可在染色處理後進行,亦可一邊染色一邊進行。又,還可在延伸後進行染色。根據需要,對PVA系膜實施膨潤處理、交聯處理、洗淨處理、乾燥處理等。例如,藉由在染色前將PVA系膜浸漬在水中進行水洗,不僅能夠洗淨PVA系膜表面之污漬或抗黏連劑,亦能夠使PVA系膜膨潤而防止染色不均等。
作為使用積層體而獲得之偏光元件之具體例,可例舉使用樹脂基材與積層於該樹脂基材之PVA系樹脂層(PVA系樹脂膜)之積層體或樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層之積層體所獲得之偏光元件。使用樹脂基材與塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層之積層體所獲得之偏光元件例如可藉由如下方式製作:將PVA系樹脂溶液塗佈在樹脂基材,加以乾燥而在樹脂基材上形成PVA系樹脂層,從而獲得樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體;及對該積層體進行延伸及染色,將PVA系樹脂層製成偏光元件。本實施方式中,較佳為在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。延伸代表性地包括使積層體浸漬在硼酸水溶液中進行延伸。進而,延伸根據需要可在硼酸水溶液中進行延伸之前進一步包括在高溫(例如95℃以上)下對積層體進行空中延伸。此外,本實施方式中,較佳為將積層體供至藉由一邊在長度方向上進行搬運一邊進行加熱而在寬度方向上收縮2%以上之乾燥收縮處理。代表性地,本實施方式之製造方法包括依序對積層體實施空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理、及乾燥收縮處理。藉由導入輔助延伸,即便為在熱塑性樹脂上塗佈PVA之情形時,亦能夠提高PVA之結晶性,能夠實現較高之光學特性。又,藉由同時事先提高PVA之配向性,在之後之染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時,能夠防止PVA之配向性下降或者溶解等問題,能夠實現較高之光學特性。進而,在將PVA系樹脂層浸漬於液體中之情形時,與PVA系樹脂層不含鹵化物時相比,能夠抑制聚乙烯醇分子之配向混亂以及配向性之下降。藉此,能夠提高經過染色處理以及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中進行之處理步驟所獲得之偏光元件之光學特性。進而,藉由利用乾燥收縮處理使積層體在寬度方向上收縮,能夠提高光學特性。所得之樹脂基材/偏光元件之積層體可直接使用(即,可將樹脂基材作為偏光元件之保護層),亦可在自樹脂基材/偏光元件之積層體剝離樹脂基材所得之剝離面或者與剝離面相反一側之面積層根據目的之任意適當之保護層使用。此種偏光元件之製造方法之詳細情況例如記載在日本專利特開2012-73580號公報、日本專利第6470455號中。該等公報之全部記載係作為參考引用在本說明書中。
偏光元件之厚度較佳為10 μm以下,更佳為1 μm~8 μm,進而較佳為3 μm~7 μm。在具有此種非常薄之偏光元件之光學積層體中,本發明之實施方式所帶來之效果顯著。更詳細而言如下所述。推測此種非常薄之偏光元件一般而言碘濃度高,由於碘與上述吸光化合物之相互作用所引起之各向異性反射而可能產生框狀顯示缺陷。根據本發明之實施方式,藉由控制偏光元件之單質透過率或黏著劑層側之保護層之透濕度,能夠減少此種相互作用,抑制框狀顯示缺陷。再者,該機制只不過為推測,並不由該推測限制本發明及其機制。再者,若偏光元件之厚度為上述範圍,則能夠良好地抑制加熱時之捲縮,並能夠獲得良好之加熱時之外觀耐久性。
偏光元件較佳為在波長380 nm~780 nm之任一波長下顯示出吸收二色性。偏光元件之單質透過率如上所述為43.3%以上,較佳為43.3%~46.0%,更佳為43.3%~45.0%。若偏光元件之單質透過率為此種範圍,則能夠將碘濃度控制在所希望之範圍內,結果能夠抑制框狀顯示缺陷。偏光元件之偏光度較佳為97.0%以上,更佳為99.0%以上,進而較佳為99.9%以上。根據本發明之實施方式,即便單質透過率為上述範圍,亦能夠將偏光度維持在此種範圍內。
偏光元件之碘濃度較佳為10重量%以下,更佳為3重量%~8重量%,進而較佳為5重量%~7重量%。若碘濃度為此種範圍,則能夠減少碘與上述吸光化合物之相互作用,因此能夠減少因上述相互作用引起之各向異性反射。結果,在具有非常薄之偏光元件之光學積層體中能夠抑制框狀顯示缺陷。再者,本說明書中,「碘濃度」係指包含在偏光元件中之全部碘之量。更具體而言,在偏光元件中,碘以I
-、I
2、I
3 -等形態存在,本說明書中之碘濃度係指包含所有該等形態之碘之濃度。碘濃度例如可根據利用螢光X射線分析獲得之螢光X射線強度與膜(偏光元件)厚度算出。
D-2. 保護層
保護層32之透濕度如上所述,為100 g/cm
2•24 hr以下,較佳為70 g/cm
2•24 hr以下,進而較佳為50 g/cm
2•24 hr以下,特佳為40 g/cm
2•24 hr以下,尤佳為30 g/cm
2•24 hr以下,最佳為25 g/cm
2•24 hr以下。透濕度之下限例如可為5 g/cm
2•24 hr。若保護層之透濕度為此種範圍,則能夠良好地抑制吸光化合物從黏著劑層向偏光板(實質上為偏光元件)之移動。結果,能夠良好地抑制框狀顯示缺陷。
保護層32只要能夠實現上述範圍之透濕度,則由任意適當之樹脂膜構成。作為構成樹脂膜之材料,代表性地可例舉聚降莰烯等環烯烴系樹脂,(甲基)丙烯酸系樹脂,聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯系樹脂,聚乙烯等聚烯烴系樹脂,聚碳酸酯系樹脂。作為(甲基)丙烯酸系樹脂之代表例,可例舉具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂。具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸系樹脂例如記載於日本專利特開2000-230016號公報、日本專利特開2001-151814號公報、日本專利特開2002-120326號公報、日本專利特開2002-254544號公報、日本專利特開2005-146084號公報中。將該等公報作為參照引用至本說明書中。保護層32較佳為包含環烯烴系樹脂或(甲基)丙烯酸系樹脂。
光學積層體代表性地配置在圖像顯示裝置之視認側,保護層32代表性地配置在其視認側。因此,亦可根據需要對保護層32實施表面處理。作為表面處理,例如可例舉硬塗處理、防反射處理、防黏處理、防眩光處理。本發明之實施方式中,較佳為硬塗處理(硬塗層之形成)。關於硬塗層在後文敍述。亦可組合硬塗處理與其他表面處理實施。進而/或者,亦可根據需要對保護層32實施改善經由偏光太陽鏡視認時之視認性之處理(代表性地為賦予(橢)圓偏光功能、賦予超高相位差)。藉由實施此種處理,即便經由偏光太陽鏡等偏光透鏡視認顯示畫面之情形時,亦能夠實現優異之視認性。因此,光學積層體亦能夠良好地應用於可在室外使用之圖像顯示裝置中。
保護層32之厚度較佳為15 μm~80 μm,更佳為20 μm~60 μm,進而較佳為25 μm~45 μm。再者,實施有表面處理時,保護層之厚度係包括表面處理層之厚度在內之厚度。
