TWI417582B - A polarizing element outer protective film, a polarizing plate, and a liquid crystal display element - Google Patents
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Description
本發明係關於一種偏光元件外面保護膜、以及具備偏光元件外面保護膜之偏光板、以及具備偏光板之液晶顯示元件。
近年來,液晶顯示裝置(LCD)因薄型、質輕,消耗電力低,故取代CRT被廣泛地使用著。液晶顯示元件之使用領域,從以往之電子計算機、時鐘等小型品逐漸擴展至汽車用計量儀器、PC監視器、電視等大型品。
如圖6所示般,配置於液晶顯示裝置之一般的液晶顯示元件21,具備:液晶層27被兩面的透明介質層26(例如玻璃)所挾持之液晶胞25、以及於具有偏光能力之偏光元件24的兩面貼合有偏光板用保護膜23之偏光板22,液晶胞25具有經由接著劑層28而被偏光板22加以上下挾持之構造。如此般,基於強度提升與使用便利性的觀點考量,偏光元件24係由偏光元件保護膜23所保護。
偏光元件之原料一般係使用屬親水性樹脂之聚乙烯醇(PVA),將PVA膜做單軸拉伸之後,以碘或雙色性染料做染色,或是染色後進行拉伸,接著以硼化合物做交聯以形成偏光元件。此外,由於偏光元件保護膜被要求具光學透明性、雙折射性低、表面平滑、以及和PVA所構成之偏光元件的接著性優異等特性,故一般係使用三醋酸纖維素(TAC)。三醋酸纖維素利用鹼做鹼化處理(酯基轉換為親水性基之羥基)之後,接著於屬親水性樹脂之聚乙烯醇所構成之偏光元件上。就提高上述三醋酸纖維素之各種所需特性的技術而言,已有人提出例如對三醋酸纖維素層形成特定樹脂層(特開平9-113728號公報、特開平9-281333號公報)。但是,由於三醋酸纖維素昂貴,乃需要開發出具有同等性質之廉價的替代材料。
以配置於液晶顯示元件內面側(接近液晶胞之側)之偏光元件保護膜而言,由於特別極端要求具有低雙折射性(亦即無配向性),目前尚未發現三醋酸纖維素之適當的替代材料。另一方面,由於以配置於液晶顯示元件外面側(遠離液晶胞之側、亦即圖6中最上層與最下層之23位置)之偏光元件保護膜的所需特性而言,透明性會比有無雙折射性占有更重要地位,乃期待開發出三醋酸纖維素以外之替代材料。
以可替代三醋酸纖維素之具高透明性之通用樹脂材料而言,可考慮丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚丙烯系樹脂、環烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂等。但是,此等樹脂由於不具親水性基,從而和構成偏光元件之聚乙烯醇親水性樹脂的接著性差,也因有此缺點,所以無法直接做為三醋酸纖維素的替代材料來使用。是以,乃期望開發出一種不僅有高透明性、且和聚乙烯醇所構成之偏光元件的接著變得容易之用以配置在液晶顯示元件外面側之新穎的偏光元件外面保護膜。
習知技術文獻
專利文獻
專利文獻1特開平9-113728號公報
專利文獻2特開平9-281333號公報
本發明係鑒於上述問題所得者,其目的在於提供一種具有高透明性、施行過對聚乙烯醇所構成偏光元件之易接著處理、配置在液晶顯示元件外面側之新穎偏光元件外面保護膜、以及具備此種偏光元件外面保護膜之偏光板、以及液晶顯示元件。
用以解決上述課題之發明如下:一種偏光元件外面保護膜,係配置在液晶顯示元件外面側者,其特徵在於,具備:透明合成樹脂製之基材層、以及於該基材層內面側所積層之親水性樹脂層。
依據該偏光元件外面保護膜,藉由使用透明合成樹脂做為基材層之構成材料,可得到在對位於液晶顯示元件外面側之偏光元件做保護之膜所需要的高透明性。此外,該偏光元件外面保護膜,係於基材層之內面側積層親水性樹脂層以使得其與聚乙烯醇所構成之偏光元件的接著變得容易,藉此,其與同樣屬親水性樹脂之聚乙烯醇所構成之偏光元件的接著性可大幅改善。亦即,以此易接著處理所形成之親水性樹脂層,由於和同樣屬親水性樹脂之聚乙烯醇的化學親和性高,所以和偏光元件之接著性可有效提升。此外,該親水性樹脂層由於本身具有親水性,所以無須進行以往對構成偏光元件保護膜之三醋酸纖維素所進行之鹼化處理,可供應於和偏光元件之接著步驟。此外,在本說明書中所說的「內面」係指在一對偏光板間挾持液晶胞所得之液晶顯示元件中之中心液晶胞側,所謂「外面」則意指其相反側。
該偏光元件外面保護膜中,構成基材層之合成樹脂可為選自丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚丙烯系樹脂、環烯烴系樹脂、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂所構成群中至少1種。藉由使用此等合成樹脂,可得到具有高透明性且具有用以保護偏光元件之適當強度之偏光元件外面保護膜。
該偏光元件外面保護膜中之構成親水性樹脂層之親水性樹脂,可為選自聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、以及環氧系樹脂所構成群中至少1種所形成。此種親水性樹脂,由於和構成基材層之合成樹脂之化學親和性高,可得到與基材層之良好接著性。
再者,此種親水性樹脂,以經過變性而於側鏈具有親水性基為佳。若親水性樹脂之主鏈(碳鏈)和基材層之合成樹脂具有化學親和性,同時該親水性樹脂之側鏈經過變性而被賦予親水性,則對於構成偏光元件之聚乙烯醇酯的化學親和性變高,可將偏光板的各層做穩定的接合。
於該偏光元件外面保護膜中,親水性樹脂層的厚度可為0.01μm以上3μm以下。藉由將親水性樹脂層之厚度設定為0.01μm以上,可促進聚乙烯醇所構成偏光元件之易接著性。另一方面,藉由將親水性樹脂層之厚度設定為3μm以下,可得到充分薄之偏光元件外面保護膜,可抑制偏光板厚度的增加。
該偏光元件外面保護膜以在基材層與親水性樹脂層之間進一步具備底漆層(primer layer)為佳。
偏光元件外面保護膜之底漆層,以由水系乳膠所形成為佳。此種由水系乳膠所形成之底漆層,由於和透明合成樹脂製基材層以及親水性樹脂層兩者具有化學親合性,所以此等層間可穩定接合,可有效地防止親水性樹脂層之剝離,進而可確實進行基材層對於偏光元件之易接著處理。
當該偏光元件外面保護膜之底漆層係由水系乳膠所形成之情況,該水系乳膠可使用含有由選自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸衍生物、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺衍生物、乙烯酯類、烯烴類、苯乙烯類、巴豆酸酯類、衣康酸酯類、富馬酸酯類、乙烯酮類、含雜環乙烯單體類以及不飽和腈類所構成群中至少1種之不飽和單體所得之聚合物。藉由使用含有此等聚合物之水系乳膠所形成之底漆層,基材層與親水性樹脂層可經由底漆層做更強固的結合,可確實防止親水性樹脂層之剝離。