另外之保護層(存在之情況下)由能夠用作偏光元件之保護層之任意適當之膜形成。作為構成另外之保護層之材料,代表性地可例舉三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、環烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂。另外之保護層之厚度可根據目的適當地設定。
在一個實施方式中,另外之保護層較佳為光學各向同性。本說明書中,「光學各向同性」係指面內相位差Re(550)為0 nm~10 nm、厚度方向之相位差Rth(550)為-10 nm~+10 nm。
D-3. 硬塗層
一個實施方式中,如上所述,亦可在偏光板30之保護層32之黏著劑層20側形成有硬塗層33。藉由設置硬塗層,由於與控制黏著劑層側保護層之透濕度之效果之協同效果,能夠進一步良好地抑制吸光化合物從黏著劑層向偏光板(實質上為偏光元件)之移動。結果,能夠進一步良好地抑制框狀顯示缺陷。硬塗層33代表性地為任意適當之活性能量線(例如紫外線、可見光線、電子束)硬化型樹脂之硬化層。作為活性能量線硬化型樹脂,例如可例舉丙烯酸系樹脂、聚矽氧系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、醯胺系樹脂、環氧系樹脂等。硬塗層亦可根據需要包含任意適當之添加劑。作為該添加劑之代表例,可例舉無機系微粒及/或有機系微粒。硬塗層之厚度例如可為1 μm~10 μm,且例如可為3 μm~7 μm。
E. 相位差層
相位差層40如上所述代表性地具有圓偏光功能或橢圓偏光功能。進而,如上所述,相位差層40可包含樹脂膜之延伸膜,亦可為液晶配向固化層。以下,分別對樹脂膜之延伸膜及液晶配向固化層進行說明。
E-1. 樹脂膜之延伸膜
E-1-1.特性
若相位差層為此種構成,則藉由控制偏光元件之單質透過率或黏著劑層側保護層之透濕度,能夠在具有包含吸光化合物之黏著劑層之光學積層體中抑制框狀顯示缺陷。本實施方式中,相位差層代表性地為單一層,可作為所謂之λ/4板發揮功能。此時,相位差層40之Re(550)較佳為100 nm~200 nm,相位差層40較佳為滿足Re(450)<Re(550)之關係。進而,相位差層40之慢軸與偏光元件31之吸收軸所成之角度較佳為40°~50°,更佳為42°~48°,進而較佳為44°~46°,特佳為約45°。
相位差層40之Re(550)更佳為110 nm~180 nm,進而較佳為120 nm~160 nm,特佳為130 nm~150 nm。
相位差層代表性地如上所述滿足Re(450)<Re(550)之關係,較佳為進一步滿足Re(550)<Re(650)之關係。即,相位差層顯示相位差值隨著測定光之波長而增大之逆分散之波長相依性。相位差層之Re(450)/Re(550)例如超過0.5且未達1.0,較佳為0.7~0.95,更佳為0.75~0.92,進而較佳為0.8~0.9。Re(650)/Re(550)較佳為1.0以上且未達1.15,更佳為1.03~1.1。
相位差層由於如上所述具有面內相位差,因此具有nx>ny之關係。相位差層只要具有nx>ny之關係即可,顯示任意適當之折射率特性。相位差層之折射率特性代表性地顯示nx>ny≧nz之關係。再者,此處「ny=nz」不僅包含ny與nz完全相等之情況,亦包含實質上相等之情況。因此,在不損害本發明效果之範圍內,可有ny<nz之情況。相位差層之Nz係數較佳為0.9~2.0,更佳為0.9~1.5,進而較佳為0.9~1.2。藉由滿足此種關係,在將光學積層體用於圖像顯示裝置中時,能夠實現非常優異之反射色相。
相位差層之厚度可按照能夠作為λ/4板最適當地發揮功能之方式進行設定。換而言之,厚度可按照獲得所希望之面內相位差之方式進行設定。具體而言,厚度較佳為15 μm~60 μm,進而較佳為20 μm~55 μm,最佳為25 μm~50 μm。
E-1-2. 相位差層之構成材料
相位差層代表性地含有包含選自由碳酸酯鍵及酯鍵所組成之群中之至少1個鍵結基之樹脂。換而言之,相位差層含有聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂或聚酯碳酸酯系樹脂(以下有時將該等一併稱作聚碳酸酯系樹脂等)。聚碳酸酯系樹脂等包含選自由下述通式(1)所示之結構單元及/或下述通式(2)所示之結構單元所組成之群中之至少1個結構單元。該等結構單元係源自2價寡聚茀之結構單元,以下有時稱作寡聚茀結構單元。此種聚碳酸酯系樹脂等具有正折射率各向異性。
[化1]
[化2]
相位差層代表性地進一步含有丙烯酸系樹脂。丙烯酸系樹脂之含量為0.5質量%~1.5質量%。再者,本說明書中「質量」單位之百分率或份與「重量」單位之百分率或份含義相同。
E-1-2-1. 聚碳酸酯系樹脂等
<寡聚茀結構單元>
寡聚茀結構單元由上述通式(1)或(2)表示。通式(1)以及(2)中,R
1~R
3各自獨立地為直接鍵、經取代或未經取代之碳數為1~4之伸烷基,R
4~R
9各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之碳數為1~10之烷基、經取代或未經取代之碳數為4~10之芳基、經取代或未經取代之碳數為1~10之醯基、經取代或未經取代之碳數為1~10之烷氧基、經取代或未經取代之碳數為1~10之芳氧基、經取代或未經取代之胺基、經取代或未經取代之碳數為1~10之烯基、經取代或未經取代之碳數為1~10之炔基、具有取代基之硫原子、具有取代基之矽原子、鹵原子、硝基、或氰基。其中,R
4~R
9可彼此相同,亦可不同,R
4~R
9中相鄰之至少2個基亦可彼此鍵結形成環。
聚碳酸酯系樹脂等中之寡聚茀結構單元之含量相對於樹脂整體較佳為1質量%~40質量%,更佳為10質量%~35質量%,進而較佳為15質量%~30質量%,特佳為18質量%~25質量%。寡聚茀結構單元之含量過多時,擔心會發生光彈性係數變得過大、可靠性變得不充分、相位差表現性變得不充分之問題。進而,由於寡聚茀結構單元在樹脂中所占比例提高,因此分子設計之範圍變窄,在要求樹脂之改質時,有時變得難以改良。另一方面,假設即便藉由非常少量之寡聚茀結構單元獲得了所希望之逆分散波長相依性,此時,亦由於光學特性隨著寡聚茀結構單元含量之微小不均即會敏感地變化,因此有時難以按照各特性落入一定範圍內之方式進行製造。
寡聚茀結構單元之詳細情況例如記載於國際公開第2015/159928號說明書中。該公報作為參考引用在本說明書中。
<其他結構單元>
聚碳酸酯系樹脂等代表性地除了寡聚茀結構單元以外亦可包含其他結構單元。一個實施方式中,其他結構單元較佳為源自二羥基化合物或二酯化合物。為了表現目標之逆波長分散性,有必要隨具有負固有雙折射之寡聚茀結構單元一起將具有正固有雙折射之結構單元組入聚合物結構,因此作為進行共聚之其他單質,進一步較佳為成為具有正雙折射之結構單元之原料的二羥基化合物或二酯化合物。
作為共聚單質,可例舉能夠導入包含芳香族環之結構單元之化合物與不導入包含芳香族環之結構單元、即包含脂肪族結構之化合物。
以下例舉上述包含脂肪族結構之化合物之具體例。乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇等直鏈脂肪族烴之二羥基化合物;新戊二醇、己二醇等支鏈脂肪族烴之二羥基化合物;1,2-環己二醇、1,4-環己二醇、1,3-金剛烷二醇、氫化雙酚A、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇等所例示之作為脂環式烴之二級醇及三級醇之二羥基化合物;1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、三環癸烷二甲醇、五環十五烷二甲醇、2,6-十氫萘二甲醇、1,5-十氫萘二甲醇、2,3-十氫萘二甲醇、2,3-降莰烷二甲醇、2,5-降莰烷二甲醇、1,3-金剛烷二甲醇、由檸檬烯等萜烯化合物衍生之二羥基化合物等所例示之作為脂環式烴之一級醇之二羥基化合物;二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等氧伸烷基二醇類;異山梨糖醇等具有環狀醚結構之二羥基化合物;螺二醇、二㗁烷二醇等具有環狀縮醛結構之二羥基化合物;1,2-環己烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸等脂環式二羧酸;丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸。
以下例舉上述能夠導入包含芳香族環之結構單元之化合物之具體例。2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-甲基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二乙基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-(3-苯基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-(3,5-二苯基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基苯基)戊烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-2-乙基己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)癸烷、雙(4-羥基-3-硝基苯基)甲烷、3,3-雙(4-羥基苯基)戊烷、1,3-雙(2-(4-羥基苯基)-2-丙基)苯、1,3-雙(2-(4-羥基苯基)-2-丙基)苯、2,2-雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、雙(4-羥基苯基)碸、2,4'-二羥基二苯基碸、雙(4-羥基苯基)硫化物、雙(4-羥基-3-甲基苯基)硫化物、雙(4-羥基苯基)二硫化物、4,4'-二羥基二苯基醚、4,4'-二羥基-3,3'-二環二苯基醚等芳香族雙酚化合物;2,2-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-(2-羥基丙氧基)苯基)丙烷、1,3-雙(2-羥基乙氧基)苯、4,4'-雙(2-羥基乙氧基)聯苯、雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)碸等具有鍵結於芳香族基之醚基之二羥基化合物;對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、4,4'-二苯基二羧酸、4,4'-二苯基醚二羧酸、4,4'-二苯甲酮二羧酸、4,4'-二苯氧基乙烷二羧酸、4,4'-二苯基碸二羧酸、2,6-萘二羧酸等芳香族二羧酸。
再者,上述例舉之脂肪族二羧酸及芳香族二羧酸成分可作為二羧酸自身成為述聚酯碳酸酯之原料,但亦可根據需要將甲基酯體、苯基酯體等二羧酸酯或者二羧酸鹵化物等二羧酸衍生物作為原料。
作為共聚單質,亦可將作為含有具有負雙折射之結構單元之化合物先前為人所知之9,9-雙(4-(2-羥基乙氧基)苯基)茀、9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀等具有茀環之二羥基化合物、或具有茀環之二羧酸化合物與寡聚茀化合物組合使用。
本發明中使用之樹脂在能夠藉由上述具有脂環式結構之化合物導入之結構單元中,較佳為含有下述式(3)所示之結構單元作為共聚成分。
[化3]
作為能夠導入上述式(3)之結構單元之二羥基化合物,可使用螺二醇。
本發明中使用之樹脂中,上述式(3)所示結構單元較佳為含有5質量%以上且90質量%以下。上限進而較佳為70質量%以下,特佳為50質量%以下。下限進而較佳為10質量%以上,更佳為20質量%以上,特佳為25質量%以上。若上述式(3)所示之結構單元之含量為上述下限以上,則能夠獲得充分之機械物性或耐熱性、低光彈性係數。進而,與丙烯酸系樹脂之相容性提高,能夠進一步提高所得樹脂組合物之透明性。又,由於螺二醇之聚合反應速度相對較慢,因此藉由將含量抑制為上述上限以下,變得易於控制聚合反應。
本發明中使用之樹脂較佳為進一步含有下述式(4)所示之結構單元作為共聚成分。
[化4]
作為能夠導入上述式(4)所示結構單元之二羥基化合物,可例舉處於立體異構物之關係之異山梨糖醇(ISB)、異甘露糖醇、異艾杜糖醇。該等可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
本發明中使用之樹脂中,上述式(4)所示之結構單元較佳為含有5質量%以上且90質量%以下。上限進而較佳為70質量%以下,特佳為50質量%以下。下限進而較佳為10質量%以上,特佳為15質量%以上。若上述式(4)所示之結構單元之含量為上述下限以上,則能夠獲得充分之機械物性或耐熱性、低光彈性係數。又,由於上述式(4)所示之結構單元具有吸水性高之特性,因此若上述式(4)所示之結構單元之含量為上述上限以下,則能夠將由吸水導致之成形體之尺寸變化抑制在允許範圍內。
本發明中使用之樹脂亦可進一步包含其他結構單元。再者,有時將此種結構單元稱作「其他結構單元」。作為具有其他結構單元之單質,更佳為採用1,4-環己烷二甲醇、三環癸烷二甲醇、1,4-環己烷二羧酸(及其衍生物),特佳為1,4-環己烷二甲醇及三環癸烷二甲醇。包含源自該等單質之結構單元之樹脂之光學特性或耐熱性、機械特性等之平衡優異。又,由於二酯化合物之聚合反應性相對較低,因此從提高反應效率之觀點出發,較佳為不使用除含有寡聚茀結構單元之二酯化合物以外之二酯化合物。
本發明中使用之樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)較佳為110℃以上且160℃以下。上限更佳為155℃以下,進而較佳為150℃以下,特佳為145℃以下。下限進而較佳為120℃以上,特佳為130℃以上。若玻璃轉移溫度為上述範圍外,則具有耐熱性變差之傾向,有在膜成形後引起尺寸變化、或相位差膜之使用條件下之品質可靠性變差之可能性。另一方面,若玻璃轉移溫度過高,則有在膜成形時產生膜厚之不均、或膜變脆、延伸性變差之情況,又,有會損害膜之透明性之情況。
聚碳酸酯系樹脂等之構成以及製造方法等之詳細情況例如記載於國際公開第2015/159928號說明書(前述)。該記載作為參考引用在本說明書中。
E-1-2-2. 丙烯酸系樹脂