當該偏光元件外面保護膜具有底漆層之情況,構成親水性樹脂層之親水性樹脂可使用含有聚乙烯醇系聚合物者。藉由使用此種聚合物,可得到對自底漆層剝離的強耐性、以及與構成偏光元件之聚乙烯醇的充分接著性。此外,此含有聚乙烯醇系聚合物之親水性樹脂層,由於本身具有親水性,所以不需要以往對構成偏光元件保護膜之三醋酸纖維素所進行之鹼化處理。
於親水性樹脂層所使用之聚乙烯醇系聚合物可為選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛、由聚乙烯醇與烯烴類所成之共聚物、由聚乙烯醇與不飽和羧酸類所成之共聚物、由聚乙烯醇與不飽和羧酸酯類所成之共聚物、以及由聚乙烯醇與丙烯醯胺所成之共聚物所構成群中至少1種。當使用含有此等聚合物所形成之親水性樹脂層的情況,可進一步提升與構成偏光元件之聚乙烯醇的接著性。
親水性樹脂層可為使得含有水分散性聚酯系樹脂與溶劑之表面處理劑接觸來形成。若使用此種樹脂來形成親水性樹脂層,可強化對自底漆層剝離的耐性、以及與構成偏光元件之聚乙烯醇的接著性。再者,由水分散性聚酯系樹脂所形成之親水性樹脂層,由於本身具有某種程度之親水性,可不需進行鹼化處理便能供應於和偏光元件之接著步驟。
於該偏光元件外面保護膜中,底漆層與親水性樹脂層之合計厚度較佳為0.02μm以上4μm以下。藉由將底漆層與親水性樹脂層之合計厚度設定為0.02μm以上,則可促進和聚乙烯醇所構成偏光元件之易接著性。另一方面,藉由將底漆層與親水性樹脂層之合計厚度設定為4μm以下,可得到充分薄之偏光元件外面保護膜,可抑制偏光板厚度之增加。
該偏光元件外面保護膜,亦可具備在基材層外面側所積層之抗反射層(例如被稱為抗反光層、抗反射層、低折射率層者)或是硬塗層。當進一步具備抗反射層之偏光元件外面保護膜配置於液晶顯示元件之顯示面側的情況,不僅可保護偏光元件且可同時發揮抗反射機能。此外,若偏光元件外面保護膜進一步具備硬塗層,可強化偏光元件之保護機能。
藉由於聚乙烯醇所構成之偏光元件的外面側積層該偏光元件外面保護膜,在該偏光元件內面側積層偏光元件內面保護膜,可構成偏光板。此偏光板,藉由在偏光元件之外面側使用偏光元件外面保護膜(具備施行過對聚乙烯醇之易接著處理之基材層),可提高偏光元件與偏光元件外面保護膜之接著性、接著耐久性,從而可提高偏光板之強度、使用性。再者,當於偏光元件之內面側使用以往所採用之纖維素酯所構成之偏光元件內面保護膜之情況,由於具有低雙折射性,所以不會對液晶分子之性能造成影響而可發揮保護機能。
藉由於液晶胞之至少一面側積層該偏光板,可構成液晶顯示元件。此種液晶顯示元件,由於偏光元件與偏光元件外面保護膜之接著性、接著耐久性高,偏光板之強度、使用性優異,所以可長期穩定地發揮液晶顯示元件所具有之各種特性,可提高可靠性。
如以上所說明般,本發明之偏光元件外面保護膜,由於具備內面側以親水性樹脂做表面處理之透明合成樹脂製基材層而使得與聚乙烯醇所構成之偏光元件的接著變得容易,所以可得到高透明性,並可大幅提高與同屬親水性樹脂之聚乙烯醇親水性樹脂所構成之偏光元件的接著性。再者,偏光板藉由具備該偏光元件外面保護膜,可提高此種偏光板之強度、使用性。再者,液晶顯示元件藉由具備該偏光板,可長期穩定地發揮所需之特性。
以下,適當參酌圖式詳細說明本發明之實施形態。
圖1之偏光元件外面保護膜1,具有:透明合成樹脂製基材層2、以及親水性樹脂層3。偏光元件外面保護膜1係做為用以提升耐衝擊性與使用性之偏光元件保護膜來使用,配置於液晶顯示元件之外面側(圖示A方向之側)。
構成透明合成樹脂製基材層2之樹脂,只要具有以液晶顯示元件之偏光元件外面保護膜而言為需要之高透明性,則無特別限定,典型上係選自由丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚丙烯系樹脂、環烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂所構成之群。該等合成樹脂由於具有優異之光學透明性與耐衝擊強度,所以可代替三醋酸纖維素配置在液晶顯示元件之外面側。基材層2只要不致損及透明性與所需強度,亦可含有其他任意成分,但上述合成樹脂較佳含有90質量%以上、更佳含有98質量%以上。此處之任意成分的例子可舉出紫外線吸收劑、安定劑、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、耐衝擊助劑、相位差減低劑、消光劑、抗菌劑、防黴劑等。
於基材層2所使用之丙烯酸系樹脂,乃具有源自丙烯酸或甲基丙烯酸之骨架的樹脂。丙烯酸系樹脂之例,並無特別限定,可舉出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、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-甲基丙烯酸降冰片酯共聚物)等。該等丙烯酸系樹脂當中,又以聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1~6烷酯為佳,以甲基丙烯酸甲酯系樹脂為更佳。
於基材層2所使用之聚碳酸酯系樹脂,係由被稱為聚-4,4’-異亞丙基-二苯基碳酸酯之化合物所構成之樹脂。此聚碳酸酯系樹脂,以界面縮聚法而言係從雙酚A與碳醯氯所製造,以酯交換法而言係從雙酚A與二苯基碳酸酯所製造。
於基材層2所使用之聚丙烯系樹脂,係具有源自丙烯之骨架之樹脂。以聚丙烯系樹脂之例而言並無特別限定,可舉出丙烯之均聚物、或是由丙烯與選自乙烯、碳數4~12之α-烯烴所構成群之1種以上的單體而成之共聚物等。
於基材層2所使用之環烯烴系樹脂,係具有源自環烯烴之骨架之樹脂。以環烯烴系樹脂之例而言並無特別限定,可舉出降冰片烯系單體之開環(共)聚物視情況進行諸如馬來酸加成、環戊二烯加成之聚合物變性後加氫的樹脂、降冰片烯系單體進行加成聚合之樹脂、降冰片烯系單體與乙烯、α-烯烴等烯烴系單體進行加成聚合之樹脂等。
為了得到降冰片烯系單體之開環(共)聚物所使用之降冰片烯系單體可舉出例如降冰片烯、2-降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、5,5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-亞乙基-2-降冰片烯、5-甲氧基羰基-2-降冰片烯、5-氰基-2-降冰片烯、5-甲基-5-甲氧基羰基-2-降冰片烯、5-苯基-2-降冰片烯、5-苯基-5-甲基-降冰片烯等。此開環聚合所使用之聚合觸媒可適宜利用被稱為複分解(metathesis)聚合觸媒之鎢、鉬、鉻系觸媒。
於基材層2所使用之聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂,係對苯二甲酸與乙二醇反應所得者。聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂亦可含有其他共聚單體,然聚對苯二甲酸乙二醇酯之重複單位以80莫爾%以上為佳。聚對苯二甲酸乙二醇酯例如可將二甲基對苯二甲酯與乙二醇裝入反應器中,一邊緩緩升高內溫一邊進行酯交換反應之後,將反應產物移往聚合反應器,在高溫真空下進行聚合反應來生成。