作為丙烯酸系樹脂,使用作為熱塑性樹脂之丙烯酸系樹脂。作為成為丙烯酸系樹脂之結構單元之單質,例如可例舉以下之化合物:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸降莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、丙烯醯基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、琥珀酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、馬來酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、鄰苯二甲酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、六氫鄰苯二甲酸2-(甲基)丙烯醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五甲基哌啶酯、(甲基)丙烯酸四甲基哌啶酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、甲基丙烯酸環戊酯、丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環庚酯、丙烯酸環庚酯、甲基丙烯酸環辛酯、丙烯酸環辛酯、甲基丙烯酸環十二烷基酯、丙烯酸環十二烷基酯。該等可單獨使用,亦可組合2種以上使用。組合2種以上單質使用之形態可例舉2種以上單質之共聚、1種單質之均聚物之2個以上之混合、以及該等之組合。進而,亦可併用能夠與該等丙烯酸系單質共聚之其他單質(例如烯烴系單質、乙烯系單質)。
丙烯酸系樹脂包含源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元。丙烯酸系樹脂中之源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元之含量較佳為70質量%以上且100質量%以下。下限更佳為80質量%以上,進而較佳為90質量%以上,特佳為95質量%以上。若為該範圍,則能夠獲得與本發明之聚碳酸酯系樹脂優異之相容性。作為除甲基丙烯酸甲酯以外之結構單元,較佳為使用丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、苯乙烯。藉由與丙烯酸甲酯共聚,能夠提高熱穩定性。藉由使用(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、苯乙烯,能夠調整丙烯酸系樹脂之折射率,因此藉由與組合之樹脂之折射率相適應,能夠提高所得樹脂組合物之透明性。藉由使用此種丙烯酸系樹脂,能夠獲得拉伸性以及相位差表現性優異、且霧度小之逆分散相位差膜。
丙烯酸系樹脂之重量平均分子量Mw為10,000以上且200,000以下。下限較佳為30,000以上、特佳為50,000以上。上限較佳為180,000以下、特佳為150,000以下。若分子量為此種範圍,則獲得與聚碳酸酯系樹脂之相容性,藉此能夠提高最終相位差膜(相位差層)之透明性、且能夠獲得充分提高延伸時之拉伸性之效果。再者,上述重量平均分子量係利用GPC測定之聚苯乙烯換算之分子量。又,從相容性之觀點出發,較佳為丙烯酸系樹脂實質上不含分支結構。不含分支結構能夠藉由丙烯酸系樹脂之GPC曲線為單峰性等來確認。
E-1-2-3. 聚碳酸酯系樹脂等與丙烯酸系樹脂之混合
將聚碳酸酯系樹脂等與丙烯酸系樹脂混合,製成樹脂組合物,供至相位差膜(相位差層)之製造方法。樹脂組合物(作為結果為相位差層)中之丙烯酸系樹脂之含量如上所述為0.5質量%以上且2.0質量%以下。下限更佳為0.6質量%以上。上限較佳為1.5質量%以下,更佳為1.0重量%以下,進而較佳為0.9重量%以下,特佳為0.8質量%以下。如此,藉由在聚碳酸酯系樹脂中以極限定性之比率調配丙烯酸系樹脂,能夠顯著地增大拉伸性以及相位差表現性。進而,能夠抑制霧度。此種效果在理論上不明,係藉由試誤獲得之未預期之優異效果。再者,若丙烯酸系樹脂之含量過少,則有無法獲得上述效果之情況。另一方面,若丙烯酸系樹脂之含量過多,則有霧度會增高之情況。又,拉伸性及相位差表現性亦與在上述範圍內之情況相比多數情況下會變得不足或者反而降低。
樹脂組合物以對機械特性及/或耐溶劑性等特性進行改質為目的,亦可進一步混合芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香族聚酯、脂肪族聚酯、聚醯胺、聚苯乙烯、聚烯烴、丙烯酸系樹脂、非晶聚烯烴、ABS、AS、聚乳酸、聚丁二酸丁二酯等合成樹脂、橡膠、以及該等之組合。
樹脂組合物亦可進一步包含添加劑。作為添加劑之具體例,可例舉熱穩定劑、抗氧化劑、觸媒失活劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、離型劑、染料顏料、衝擊改良劑、防靜電劑、平滑劑、潤滑劑、塑化劑、相容劑、成核劑、阻燃劑、無機填充劑、發泡劑。樹脂組合物所含添加劑之種類、數量、組合、含量等可根據目的適當地設定。
E-1-3. 相位差層之形成方法
相位差層係藉由由上述樹脂組合物形成膜,進而對該膜進行延伸而獲得。相位差層之形成方法(樹脂膜之延伸方法)由於能夠採用在業界中公知之條件,因此省略詳細之說明。
E-2. 液晶配向固化層
若相位差層為此種構成,則能夠謀求光學積層體之顯著薄型化。此時,如上所述,相位差層可為單一層,亦可具有第一液晶配向固化層與第二液晶配向固化層之雙層結構。本說明書中「配向固化層」係指液晶化合物在層內在規定方向上進行配向、且該配向狀態被固定之層。再者,「配向固化層」係包括使液晶單體硬化而獲得之配向硬化層在內之概念。相位差層中,代表性而言,棒狀之液晶化合物以在相位差層之慢軸方向上排列之狀態進行配向(水平配向)。
作為液晶化合物,例如可例舉液晶聚合物以及液晶單體。液晶化合物較佳為能夠聚合。若液晶化合物能夠聚合,則藉由在使液晶化合物配向後使其聚合,能夠將液晶化合物之配向狀態固定。此處,藉由聚合所形成之聚合物為非液晶性。因此,所形成之相位差層不會發生例如液晶性化合物所特有之因溫度變化導致之向液晶相、玻璃相、結晶相之轉移。結果,相位差層成為不會被溫度變化影響、穩定性極為優異之相位差層。
相位差層在一個實施方式中可使用包含能夠聚合之液晶化合物(聚合性液晶化合物)之組合物形成。本說明書中,組合物所含之聚合性液晶化合物係指具有聚合性基且具有液晶性之化合物。聚合性基係指參與聚合反應之基,較佳為光聚合性基。此處,光聚合性基係指可利用由光聚合起始劑產生之活性自由基或者酸等參與聚合反應之基。
液晶化合物之液晶性之表現機制可為熱致性、亦可為溶致性。又,作為液晶相之構成,可為向列型液晶,亦可為層列型液晶。從製造之容易性之觀點出發,液晶性較佳為熱致性之向列型液晶。
液晶單體顯示液晶性之溫度範圍根據其種類而不同。具體而言,上述溫度範圍較佳為40℃~120℃,進而較佳為50℃~100℃,最佳為60℃~90℃。
E-2-1. 單一層
液晶配向固化層為單一層時之特性除了厚度以外,如關於樹脂膜之延伸膜在E-1-1項中所說明。液晶配向固化層為單一層時之厚度例如可為1.0 μm~5.0 μm,又,例如可為1.0 μm~3.0 μm。
本實施方式之相位差層例如使用包含下述式(1)所示液晶化合物之組合物形成。
L
1-SP
1-A
1-D
3-G
1-D
1-Ar-D
2-G
2-D
4-A
2-SP
2-L
2(1)
L
1及L
2各自獨立地表示1價之有機基,L
1及L
2之至少一者表示聚合性基。作為1價之有機基,包含任意之適當之基。作為L
1及L
2之至少一者表示之聚合性基,可例舉自由基聚合性基(能夠自由基聚合之基)。作為自由基聚合性基,可使用任意適當之自由基聚合性基。較佳為丙烯醯基或甲基丙烯醯基。從聚合速度快、生產性提高之觀點出發,較佳為丙烯醯基。甲基丙烯醯基亦能夠作為高雙折射性液晶之聚合性基同樣地使用。
SP
1及SP
2各自獨立地表示單鍵、直鏈狀或支鏈狀之伸烷基、或構成碳數為1~14之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基之-CH
2-之1個以上被取代為-O-之2價連接基。作為碳數為1~14之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基,較佳為例舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基及伸己基。
A
1及A
2各自獨立地表示脂環式烴基或芳香族環取代基。A
1及A
2較佳為碳數為6以上之芳香族環取代基或碳數為6以上之伸環烷基環。
D
1、D
2、D
3及D
4各自獨立地表示單鍵或二價之連接基。具體而言,D
1、D
2、D
3及D
4表示單鍵、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR
1R
2-、-CR
1R
2-CR
3R
4-、-O-CR
1R
2-、-CR
1R
2-O-CR
3R
4-、-CO-O-CR
1R
2-、-O-CO-CR
1R
2-、-CR
1R
2-O-CO-CR
3R
4-、-CR
1R
2-CO-O-CR
3R
4-、-NR
1-CR
2R
3-、或-CO-NR
1-。其中,D
1、D
2、D
3及D
4之至少一者表示-O-CO-。尤其是較佳為D
3為-O-CO-,更佳為D
3及D
4為-O-CO-。D
1及D
2較佳為單鍵。R
1、R
2、R
3及R
4各自獨立地表示氫原子、氟原子、或碳數為1~4之烷基。
G
1及G
2各自獨立地表示單鍵或脂環式烴基。具體而言,G
1及G
2亦可表示未經取代或經取代之碳數為5~8之2價脂環式烴基。又,構成脂環式烴基之-CH
2-之1個以上亦可被取代為-O-、-S-或-NH-。G
1及G
2較佳為表示單鍵。
Ar表示芳香族烴環或芳香族雜環。Ar例如表示選自由下述式(Ar-1)~(Ar-6)所示之基所組成之群中之芳香族環。再者,下述式(Ar-1)~(Ar-6)中,*1表示與D
1之鍵結位置,*2表示與D
2之鍵結位置。
[化5]
式(Ar-1)中,Q
1表示N或CH,Q
2表示-S-、-O-、或-N(R
5)-。R
5表示氫原子或碳數為1~6之烷基。Y
1表示未經取代或經取代之碳數為6~12之芳香族烴基、或碳數為3~12之芳香族雜環基。
式(Ar-1)~(Ar-6)中,Z
1、Z
2及Z
3各自獨立地表示氫原子、碳數為1~20之1價脂肪族烴基、碳數為3~20之1價脂環式烴基、碳數為6~20之1價芳香族烴基、鹵原子、氰基、硝基、-NR
6R
7、或-Sr
8。R
6~R
8各自獨立地表示氫原子或碳數為1~6之烷基,Z
1及Z
2亦可彼此鍵結形成環。環可為脂環式、雜環、及芳香族環之任一者,較佳為芳香環。在所形成之環上亦可取代有取代基。
式(Ar-2)及(Ar-3)中,A
3及A
4各自獨立地表示選自由-O-、-N(R
9)-、-S-、及-CO-所組成之群中之基,R
9表示氫原子或取代基。作為R
9表示之取代基,可例舉與上述式(Ar-1)中之Y
1可具有之取代基相同者。
式(Ar-2)中,X表示氫原子或者未經取代或具有取代基之第14~16族之非金屬原子。作為X表示之第14族~第16族之非金屬原子,例如可例舉氧原子、硫原子、未經取代或具有取代基之氮原子、未經取代或具有取代基之碳原子。作為取代基,可例舉與上述式(Ar-1)中之Y
1可具有之取代基相同者。
式(Ar-3)中,D
5及D
6各自獨立地表示單鍵、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR
1R
2-、-CR
1R
2-CR
3R
4-、-O-CR
1R
2-、-CR
1R
2-O-CR
3R
4-、-CO-O-CR
1R
2-、-O-CO-CR
1R
2-、-CR
1R
2-O-CO-CR
3R
4-、-CR
1R
2-CO-O-CR
3R
4-、-NR
1-CR
2R
3-、或-CO-NR
1-。R
1、R
2、R
3及R
4如上所述。
式(Ar-3)中,SP
3及SP
4各自獨立地表示單鍵、碳數為1~12之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基、或者構成碳數為1~12之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基之-CH
2-之1個以上被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-之2價連接基,Q表示聚合性基。
式(Ar-3)中,L
3及L
4各自獨立地表示1價有機基,L
3及L
4以及上述式(1)中之L
1及L
2之至少一者表示聚合性基。
式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ax表示具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群中之至少1個芳香族環之碳數為2~30之有機基。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ax較佳為具有芳香族雜環,更佳為具有苯并噻唑環。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ay表示氫原子、未經取代或可具有取代基之碳數為1~6之烷基、或具有選自由芳香族烴環及芳香族雜環所組成之群中之至少1個芳香族環之碳數為2~30之有機基。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Ay較佳為表示氫原子。
式(Ar-4)~(Ar-6)中,Q
3表示氫原子、或者未經取代或可具有取代基之碳數為1~6之烷基。式(Ar-4)~(Ar-6)中,Q
3較佳為表示氫原子。
此種Ar中,較佳可例舉上述式(Ar-4)或上述式(Ar-6)所示之基(原子團)。
液晶聚合物及液晶單體可分別單獨使用,亦可組合。液晶化合物之具體例例如記載於日本專利特開2006-163343號公報、日本專利特開2006-178389號公報、國際公開第2018/123551號公報中。該等公報之記載係作為參考引用在本說明書中。
E-2-2. 第一液晶配向固化層與第二液晶配向固化層之雙層結構
相位差層從偏光板側起具有第一液晶配向固化層與第二液晶配向固化層之雙層結構之情形時,第一液晶配向固化層代表性地可作為λ/2板發揮功能,第二液晶配向固化層代表性地可作為λ/4板發揮功能。具體而言,第一液晶配向固化層之Re(550)較佳為200 nm~300 nm,更佳為230 nm~290 nm,進而較佳為250 nm~280 nm;第二液晶配向固化層之Re(550)如關於樹脂膜之延伸膜在E-1-1項中所說明。第一液晶配向固化層之厚度可按照獲得λ/2板之所希望之面內相位差之方式進行調整。具體而言,其厚度例如可為2.0 μm~4.0 μm。第二液晶配向固化層之厚度可按照獲得λ/4板之所希望之面內相位差之方式進行調整。具體而言,其厚度例如可為1.0 μm~2.5 μm。本實施方式中,第一液晶配向固化層之慢軸與偏光元件之吸收軸所成之角度較佳為10°~20°,更佳為12°~18°,進而較佳為14°~16°;第二液晶配向固化層之慢軸與偏光元件之吸收軸所成之角度較佳為70°~80°,更佳為72°~78°,進而較佳為74°~76°。再者,第一液晶配向固化層及第二液晶配向固化層之配置順序亦可相反,第一液晶配向固化層之慢軸與偏光元件之吸收軸所成之角度及第二液晶配向固化層之慢軸與偏光元件之吸收軸所成之角度亦可相反。第一液晶配向固化層及第二液晶配向固化層可顯示相位差值對應於測定光之波長而增大之逆分散波長特性,亦可顯示相位差值對應於測定光之波長而減小之正波長分散特性,還可顯示相位差值幾乎不會因測定光之波長而變化之平坦之波長分散特性。