基材層2之厚度較佳為10μm以上200μm以下,更佳為20μm以上100μm以下。藉由將基材層2之厚度設定為10μm以上,可得到適當的強度、剛性,可穩定、輕易地製造膜,且形成親水性樹脂層3之時的使用性也良好。另一方面,藉由將基材層2之厚度設定為200μm以下,可提高製造時之生產線速度、生產性、控制性等。
基材層2通常可使用算數平均表面粗度(Ra)為0.02以上0.06以下者。又基材層2可視情況進行消光處理。經過施行上述消光處理之基材層的算數平均表面粗度(Ra)較佳為0.07以上2以下、更佳為0.1以上1以下。藉由將基材層之表面粗度控制在此範圍,可防止膜原片製造後處理中的刮傷,提高使用性。再者,當基材層位於液晶顯示元件之最上面(顯示面側)的情況,可得到高抗反射性能,且當位於最下層之情況,可有效防止與其他層之黏附。再者,一般對於所製造之膜原片進行捲繞之際,必須對膜在寬方向的兩端進行壓花加工(刻痕處理)以防止結塊(blocking)。當對膜進行刻痕處理之情況,由於膜兩端之處理部位變得無法使用,所以該部分必須進行裁斷、廢棄。此外,於膜之捲繞作業中,有時為了防止刮傷而利用保護膜做遮掩(masking)。但是,藉由將基材層之算數平均表面粗度設定在上述既定的範圍內,可在不進行刻痕處理的情況下防止結塊,所以製程可簡略化,膜寬度方向之兩端部分也能使用,且不會發生膜的故障,可進行拉成長條之捲繞。此外,若基材層具有適度的表面粗度,可有效地抑制捲繞時之刮傷,上述遮掩變得不需要。
此外,基材層2之延遲值(Re)較佳為-15nm以上15nm以下、更佳為-5nm以上5nm以下。基材層若具有如此小之延遲值,可抑制具備此基材層之偏光元件外面保護膜所致穿透光線在偏光方向的變換作用,可抑制偏光元件外面保護膜對於偏光元件在穿透軸方向之偏光的最適化與控制性所造成之影響。此處所說之「延遲值(Re)」,乃將基材層平面上結晶軸方向當中處於正交之快軸方向與慢軸方向分別定為x方向與y方向,將基材層厚度定為d,將x方向與y方向之折射率定為nx與ny(nx≠ny),以Re=(ny-nx)d所計算之值。
基材層2之製造方法並無特別限定,可舉出例如將合成樹脂之鱗片原料與增塑劑等添加劑以以往眾知之混合方法來混合,事先做成熱塑性樹脂組成物,然後製造光學膜。此熱塑性樹脂組成物例如可以奧姆寧攪拌機等混合機做預摻混之後,將所得之混合物做擠製混練來得到。此時,於擠製混練所使用之混練機並無特別限定,可使用例如單軸擠製機、雙軸擠製機等擠製機以及加壓捏合機等以往眾知之混練機。
在基材層2之膜成形方法方面,可舉出例如溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠製法、壓延法、壓縮成形法等眾知之方法。該等當中又以溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠製法為佳。此時,可使用事先擠製混練之熱塑性樹脂組成物,亦可將合成樹脂與增塑劑等其他添加劑分別溶解於溶劑中成為均勻的混合液之後,供應於溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠製法之膜成形步驟。
於溶液澆鑄法(溶液流延法)所使用之溶劑可舉出例如氯仿、二氯甲烷等氯系溶劑;甲苯、二甲苯、苯、以及此等混合溶劑等芳香族系溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-丁醇等醇系溶劑;甲基溶纖素、乙基溶纖素、丁基溶纖素、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、二噁烷、環己酮、四氫呋喃、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、乙酸乙酯、二乙醚等。該等溶劑可僅使用1種,亦可併用2種以上。用以進行溶液澆鑄法(溶液流延法)之裝置,可舉出例如滾筒式澆鑄機、帶式澆鑄機、旋塗機等。
熔融擠製法可舉出T模法、吹塑法等。於熔融擠製之際的膜成形溫度較佳為150℃以上350℃以下、更佳為200℃以上300℃以下。以T模法進行膜成形之情況,可於眾知之單軸擠製機或雙軸擠製機之前端部安裝T模,將擠製成為膜狀之膜加以捲繞,得到輥狀的膜。此時,藉由適宜調整捲繞輥溫度,對擠製方向施加拉伸,亦可進行單軸拉伸步驟。此外,藉由增加在與擠製方向成垂直之方向拉伸膜的步驟,亦可追加依次雙軸拉伸、同步雙軸拉伸等步驟。
基材層2可為未拉伸膜亦可為拉伸膜。進行拉伸時,可為單軸拉伸膜亦可為雙軸拉伸胺。當作成雙軸拉伸膜之情況,可為同步做雙軸拉伸者、亦可為依次做雙軸拉伸者。若經過雙軸拉伸之情況,可提高機械強度而提升膜性能。
進行拉伸步驟時之拉伸溫度,以在膜原料之熱塑性樹脂組成物的玻璃轉化溫度附近進行為佳,具體而言,以在(玻璃轉化溫度-30)℃~(玻璃轉化溫度+100)℃進行為佳,更佳為(玻璃轉化溫度-20)℃~(玻璃轉化溫度+80)℃。若拉伸溫度低於(玻璃轉化溫度-30)℃,無法得到充分的拉伸倍率故非所喜好者。若拉伸溫度高於(玻璃轉化溫度+100)℃,由於會發生樹脂之流動(flow)而變得無法進行穩定的拉伸故非所喜好者。
以面積比所定義之拉伸倍率,較佳為1.1倍以上25倍以下之範圍,更佳為1.3倍以上10倍以下之範圍。若拉伸倍率小於1.1倍,由於伴隨拉伸對韌性提升的影響變小故非所喜好者。若拉伸倍率超過25倍,無法認定具有提高拉伸倍率所對應之效果。
拉伸速度(單方向)較佳為10~20000%/分鐘之範圍,更佳為100~10000%/分鐘之範圍。若較10%/分鐘來得慢,為了得到充分拉伸倍率所需時間會花費過多,製造成本變高故非所喜好者。若較20000%/分鐘來得快,恐會引發拉伸膜之斷裂故非所喜好者。再者,為了使得基材層2之光學等向性、力學特性安定化,亦可於拉伸處理後進行熱處理(退火)等。
增塑劑並無特別限定,為了避免基材層2發生渾濁、或是從基材層2滲出或是揮發,以具有可和合成樹脂利用氫鍵等產生相互作用之官能基為佳。此種增塑劑之例並無特別限定,可舉出磷酸酯系增塑劑、鄰苯二甲酸酯系增塑劑、偏苯三酸酯系增塑劑、均苯四甲酸系增塑劑、多元醇系增塑劑、乙醇酸酯系增塑劑、檸檬酸酯系增塑劑、脂肪酸酯系增塑劑、羧酸酯系增塑劑、聚酯系增塑劑等。
構成親水性樹脂層3之親水性樹脂只要是和基材層之合成樹脂以及構成偏光子之聚乙烯醇具有化學親和性的樹脂即可,並無特別限定,較佳係側鏈以具有親水性之基變性者。親水性樹脂之親水化變性方法可預先將具有親水性官能基之單體加以(共)聚合,或者將作為主鏈之單體加以(共)聚合後再將具有親水性基之單體加以接枝聚合以形成側鏈。又,親水性樹脂較佳係由選自聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂以及環氧系樹脂所構成之群者所形成。該等樹脂可為單獨聚合或將2種以上加以共聚合而成者。親水性樹脂可使用例如重量平均分子量為300以上且30000以下者。