本實施方式之相位差層例如使用包含任意適當之液晶單體之組合物形成。作為液晶單體,例如可使用日本專利特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171、及GB2280445等記載之聚合性液晶原化合物等。作為此種聚合性液晶原化合物之具體例,例如可例舉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。作為液晶單體,例如較佳為向列性液晶單體。
F. 另外之相位差層
另外之相位差層50如上所述,可為折射率特性顯示nz>nx=ny之關係之所謂正C板。藉由使用正C板作為另外之相位差層,能夠良好地防止斜方向之反射,能夠實現防反射功能之廣視角化。此時,另外之相位差層之厚度方向之相位差Rth(550)較佳為-50 nm~-300 nm,更佳為-70 nm~-250 nm,進而較佳為-90 nm~-200 nm,特佳為-100 nm~-180 nm。此處,「nx=ny」不僅包含nx與ny嚴格相等之情況,亦包含nx與ny實質上相等之情況。即,另外之相位差層之面內相位差Re(550)可未達10 nm。
另外之相位差層可由任意適當之材料形成。另外之相位差層較佳為包括包含固定為垂直配向之液晶材料之膜。能夠垂直配向之液晶材料(液晶化合物)可為液晶單體,亦可為液晶聚合物。作為上述液晶化合物及上述相位差層之形成方法之具體例,可例舉日本專利特開2002-333642號公報之[0020]~[0028]記載之液晶化合物及該相位差層之形成方法。此時,另外之相位差層之厚度較佳為0.5 μm~10 μm,更佳為0.5 μm~8 μm,進而較佳為0.5 μm~5 μm。
G. 圖像顯示裝置
上述A項~F項中記載之光學積層體能夠應用於圖像顯示裝置。因此,本發明之實施方式亦包含使用了此種光學積層體之圖像顯示裝置。作為圖像顯示裝置之代表例,可例舉液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置。本發明之實施方式之圖像顯示裝置代表性地在其視認側具備上述A項~F項記載之光學積層體。光學積層體按照前面板成為視認側之方式進行配置。
[實施例]
以下,藉由實施例具體地說明本發明,但本發明不受該等實施例所限定。
[化合物之縮寫]
以下之製造例中使用之化合物之縮寫如下所述。
•BPFM:雙[9-(2-苯氧基羰基乙基)茀-9-基]甲烷
利用日本專利特開2015-25111號公報中記載之方法進行合成。
[化6]
•ISB:異山梨糖醇[Roquette Frères公司製造]
•SPG:螺二醇[Mitsubishi Gas Chemical股份有限公司製造]
•DPC:碳酸二苯酯[Mitsubishi Chemical股份有限公司製造]
[製造例1:構成相位差層之相位差膜之製作]
使用包含2個具備攪拌翼及回流冷卻器之立式攪拌反應器之分批式聚合裝置進行聚合。裝入30.31質量份(0.047 mol)之BPFM、39.94質量份(0.273 mol)之ISB、30.20質量份(0.099 mol)SPG、69.67質量份(0.325 mol)之DPC、以及7.88×10
-4質量份(4.47×10
-6mol)之作為觸媒之乙酸鈣一水合物。將反應器內進行減壓氮氣置換後,利用熱媒進行加溫,在內溫變成100℃之時點開始攪拌。升溫開始40分鐘後使內溫達到220℃,按照保持該溫度之方式進行控制,同時開始減壓,在達到220℃後以90分鐘達到13.3k Pa。將隨聚合反應一起副產生之苯酚蒸氣導入至110℃之回流冷卻器中,將苯酚蒸氣中包含之若干量之單質成分送回至反應器,未冷凝之苯酚蒸氣導入至45℃之冷凝器進行回收。向第一反應器中導入氮氣,暫時複壓至大氣壓後,將第一反應器內經低聚物化之反應液移至第二反應器。繼而,開始第二反應器內之升溫及減壓,以40分鐘達到內溫240℃、壓力20k Pa。之後,一邊進一步降低壓力,一邊進行聚合至變成規定之攪拌動力。到達規定動力之時點,將氮氣導入至反應器中進行複壓,將所生成之聚酯碳酸酯擠出至水中,將線料剪切,獲得料粒。將該樹脂稱作「PC1」。源自各單質之結構單元之比率為BPFM/ISB/SPG/DPC=21.5/39.4/30.0/9.1質量%。PC1之還原黏度為0.46 dL/g、Mw為48,000、折射率n
D為1.526、熔融黏度為2480 Pa•s、玻璃轉移溫度為139℃、光彈性係數為9×10
-12[m
2/N]、波長分散Re(450)/Re(550)為0.85。
使用Dianal BR80(Mitsubishi Chemical股份有限公司製造)作為丙烯酸系樹脂,進行與所得聚酯碳酸酯之擠出混煉。將聚碳酸酯之料粒(99.5質量份)與BR80之粉末(0.5質量份)之混合物使用定量給料器投入至日本製鋼所股份有限公司製造之雙軸擠出機TEX30HSS中。擠出機料缸溫度設定為250℃,以處理量12 kg/hr、螺桿轉速120 rpm進行擠出。又,擠出機具備真空排氣孔,一邊將熔融樹脂減壓去揮發一邊進行擠出。將如此獲得之樹脂組合物之料粒在100℃下真空乾燥6小時以上之後,使用具備單軸擠出機(ISUZU KAKOKI公司製造、螺桿直徑為25 mm、料缸設定溫度:250℃)、T模頭(寬度為300 mm、設定溫度:220℃)、冷卻輥(設定溫度:120~130℃)及捲繞機之膜製膜裝置,製作長度為3 m、寬度為200 mm、厚度為100 μm之長條未延伸膜。將該長條未延伸膜以延伸溫度為Tg、延伸倍率為2.7倍進行延伸,獲得厚度為37 μm之相位差膜R1。所得相位差膜R1之Re(550)為141 nm,Re(450)/Re(550)為0.82,Nz係數為1.12。
[製造例2:構成相位差層之相位差膜之製作]
除了使長條未延伸膜之厚度為130 μm、相位差膜之厚度為48 μm以外,與製造例1同樣地獲得相位差膜R2。所得相位差膜R2之Re(550)為141 nm,Re(450)/Re(550)為0.82,Nz係數為1.12。
[製造例3:構成相位差層之第一液晶配向固化層及第二液晶配向固化層之製作]
將顯示向列型液晶相之聚合性液晶(BASF公司製造:商品名「Paliocolor LC242」、用下述式表示)10 g、針對該聚合性液晶化合物之光聚合起始劑(BASF公司製造:商品名「Irgacure 907」)3 g溶解在甲苯40 g中,製備液晶組合物(塗佈液)。
[化7]
使用摩擦布對聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度為38 μm)表面進行摩擦,實施配向處理。配向處理之方向係貼附於偏光板時相對於偏光膜之吸收軸方向從視認側進行觀察成為15°之方向。利用棒塗機將上述液晶塗佈液塗佈在該配向處理表面,以90℃加熱乾燥2分鐘,藉此使液晶化合物配向。使用金屬鹵化物燈,對如此形成之液晶層照射1 mJ/cm
2之光,使該液晶層固化,從而在PET膜上形成液晶配向固化層A。液晶配向固化層A之厚度為2.5 μm,面內相位差Re(550)為270 nm。進而,液晶配向固化層A具有nx>ny=nz之折射率分佈。
除了改變塗佈厚度、以及使配向處理方向相對於偏光膜之吸收軸方向從視認側進行觀察成為75°之方向以外,與上述同樣地在PET膜上形成液晶配向固化層B。液晶配向固化層B之厚度為1.5 μm,面內相位差Re(550)為140 nm。進而,液晶配向固化層B具有nx>ny=nz之折射率分佈。
液晶配向固化層A及液晶配向固化層B在光學積層體中依序被轉印至偏光板。
[製造例4:構成另外之相位差層之液晶配向固化層之製作]
將下述化學式(I)(式中之數字65以及35表示單質單元之莫耳%,為了方便用嵌段聚合物表示:重量平均分子量為5000)所示之側鏈型液晶聚合物20重量份、顯示向列型液晶相之聚合性液晶(BASF公司製造:商品名 Paliocolor LC242)80重量份以及光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemicals公司製造:商品名Irgacure 907)5重量份溶解在環戊酮200重量份中,製備液晶塗佈液。然後,利用棒塗機將該塗佈液塗佈在實施了垂直配向處理之PET基材之後,以80℃加熱乾燥4分鐘,藉此使液晶配向。對該液晶層照射紫外線,使液晶層固化,藉此在基材上形成顯示nz>nx=ny之折射率特性之另外之相位差層(厚度為3 μm)。另外之相位差層在光學積層體中被轉印至相位差層。
[化8]
[製造例5:偏光板之製作]
(偏光元件之製作)
使用長條狀、Tg約為75℃、非晶質之間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯膜(厚度:100 μm)作為熱塑性樹脂基材,對樹脂基材之單面實施電暈處理。
在以9:1混合聚乙烯醇(聚合度為4200、皂化度為99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改性PVA(日本合成化學工業公司製造、商品名「Gohsefimer」)之PVA系樹脂100重量份中添加碘化鉀13重量份,將所得者溶解在水中,製備PVA水溶液(塗佈液)。
在樹脂基材之電暈處理面塗佈上述PVA水溶液,以60℃進行乾燥,藉此形成厚度為13 μm之PVA系樹脂層,製作積層體。
將所得積層體在130℃之烘箱內在縱方向(長度方向)上單軸延伸至2.4倍(空中輔助延伸處理)。
繼而,將積層體浸漬於液溫為40℃之不溶化浴(相對於水100重量份調配硼酸4重量份所獲得之硼酸水溶液)中30秒鐘(不溶化處理)。
繼而,一邊在液溫為30℃之染色浴(相對於水100重量份,以1:7之重量比調配碘與碘化鉀所獲得之碘水溶液)中按照最終獲得之偏光元件之單質透過率(Ts)變成所希望之值之方式調整濃度,一邊浸漬60秒鐘(染色處理)。
繼而,在液溫為40℃之交聯浴(相對於水100重量份,調配3重量份之碘化鉀、調配5重量份之硼酸所獲得之硼酸水溶液)中浸漬30秒鐘(交聯處理)。
之後,一邊將積層體浸漬在液溫為70℃之硼酸水溶液(硼酸濃度為4重量%、碘化鉀濃度為5重量%)中,一邊在圓周速度不同之輥之間按照在縱方向(長度方向)上總延伸倍率變成5.5倍之方式進行單軸延伸(水中延伸處理)。
之後,將積層體浸漬在液溫為20℃之洗淨浴(相對於水100重量份調配4重量份之碘化鉀所獲得之水溶液)中(洗淨處理)。
之後,一邊在保持為約90℃之烘箱中進行乾燥,一邊接觸表面溫度保持在約75℃之SUS製加熱輥(乾燥收縮處理)。
如此,在樹脂基材上形成厚度約為5 μm之偏光元件,獲得具有樹脂基材/偏光元件之構成之偏光板。偏光元件之單質透過率Ts為43.3%。
(偏光板之製作)
在所得偏光元件之表面(與樹脂基材相反一側之面)經由紫外線硬化型接著劑貼合HC-TAC膜。再者,HC-TAC膜係在三乙醯纖維素(TAC)膜(厚度為25 μm)形成HC層(厚度為7 μm)而成之膜,按照TAC膜成為偏光元件側之方式進行貼合。繼而,剝離樹脂基材,獲得具有HC層/TAC膜(保護層)/偏光元件之構成之偏光板P1。保護層之透濕度為400 g/m
2•24 hr。
[製造例6:偏光板之製作]
除了使偏光元件之單質透過率Ts為43.0%、以及使用HC-COP膜代替HC-TAC膜以外,與製造例5同樣地獲得具有HC層/COP膜(保護層)/偏光元件之構成之偏光板P2。再者,HC-COP膜係在環烯烴樹脂(COP)膜(厚度為25 μm)形成HC層(厚度為2 μm)而成之膜,按照COP膜成為偏光元件側之方式進行貼合。保護層之透濕度為20 g/m
2•24 hr。
[製造例7:偏光板之製作]
除了使偏光元件之單質透過率Ts為44.0%以外,與製造例6同樣地獲得具有HC層/COP膜(保護層)/偏光元件之構成之偏光板P3。
[製造例8:偏光板之製作]
除了使偏光元件之單質透過率Ts為42.0%以外,與製造例5同樣地獲得具有HC層/TAC膜(保護層)/偏光元件之構成之偏光板P4。
[製造例9:偏光板之製作]
除了使偏光元件之單質透過率Ts為42.5%、以及使用丙烯酸膜(厚度為40 μm)代替HC-TAC膜以外,與製造例5同樣地獲得具有HC層/丙烯酸膜(保護層)/偏光元件之構成之偏光板P5。保護層之透濕度為70 g/m
2•24 hr。
[製造例10:偏光板之製作]
(偏光元件之製作)
一邊利用輥延伸機將厚度為30 μm之聚乙烯醇(PVA)系樹脂膜(Kuraray製造、製品名「PE3000」)之長條卷筒按照在長度方向上變成5.9倍之方式在長度方向上進行單軸延伸,一邊實施膨潤、染色、交聯、洗淨處理,最後實施乾燥處理,藉此製作厚度為12 μm之偏光元件。偏光元件之單質透過率Ts為43.5%。
具體而言,膨潤處理係一邊利用20℃之純水進行處理一邊延伸至2.2倍。繼而,染色處理係一邊於按照所得偏光元件之單質透過率變成43.5%之方式調整了碘濃度之碘與碘化鉀之重量比為1:7之30℃之水溶液中進行處理,一邊延伸至1.4倍。進而,交聯處理採用2階段之交聯處理,第一階段之交聯處理係一邊在40℃之溶解了硼酸與碘化鉀之水溶液中進行處理,一邊延伸至1.2倍。第一階段之交聯處理之水溶液之硼酸含量設為5.0重量%、碘化鉀含量設為3.0重量%。第二階段之交聯處理係一邊在65℃之溶解了硼酸與碘化鉀之水溶液中進行處理,一邊延伸至1.6倍。第二階段之交聯處理之水溶液之硼酸含量設為4.3重量%、碘化鉀含量設為5.0重量%。又,洗淨處理係利用20℃之碘化鉀水溶液進行處理。洗淨處理之水溶液之碘化鉀含量係設為2.6重量%。最後,乾燥處理係以70℃乾燥5分鐘,從而獲得偏光元件。
(偏光板之製作)
在上述偏光元件之單側經由聚乙烯醇系接著劑貼合HC-TAC膜,在另一側經由聚乙烯醇系接著劑貼合TAC膜(厚度為25 μm),獲得具有HC層/TAC膜(保護層)/偏光元件/TAC膜(保護層)之構成之偏光板P6。
[製造例11:構成黏著劑層之光硬化性黏著劑之製備]
裝入含有丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)70重量份、丙烯酸2-羥基乙酯(2HEA)15重量份以及丙烯酸甲酯(MA)15重量份之單質混合物。進而,相對於單質混合物(固形物成分)100份,與乙酸乙酯250重量份一起裝入作為聚合起始劑之2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)0.5重量份,在23℃之氮氣環境氣體下攪拌1小時,進行氮氣置換。之後,在56℃下反應5小時,繼而在70℃下反應3小時,製備丙烯酸系基礎聚合物之溶液。在上述獲得之丙烯酸系基礎聚合物之溶液中,相對於基礎聚合物100份添加下述之後添加成分,均勻混合,製備光硬化性黏著劑。