構成親水性樹脂層3之聚酯系樹脂係依循習知之方法,將二羧酸與二醇加以酯化(酯交換),再使之縮聚來製造。二羧酸可使用例如對苯二甲酸、異苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘甲酸此等芳香族二羧酸或其酯、己二酸、琥珀酸、癸二酸、十二烷二酸此等脂肪族二羧酸、羥基苯甲酸此等羥基酸或該等之酯。又,二醇可使用例如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、環己二醇、雙酚類等。
聚酯系樹脂較佳係上述二羧酸以及二醇之外,再共聚合有具有親水性基之成分以賦予親水性。此種具有親水性基之成分,舉例而言有5-硫代苯二甲酸鈉等二羧酸成分、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇等二醇成分。該等具有親水性基之成分相對於上述二羧酸或二醇可使用例如2莫耳%以上且80莫耳%以下之比例。該等構成聚酯系樹脂之成分可單獨使用亦可組合複數種使用。
構成親水性樹脂層3之丙烯酸系樹脂可藉由將具有來自丙烯酸或甲基丙烯酸之骨架之反應性聚合物加以聚合來合成。此種反應性聚合物舉例而言有丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基苯酯等具有羧基者、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯等具有羥基者、(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等具有醯胺基者、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等具有縮水甘油基者、(甲基)丙烯酸7-胺基-3,7-二甲基辛酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基胺基乙酯等具有胺基者等以外,有對氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、二乙烯苯、4-乙烯吡啶、乙烯基噁唑啉、馬來酸酐等。
構成丙烯酸系樹脂之上述以外之共聚成分可舉出:丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、丙烯系、氯乙烯系、纖維素系、乙烯系、乙烯亞胺系、乙烯醇系、胜肽系、乙烯吡啶、二烯系、氟系、丙烯腈系等,由泛用性、塗佈性等觀點來看含有丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系較佳。該等構成丙烯酸系樹脂之成分可單獨使用或組合複數種來使用。
構成親水性樹脂層3之胺基甲酸酯系樹脂可依循習知之方法從聚羥基化合物、二異氰酸酯以及含有會與二異氰酸酯反應之氫原子至少2個之低分子量的鏈伸長劑來合成。例如,在溶劑中合成較高分子量的聚胺基甲酸酯後,逐步少量地加入水使之轉相乳化(Phase Inversion Emulsification),再藉由減壓除去溶劑之方法、或是將聚合物中導入有聚乙二醇、羧基等作為親水性基而成之胺基甲酸酯預聚合物溶解或分散於水中後,添加鏈伸長劑使之反應之方法等。
胺基甲酸酯系樹脂之製造所使用之聚羥基化合物舉例而言有:鄰苯二甲酸、己二酸、二聚次亞麻油酸、馬來酸等羧酸類;乙二醇、丙二醇、丙二醇、二乙二醇等二醇類;從三羥甲基丙烷、己三醇、甘油、三羥甲基乙烷、季戊四醇等脫水聚合反應所得之聚酯多元醇類;聚氧丙烯二醇、聚氧丁烯二醇、聚四亞甲二醇、聚氧丙烯三醇、聚氧乙烯聚氧丙烯三醇、山梨糖醇、季戊四醇、蔗糖、澱粉、以磷酸等無機酸作為起始劑之聚氧丙烯多元醇、聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇等聚醚多元醇;丙烯酸多元醇、篦麻油衍生物、托爾油衍生物、其他羥基化合物等。該等聚羥基化合物可單獨使用或組合複數種使用。
胺基甲酸酯系樹脂之製造所使用之二異氰酸酯舉例而言有:甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、間亞苯基二異氰酸酯、對亞苯基二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,4-環己烯二異氰酸酯、4,4’-二異氰酸酯二環己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-聯苯二異氰酸酯、3,3’-二甲氧基-4,4’-聯苯二異氰酸酯、3,3’-二氯-4,4’-聯苯二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、1,5-四氫萘二異氰酸酯等。該等二異氰酸酯可單獨使用或組合複數種來使用。
胺基甲酸酯系樹脂之製造中所使用之鏈伸長劑舉例而言有:乙二醇、1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、三異丙醇胺、N,N-雙(2-羥基丙基)苯胺、對苯二酚-雙(β-羥基乙基)醚、間苯二酚-雙(β-羥基乙基)醚等多元醇類、乙二胺、丙二胺、己二胺、苯二胺、甲苯二胺、聯苯二胺(diphenyldiamine)、二胺基二苯甲烷、二胺基二苯甲烷、二胺基二環己基甲烷、哌嗪(piperazine)、異佛爾酮二胺、二乙三胺、二丙三胺等聚胺類、聯胺(hydrazine)類、以及水。該等鏈伸長劑可單獨使用或組合複數種來使用。
胺基甲酸酯系樹脂製造中的合成反應可在有機錫化合物、有機鉍、胺等觸媒的存在下進行,其中在有機錫化合物的存在下進行尤佳。有機錫化合物之具體例可舉出:乙酸錫、辛酸錫、月桂酸錫、油酸錫等羧酸錫;乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、二馬來酸二丁基錫、二-2-乙基己酸二丁基錫、二乙酸二月桂基錫、二乙酸二辛基錫等羧酸之二烷基錫鹽;氫氧化三甲基錫、氫氧化三丁基錫、氫氧化三辛基錫等氫氧化三烷基錫;氧化二丁基錫、氧化二辛基錫、氧化二月桂基錫等氧化二烷基錫;二氯化二丁基錫、二氯化二辛基錫等氣化二烷基錫等,該等可單獨使用亦可並用2種以上。
構成親水性樹脂層3之環氧系樹脂可藉由將具有環氧基之單體聚合來合成。此種單體舉例而言有:丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚。再者,可與該等單體共聚合之單體係使用乙烯基酯、不飽和羧酸酯、不飽和羧酸醯胺、不飽和腈、烯丙基化合物、不飽和碳氫化合物或乙烯基矽烷化合物。該等之具體例可舉出:丙酸乙烯酯、氯化乙烯、溴化乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、馬來酸丁酯、馬來酸辛酯、富馬酸丁酯、富馬酸辛酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸羥基丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、丁氧基羥甲基丙烯醯胺、不飽和腈之丙烯腈、乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙基、丙烯酸烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、乙烯、丙烯、己烷、辛烯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丁二烯、二甲基乙烯基甲氧基矽烷、二甲基乙基乙氧基矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷、甲基乙烯基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等。該等構成環氧系樹脂之成分可單獨使用或組合複數種使用。