(後添加成分)
作為多官能化合物(光硬化劑)之二季戊四醇六丙烯酸酯:2份
作為多官能化合物(光硬化劑)之聚丙二醇二丙烯酸酯(商品名:APG400、新中村化學工業公司製造、聚丙二醇#400(n=7)二丙烯酸酯、官能基當量為268 g/eq):3份
光聚合起始劑(4-甲基二苯甲酮、吸收極大波長為280 nm):0.2份
(黏著劑片材之製作)
在剝離襯墊(表面設有聚矽氧系離型層之厚度為75 μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜:Mitsubishi Chemical公司製「Diafoil MRF75」)塗佈光硬化性黏著劑,以100℃加熱3分鐘除去溶劑後,在表面貼合與上述相同之剝離襯墊。將如此獲得之積層體在25℃下老化3天,獲得在兩面暫時黏有剝離襯墊之黏著劑片材。黏著劑層為半硬化狀態。
[實施例1]
在製造例5中獲得之偏光板P1之偏光元件表面經由丙烯酸系黏著劑(厚度為5 μm)貼合製造例1中獲得之相位差膜R1。此處,將偏光板P1與相位差層(相位差膜)R1按照偏光元件之吸收軸與相位差膜之慢軸成45°角度之方式貼合。進而,在偏光板之與相位差膜相反一側上,由製造例11中獲得之黏著劑片材轉印黏著劑層,經由該黏著劑層貼合前面板(厚度為1.5 mm之玻璃板)。具體而言,隔著黏著劑層對前面板與偏光板/相位差膜(相位差層)進行真空層壓,繼而從前面板側以累積光量6000 mJ/cm
2照射紫外線,使半硬化狀態之黏著劑層交聯(固化)。硬化後之黏著劑層之厚度為150 μm。最後,在相位差膜之與偏光板相反一側設置丙烯酸系黏著劑層(厚度為15 μm)作為另外之黏著劑層。在該另外之黏著劑層之表面暫時黏著剝離襯墊。如此,獲得具有前面板/黏著劑層/HC層/保護層/偏光元件/相位差層/另外之黏著劑層/剝離襯墊之構成之光學積層體。將所得光學積層體供至下述「框狀顯示缺陷」之評價。將結果示於表1中。
(框狀顯示缺陷)
將所得光學積層體在黏著劑層硬化後老化24小時(25℃)。將老化後之光學積層體供至60℃以及90%RH下24小時之加濕耐久試驗,進而供至60℃以及90%RH下72小時之加濕耐久試驗。將太陽光分別照射至老化後(初始)、24小時之試驗後、以及72小時之試驗後之光學積層體,藉由目視確認有無框狀顯示缺陷。進而,使用多角度可變自動測定分光光度計(Agilent Technologies公司製造、製品名「CARY7000UMS」)確認有無框狀顯示缺陷部。使用CARY7000UMS確認框狀顯示缺陷之情形時,使光源之入射角度為50°、受光器之受光角度為50°。又,對具有框狀顯示缺陷之樣品分別照射P偏光、S偏光,當P偏光與S偏光之反射光譜產生差異之情形時,認定具有框狀顯示缺陷。
[實施例2~5、比較例1~2]
除了將偏光板及相位差膜(相位差層)如表1所示進行組合以外,與實施例1同樣地製作光學積層體。將所得之光學積層體供至與實施例1同樣之評價。將結果示於表1中。
[表1] | ||||||||
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | 比較例2 | 實施例5 | ||
偏光板 | P1 | P2 | P3 | P6 | P4 | P4 | P5 | |
相位差層 | R1 | R2 | R2 | R2 | R1 | R2 | 液晶 | |
具體之構成 | 前面板 | 前面板 | 前面板 | 前面板 | 前面板 | 前面板 | 前面板 | |
黏著劑層 | 黏著劑層 | 黏著劑層 | 黏著劑層 | 黏著劑層 | 黏著劑層 | 黏著劑層 | ||
HC層 | HC層 | HC層 | HC層 | HC層 | HC層 | HC層 | ||
TAC | COP | COP | TAC | TAC | TAC | COP | ||
偏光元件(5) | 偏光元件(5) | 偏光元件(5) | 偏光元件(12) TAC 相位差層 另外之黏著劑層 | 偏光元件(5) | 偏光元件(5) | 偏光元件(5) | ||
相位差層 | 相位差層 | 相位差層 | 相位差層 | 相位差層 | 液晶A 液晶B 另外之黏著劑層 | |||
另外之黏著劑層 | 另外之黏著劑層 | 另外之黏著劑層 | 另外之黏著劑層 | 另外之黏著劑層 | ||||
偏光元件單質透過率Ts(%) | 43.3 | 43.0 | 44.0 | 43.5 | 42.0 | 42.0 | 42.6 | |
保護層透濕度(g/m 2•24 hr) | 400 | 20 | 20 | 400 | 400 | 400 | 20 | |
框狀顯示缺陷 | 初始 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
24小時後 | 無 | 無 | 無 | 無 | 有 | 無 | 無 | |
72小時後 | 無 | 無 | 無 | 無 | 有 | 無 | 無 |
[評價]
由表1可知,根據本發明之實施例,能夠在包含含特定吸光化合物之黏著劑層之光學積層體中防止框狀顯示缺陷。
[產業上之可利用性]
本發明之光學積層體可良好地用於圖像顯示裝置(代表性地為液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置)。
10:前面板
20:黏著劑層
30:偏光板
31:偏光元件
32:保護層
33:硬塗層
40:相位差層
50:另外之相位差層
100:光學積層體
圖1為本發明之一個實施方式之光學積層體之概略剖視圖。
10:前面板
20:黏著劑層
30:偏光板
31:偏光元件
32:保護層
33:硬塗層
40:相位差層
50:另外之相位差層
100:光學積層體
Claims (9)
- 一種光學積層體,其依序具有前面板、黏著劑層、偏光板、及相位差層, 該偏光板包含偏光元件及配置於該偏光元件之黏著劑層側之保護層, 該黏著劑層包括包含吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物之光硬化性黏著劑, 該偏光元件之單質透過率為43.3%以上或者該保護層之透濕度為100 g/cm 2•24 hr以下。
- 如請求項1之光學積層體,其中上述吸收極大波長為200 nm~300 nm之化合物為二苯甲酮系化合物。
- 如請求項1之光學積層體,其中上述偏光元件之厚度為10 μm以下且碘濃度為10重量%以下。
- 如請求項1之光學積層體,其中上述相位差層具有圓偏光功能或橢圓偏光功能。
- 如請求項4之光學積層體,其中上述相位差層包含樹脂膜之延伸膜,其Re(550)為100 nm~200 nm,滿足Re(450)<Re(550)之關係,且該相位差層之慢軸與上述偏光元件之吸收軸所成之角度為40°~50°, 此處,Re(450)及Re(550)分別為23℃下之利用波長450 nm及550 nm之光測定之面內相位差。
- 如請求項5之光學積層體,其中在上述相位差層之與偏光板相反一側進而具有折射率特性顯示nz>nx=ny之關係之另外之相位差層。
- 如請求項1之光學積層體,其中在上述保護層之黏著劑層側形成有硬塗層。
- 如請求項1之光學積層體,其中上述黏著劑層之厚度為50 μm~500 μm。
- 一種圖像顯示裝置,其具備如請求項1至8中任一項之光學積層體。
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