親水性樹脂之親水化變性方面,當將作為主鏈之單體加以(共)聚合之後將親水性單體加以接枝聚合以形成親水性側鏈時,較佳係將親水性之自由基聚合性乙烯基單體加以接枝聚合。此情況時,可以相對於主鏈成分之合計100質量份為10質量份以上且500質量份以下之比例來使用自由基聚合性乙烯基單體。
此種親水性之自由基聚合性乙烯基單體可使用具有-CH2
-CH(R)-OH(式中,-R為-H或-CH3
)、-COOX(式中,X為H、鹼金屬或是2級或3級胺基)、-O-(CH2
-CH(R)-O)n
-(式中,-R為-H或-CH3
、n為正整數)、-Y-N(R1
)(R2
)(-Y-為-C(=O)-或-CH2
-,而-R1
、-R2
為-H或羥基、磺醯基、氰基、胺基、可具有鹼金屬鹽或第四級銨鹽之低級烷基)、-N+
-(R3
)(R4
)(R5
)(式中,-R3
、-R4
、-R5
為-CH3
或-C2
H5
)、-CH2
-CH(O)CH2
(O與兩側的碳形成環氧環)等親水性基者。
親水性之自由基聚合性乙烯基單體的具體例可舉出:丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯等羥基丙烯酸酯、丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等二醇酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲氧基羥甲基丙烯醯胺等丙烯醯胺系化合物、丙烯酸縮水甘油基、甲基丙烯酸縮水甘油基等縮水甘油基丙烯酸酯系化合物、乙烯吡定、乙烯咪唑、乙烯基吡咯烷酮等含氮乙烯基系化合物、丙烯酸、丙烯酸甲酯、馬來酸酐、衣康酸、巴豆酸等不飽和酸以及其鹽、丙烯酸胺基烷基酯、甲基丙烯酸胺基烷基酯以及其之4級銨鹽等陽離子系單體等。
於親水性樹脂之親水化變性中,除了此等之自由基聚合性乙烯單體外,亦可共聚合其他乙烯單體。可共聚合之其他乙烯單體之例,可舉乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等之乙烯酯,氯乙烯、溴乙烯等之鹵化乙烯,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等之不飽和羧酸酯,二甲基乙烯基甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷等之乙烯基矽烷,乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯等之烯烴、二烯烴化合物等。
構成親水性樹脂層3之親水性樹脂中,以含有藉由來自具有親水性基之丙烯酸的自由基聚合性乙烯單體(以下,稱為「丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體」)使側鏈變性之聚酯系樹脂(以下,稱為「丙烯酸變性聚酯系樹脂」或僅稱為「變性聚酯系樹脂」)、與胺基甲酸酯系樹脂的組成物為最佳。藉由使用此種組成物,一面可活用聚酯樹脂本來即具有之透明性、強靭性、耐熱性、對合成樹脂(例如,丙烯酸系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂等)之接著性等特性,一面可藉由上述變性賦予對親水性樹脂之接著性,且藉由胺基甲酸酯系樹脂之摻混更可賦予對合成樹脂之接著性及柔軟性。
丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體及胺基甲酸酯系樹脂之重量平均分子量,典型上在1000以上、15000以下,較佳在2000以上10000以下。
上述組成物之丙烯酸變性聚酯系樹脂與胺基甲酸酯系樹脂的質量比,較佳在60:40至90:10的範圍,更佳在70:30至80:20的範圍。藉由使丙烯酸變性聚酯系樹脂與胺基甲酸酯系樹脂的質量比在上述範圍,一面可良好地保持親水性樹脂層之透明性、耐水性、耐熱性等之層物性,一面可使對構成基材層之合成樹脂及構成偏光元件之聚乙烯醇的接著力最佳化。
為丙烯酸變性聚酯系樹脂之變性成分的丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體所具有的親水性基,可使用以上述親水性自由基聚合性乙烯單體之親水性基的形態所例示者。亦即,丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體所具有之代表性親水性基,可舉-CH2
-CH(R)-OH、-COOX、-O-(CH2
-CH(R)-O)n
-、-Y-N(R1
)(R2
)、-N+
-(R3
)(R4
)(R5
)、-CH2
-CH(O)CH2
(定義係如上所述)。
丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體,可使用上述親水性自由基聚合性乙烯單體之具體例所舉之丙烯酸系單體。亦即,丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體之具體例,可舉羥乙基丙烯酸酯(hydroxyethyl acrylate)、甲基丙烯酸羥乙酯、羥丙基丙烯酸酯(hydroxypropyl acrylate)、甲基丙烯酸羥丙酯、乙二醇丙烯酸酯(ethylene glycol acrylate)、乙二醇甲基丙烯酸酯(ethylene glycol)methacrylate)、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲氧基羥甲基丙烯醯胺、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、胺基烷基丙烯酸、甲基丙烯酸胺基烷酯等。此等之丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體,可單獨使用,或是亦可組合複數種來使用。
又,丙烯酸變性聚酯系樹脂,除了丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體外,亦可使用共聚合有上述之可共聚合的其他乙烯單體者。當共聚合其他乙烯單體時,例如,可使用相對丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體100質量份在1質量份以上、70質量份的其他乙烯單體。
於丙烯酸變性聚酯系樹脂中,丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體相對於形成主鏈之聚酯系樹脂的質量比,較佳為相對聚酯系樹脂100質量份在50質量份以上、150質量份以下,更佳在70質量份以上、120質量份以下。藉由使丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體相對於聚酯系樹脂的質量比在此種範圍,可均衡良好地改善親水性樹脂層對基材層的化學親和性、與親水性樹脂層對偏光元件的化學親和性。
丙烯酸變性聚酯系樹脂,例如,可藉由製作含有水溶性或水分散性聚酯樹脂(使得5-硫代苯二甲酸鈉等之二羧酸成分等具有親水性基之成分)與聚乙烯醇之水溶液或水分散液,接著將丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體(及任意其他可共聚合之乙烯單體)加以共聚合來製造。又,作為別的方法,丙烯酸變性聚酯系樹脂,例如,可藉由製作含有上述水溶性或水分散性聚酯樹脂、與粒徑在4nm以上100nm以下之膠體二氧化矽的水溶液或水分散液,接著將丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體等加以共聚合來製造。
於上述使用聚乙烯醇之丙烯酸變性聚酯系樹脂的製造方法中,例如,可以相對水溶性或水分散性聚酯100質量份,聚乙烯醇在10質量份以上、500質量份以下的比例(固形分比)來進行反應。又,於上述使用膠體二氧化矽之丙烯酸變性聚酯系樹脂的製造方法中,例如,可以相對水溶性或水分散性聚酯100質量份,膠體二氧化矽在5質量份以上、200質量份以下的比例(固形分比)來進行反應。
用以合成丙烯酸變性聚酯系樹脂之聚合方法,例如可舉出將聚合起始劑與少量之乳化分散劑(視需要)添加於上述水溶性或水分散性聚酯、與聚乙烯醇或膠體二氧化矽的水溶液或水分散液中,然後保持在70℃左右的溫度,邊攪拌邊緩慢地添加丙烯酸系自由基聚合性乙烯單體,使其熟化數小時,藉此完成聚合反應之方法。
丙烯酸變性聚酯系樹脂之製造所使用的聚合起始劑,可使用一般的自由基聚合起始劑。聚合起始劑之例,可舉過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫等之水溶性過氧化物、過氧化苯甲醯、過氧化三級丁基等之油溶性過氧化物、偶氮二異丁腈(azodiisobutyronitrile)等之偶氮化合物。
以此方式,藉由使構成親水性樹脂層3之親水性樹脂由聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂或環氧系樹脂等樹脂所形成,並且將此等樹脂變性成具有親水性,來提高對構成偏光元件之聚乙烯醇的化學親和性,於提高親水性樹脂層與偏光元件之接著性的同時,呼應於此等之樹脂與構成基材層之合成樹脂在化學適性上佳,故可穩定接合偏光板之各層。另,藉由組合聚酯系樹脂與胺基甲酸酯系樹脂來使用作為形成親水性樹脂層之樹脂,可提高層的柔軟性,提升強度及接著力。
親水性樹脂,由於其本身具有某程度的親水性,因此由此樹脂所形成之親水性樹脂層3,可在不進行鹼化處理下供應於與偏光元件之接著步驟。含聚酯系樹脂而形成之親水性樹脂,進一步以鹼進行鹼化來產生親水性基之羥基,藉此來提高親水性,更加提升與聚乙烯醇所構成之偏光元件的親和性、接著性。
親水性樹脂層3,可藉由將含親水性樹脂之水系乳化物或水溶液(以下稱為「水系乳化物等」)塗佈在基材層2,然後進行乾燥來形成。水系乳化物等之固形分,通常在10質量%以上、50質量%以下。雖然是使用水來作為水系乳化物等之主溶劑,但是亦可少量使用可與水混和之有機溶劑。此種有機溶劑之例,可舉低級醇類、多元醇類及其烷基醚或烷基酯類等。水系乳化物等,可使用公知之浸塗法、氣刀塗佈法、幕塗法、滾輪塗佈法、線棒塗佈(wire bar coat)法、凹板塗佈法、擠出塗佈法(模塗法)等,來塗佈於基材層2。接著,可藉由對塗佈之水系乳化物等進行乾燥,來形成親水性樹脂層3。
於用以形成親水性樹脂層3之水系乳化物等,較佳為視需要添加交聯劑。交聯劑之例,可舉醛、N-羥甲基化合物、二噁烷衍生物、活性乙烯化合物、活性鹵化物、異噁唑、二醛澱粉、異氰酸酯系化合物、矽烷偶合劑。此等之交聯劑,可單獨使用,或者是可合併使用2種類以上。交聯劑之添加量,較佳為相對於親水性樹脂總量在0.1質量%以上、20質量%以下,更佳在0.5質量%以上、15質量%以下。於用以形成親水性樹脂層之水系乳化物等,亦可進一步視需要,添加含有胺基之樹脂等其他之樹脂成分、界面活性劑、潤滑劑、染料、UV吸收劑、消光劑、防腐劑、增稠劑、造膜助劑、抗靜電劑、抗氧化劑等。
親水性樹脂層3之厚度,較佳在0.01μm以上、3μm以下,更佳在0.03μm以上、2μm以下,最佳則在0.04μm以上、1μm以下。藉由使親水性樹脂層3之厚度在0.01μm以上,可確實地接著親水性樹脂與構成偏光元件之聚乙烯醇。又,藉由使親水性樹脂層4之厚度在3μm以下,可使偏光元件外面保護膜1之厚度充分薄化,而可抑制包含偏光元件外面保護膜1之偏光板整體厚度的增加。
於偏光元件外面保護膜1,未經親水性樹脂進行表面處理之側的基材層2表面,可任意地被覆各種機能層,例如抗反光層、抗反射層、抗眩層、低折射率層等之抗反射層、抗靜電層、硬塗層(硬化樹脂層)、光學補償層等。例如,藉由進一步使偏光元件外面保護膜具備抗眩層(抗反射層),除了可發揮對偏光元件之保護功能,亦可發揮抗眩功能。又,藉由進一步使偏光元件外面保護膜具備硬塗層,可強化對偏光元件之保護功能。
此種抗眩層,可利用例如以壓花加工法在膜表面形成凹凸構造之技術、或是將在黏結劑基質形成材料中混有粒子之塗佈液塗佈於膜表面,使得粒子分散於黏結劑基質形成材料中藉以形成凹凸構造之技術。此外,在硬塗層方面,可使用例如由活性線硬化樹脂所形成者。此種活性線硬化樹脂之例可舉出丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂、聚酯丙烯酸酯系樹脂、丙烯酸環氧酯系樹脂、丙烯酸聚醇酯系樹脂、環氧樹脂等。
如上述般,依據偏光元件外面保護膜1,具備內面側由親水性樹脂做表面處理過之基材層以使其和聚乙烯醇所構成之偏光元件的接著變得容易,可有效地提高與構成偏光元件之聚乙烯醇親水性樹脂的親和性以及接著性。
圖2之偏光元件外面保護膜31具有透明之合成樹脂製基材層2、底漆層32以及親水性樹脂層33。基材層2係與圖1之偏光元件外面保護膜1相同故賦予相同符號而省略其說明。
底漆層32只要含有化學源而與基材層2以及親水性樹脂層33兩者具有化學親和性即可並無特別限定,以由水系乳膠所形成者為佳。水系乳膠係以單一之不飽和單體的聚合物、或是2種以上不飽和單體的共聚物所形成之呈現親油性的成分所構成。水系乳膠可使用以一般乳化聚合法所合成者,亦可使用市售之乳膠。水系乳膠之主溶劑雖使用水,但亦可少量使用可與水做混和之有機溶劑。於水系乳膠可適宜地添加抗靜電劑、界面活性劑、增黏劑、安定劑、交聯劑、硬化觸媒等任意成分。水系乳膠之固形分典型上為20質量%以上50質量%以下。從分散安定性之觀點來看,構成水系乳膠之聚合物粒子之粒徑以0.005μm以下0.5μm以下為佳。
上述不飽和單體之具體例可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、以甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、胺基、己基、2-乙基己基、辛基、第三辛基、十二烷基、2-氯乙基、2-溴乙基、4-氯丁基、氰基乙基、2-乙醯氧乙基、二甲基胺基乙基、芐基、甲氧基芐基、2-氯環己基、環己基、糠基、四氫糠基、苯基、5-羥基苯基、2,2-二甲基-3-羥基丙基、2-甲氧基乙基、縮水甘油基、乙醯乙醯氧乙基、3-甲氧基丁基、2-乙氧基乙基、2-異丙氧基、2-丁氧基乙基、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基、2-(2-丁氧基乙氧基)乙基、ω-甲氧基低氧乙烯基、ω-羥基低氧乙烯基、1-溴-2-甲氧基乙基、或是1,1-二氯-2-乙氧基乙基做為取代基之丙烯酸衍生物、甲基丙烯酸衍生物;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、以甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、正辛基、十二烷基、環己基、芐基、羥基甲基、甲氧基乙基、二甲基胺基丙基、苯基、乙醯乙醯氧基丙基或是氰基乙基做為取代基之N-單取代衍生物之丙烯醯胺衍生物、甲基丙烯醯胺衍生物、具有N,N-二甲基或N,N-二乙基之丙烯醯胺衍生物、甲基丙烯醯胺衍生物;乙烯乙醯酯、乙烯丙醯酯、乙烯丁醯酯、乙烯異丁醯酯、乙烯辛醯酯、乙烯氯乙醯酯、乙烯甲氧基乙醯酯、乙烯苯基乙醯酯、安息香酸乙烯酯、水楊酸乙烯酯等乙烯酯類;二氯戊二烯、乙烯、丙烯、1-丁烯、氯乙烯、偏氯乙烯、異戊二烯、氯戊烯、丁二烯、2,3-二甲基丁二烯等烯烴類;苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯安息香酸甲酯等苯乙烯類;巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等巴豆酸酯類;衣康酸單甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸單丁酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯等衣康酸酯類;富馬酸二乙酯、富馬酸二甲酯、富馬酸二丁酯等之富馬酸酯類;甲基乙烯酮、苯基乙烯酮、甲氧基乙基乙烯酮等之乙烯酮類;N-乙烯吡啶以及2-(或4-)乙烯吡啶、乙烯咪唑、乙烯噁唑、乙烯三唑、N-乙烯-2-吡咯烷酮等含雜環乙烯單體類;丙烯腈、甲基丙烯腈等不飽和腈類。
水系乳膠,可使用眾知之浸塗法、氣刀塗佈法、幕塗法、輥塗法、線棒(wire bar)塗佈法、凹版塗佈法、擠出塗佈法(模塗法)等塗佈於基材層2。其次,將塗佈後之水系乳膠乾燥來形成底漆層32。底漆層32之厚度較佳為0.01μm以上1μm以下,更佳為0.05μm以上0.1μm以下。
用以形成親水性樹脂層33之親水性樹脂,只要和構成底漆層32之化學源(典型上係由水系乳膠所形成之聚合物)、構成偏光元件之聚乙烯醇具有化學親和性之樹脂,則無特別限定,較佳為含有水分散系聚酯系樹脂或乙烯醇系聚合物者。使用乙烯醇系聚合物作為親水性樹脂時,更佳為除此之外尚含有其他水溶性樹脂(例如明膠)者。親水性樹脂,可藉由組合使用乙烯醇系聚合物與其他水溶性樹脂,來提升用以形成親水性樹脂層之水系乳化物中之乙烯醇系聚合物粒子的膠體安定性,使得水系乳化物得以膠化狀態來保存。組合使用乙烯醇系聚合物與其他水溶性樹脂時,該等之質量比典型上可設為20:80至80:20。
用以形成親水性樹脂層33之水分散性聚酯系樹脂,可依照公知的方法將二羧酸與二醇進行酯化(酯交換),並加以縮聚,進而進行變性而賦予親水性,藉此方式製造。作為水分散性聚酯系樹脂之分子量,例如可使用3000以上30000以下者。
作為用以製造水分散性聚酯系樹脂之二羧酸,例如可使用對苯二甲酸、間苯二甲酸、苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸或其酯;或己二酸、丁二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸、羥基苯甲酸等羥基羧酸或該等之酯。
作為用以製造水分散性聚酯系樹脂之二醇,例如可使用乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、環己二甲醇、雙酚類等。
作為水分散性聚酯系樹脂,除了共聚上述二羧酸以及二醇以外,較佳為共聚具有親水性基之成分來賦予親水性。作為上述具有親水性基之成分之例,可列舉5-硫代苯二甲酸鈉等二羧酸成分、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇等二醇成分。該等具有親水性基之成分,相對於上述之二羧酸或二醇,例如可使用2莫耳%以上80莫耳%以下之比例。
此外,作為水分散性聚酯系樹脂,除了使用共聚有二羧酸以及二醇者以外,較佳為使用共聚有親水性之自由基聚合性乙烯單體者。此時,例如相對於二羧酸以及二醇之合計100質量份,可使用自由基聚合性乙烯單體10質量份以上500質量份以下之比例。
作為上述親水性之自由基聚合性乙烯單體之例,可列舉丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯等羥基丙烯酸酯;乙二醇丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等二醇酯;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲氧羥甲基丙烯醯胺等丙烯醯胺系化合物;丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等丙烯酸環氧丙酯系化合物、乙烯吡啶、乙烯咪唑、乙烯吡咯啶酮等含氮乙烯系化合物;丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酐、伊康酸、巴豆酸等不飽和酸及其鹽;丙烯酸胺基烷基酯、甲基丙烯酸胺基烷基酯及其四級銨鹽等陽離子系單體等。
使用水分散性聚酯系樹脂時,亦可視需要添加胺基甲酸酯系樹脂、環氧樹脂、胺樹脂、丙烯酸系樹脂等之樹脂成分。例如,胺基甲酸酯系樹脂可藉由公知的方法,由聚羥基化合物、二異氰酸酯以及含有至少2個可和二異氰酸酯進行反應之氫原子之低分子量鏈伸長劑所合成。親水性樹脂層4之構成成分,藉由使用胺基甲酸酯系樹脂,可提高層的柔軟性、提升強度以及接著力。上述胺基甲酸酯系樹脂,亦可與上述水分散性聚酯系樹脂相同地,和親水性之自由基聚合性乙烯單體進行共聚來賦予親水性。
上述之被賦予親水性之水分散性聚酯系樹脂,因其本身具有一定程度之親水性,故藉由該樹脂所形成之親水性樹脂層,可不進行鹼化處理而供給至偏光元件之接著步驟。上述水分散性聚酯系樹脂,藉由進一步利用鹼進行鹼化而生成親水性基之羥基,而可提升親水性,並更加提升與聚乙烯醇所構成之偏光元件之親和性、接著性。
用以形成親水性樹脂層33之乙烯醇系聚合物,可使用聚乙烯醇或其衍生物。作為聚乙烯醇之衍生物之例,可列舉聚乙烯甲縮醛、聚乙烯乙縮醛、聚乙烯醇與烯烴類所形成之共聚物、聚乙烯醇與不飽和羧酸類所形成之共聚物、聚乙烯醇與不飽和羧酸酯類所形成之共聚物、聚乙烯醇與丙烯醯胺所形成之共聚物。作為乙烯醇系聚合物之聚合度,從親水性樹脂層33之強度的觀點而言較佳為500以上,而從偏光性能的觀點而言更佳為1000以上。該等之乙烯醇系聚合物,因其自身具有親水性,故不需利用鹼進行鹼化,可穩固地連接親水性樹脂之聚乙烯醇所構成之偏光元件。
作為可與乙烯醇系聚合物組合使用之水溶性樹脂,可使用天然聚合物或合成聚合物之任一者。作為水溶性樹脂之具體例,可列舉海藻酸或其鹽、肝糖、阿拉伯膠、蛋白素、洋菜、澱粉衍生物、明膠、明膠與其他高分子所形成之接枝聚合物;蛋白素、酪蛋白等蛋白質;羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、纖維素硫酸酯等纖維素衍生物;海藻酸蘇打、纖維素硫酸酯、糊精、類糊精、類糊精硫酸鹽等糖衍生物;古亞膠、聚三葡萄糖、聚-N-乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙烯咪唑、聚乙烯吡唑等單獨聚合物或共聚物。該等之中,又以明膠較佳。作為明膠,可使用石灰處理明膠、酸處理明膠、明膠之水解物、明膠之酵素分解物等。
親水性樹脂層33,可藉由將含有親水性樹脂之水系乳化物塗佈於底漆層32,並使之乾燥而形成。水系乳化物之固形分,通常為10質量%以上50質量%以下。水系乳化物之主要溶劑可使用水,亦可少量使用可與水混合之有機溶劑。作為上述有機溶劑之例,可列舉低級醇類、多元醇類及其烷基醚或烷基酯類等。水系乳化物的塗佈手段,可使用與形成底漆層時相同様的手段。
用以形成親水性樹脂層33之水系乳化物中,視需要較佳為添加交聯劑。作為交聯劑之例,可列舉甲醛、N-羥甲基化合物、二噁烷衍生物、活性乙烯化合物、活性鹵化合物、異噁唑、二甲醛澱粉。該等之交聯劑,可單獨使用亦可併用2種類以上。交聯劑之添加量,相對於親水性樹脂總量較佳為0.1質量%以上20質量%以下、更佳為0.5~15質量%。用以形成親水性樹脂層之水系乳化物中,亦可進一步添加界面活性劑、潤滑劑、染料、UV吸收劑、消光劑、防腐劑、增黏劑等。
底漆層32以及親水性樹脂層33之合計厚度,較佳為0.02μm以上4μm以下、更佳為0.05μm以上2μm以下。藉由使底漆層32以及親水性樹脂層33之合計厚度設為0.02μm以上,可穩固構成親水性樹脂層33之親水性樹脂與構成偏光元件之聚乙烯醇之間的連接。此外,藉由使該底漆層32以及親水性樹脂層33之合計厚度設為4μm以下,可使偏光元件外面保護膜31之厚度維持足夠薄形,而可抑制包含偏光元件外面保護膜31之偏光板整體厚度的增大。
偏光元件外面保護膜31中,於未隔著底漆層32以親水性樹脂進行表面處理之側之基材層2表面,亦可任意被覆各種機能層,例如抗防光層、抗反射層、抗眩層、低折射率層等抗反射層、抗靜電層、硬塗層(硬化樹脂層)、光學補償層等。例如、藉由使偏光元件外面保護膜進一步具備抗眩層(抗反射層),除了具有對偏光元件之保護機能之外、亦可發揮抗眩機能。此外,藉由使偏光元件外面保護膜進一步具備硬塗層,可強化對偏光元件之保護機能。
此種抗眩層,可利用例如以壓花加工法在膜表面形成凹凸構造之技術、或是將在黏結劑基質形成材料中混有粒子之塗佈液塗佈於膜表面,使得粒子分散於黏結劑基質形成材料中藉以形成凹凸構造之技術。此外,在硬塗層方面,可使用例如由活性線硬化樹脂所形成者。此種活性線硬化樹脂之例可舉出丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂、聚酯丙烯酸酯系樹脂、丙烯酸環氧酯系樹脂、丙烯酸聚醇酯系樹脂、環氧樹脂等。
如上所述,依據偏光元件外面保護膜31,因具備內面側經由底漆層以親水性樹脂做表面處理過之基材層來使得與聚乙烯醇所構成之偏光元件之間的接著變得容易,故可有效提升與構成偏光元件之聚乙烯醇親水性樹脂之間的親和性以及接著性。
圖3之偏光板4具有之構造,係在聚乙烯醇所構成之偏光元件6之外面側(圖示A方向之側)具備圖1之偏光元件外面保護膜1,於偏光元件6之內面側具備以往所使用之纖維素酯所構成之偏光元件內面保護膜5。於偏光元件6與偏光元件外面保護膜1之間、以及偏光元件6與偏光元件內面保護膜5之間係以接著劑(未圖示)作接合。
偏光元件6係使用聚乙烯醇樹脂膜經過雙色性物質(例如碘或雙色性染料)染色並進行過單軸拉伸者。構成該聚乙烯醇樹脂膜之聚乙烯醇的聚合度係和構成親水性樹脂之聚乙烯醇系聚合物同樣以500以上為佳、以1000以上為更佳。聚乙烯醇樹脂膜能以眾知之方法(例如以樹脂溶解於水或是有機溶劑而成之溶液進行流延成膜之流延法、澆鑄法等)來成形。偏光元件6之厚度隨偏光板4所使用之LCD目的、用途而不同,典型上為5μm以上100μm以下。偏光元件6只要不致阻礙偏光機能與光學透明性,亦可含有聚乙烯醇樹脂以及雙色性物質以外的任意成分。
偏光元件6之代表性製造方法,係對聚乙烯醇樹脂膜採行由潤脹、染色、交聯、拉伸、水洗以及乾燥所構成之一連串的製造步驟。於乾燥步驟以外之各處理步驟中,係將聚乙烯醇樹脂膜浸漬於各步驟所使用之溶液浴中來進行處理。潤脹、染色、交聯、拉伸、水洗以及乾燥之各處理的順序、次數以及有無實施,可依據目的、使用材料以及條件等適宜設定。例如,拉伸處理可在染色處理前進行,亦可和潤脹處理等同時進行。再者,交聯處理以在拉伸處理之前後進行為佳。
偏光元件6之一連串的製造步驟中之潤脹步驟,可將聚乙烯醇樹脂膜浸漬於充滿水之處理浴中來進行。此處理浴可適宜添加甘油、碘化鉀等。典型上,潤脹步驟之處理浴溫度為20~60℃左右,於處理浴之浸漬時間為0.1~10分鐘左右。染色步驟可將聚乙烯醇樹脂膜浸漬於含有碘等雙色性物質之處理浴中來進行。此處理浴之溶液中所使用之溶劑一般係使用水。雙色性物質相對於溶劑100質量份係以0.1~1.0質量份的比例來使用。典型上染色步驟之處理浴的溫度為20~70℃左右,浸漬時間為1~20分鐘左右。
交聯步驟可將經過染色處理之聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含有交聯劑之處理浴中來進行。交聯劑之例可舉出硼酸等硼化合物、乙二醛、戊二醛等。此處理浴之溶液所使用之溶劑一般係使用水。典型上交聯步驟之處理浴溫度係20~70℃左右,浸漬時間為1秒~15分鐘左右。拉伸步驟可在任一階段進行。聚乙烯醇樹脂膜之拉伸倍率以5倍以上為佳。拉伸方法可採用例如濕式拉伸法。此時之處理浴的溶液以水或有機溶劑中添加有各種金屬鹽、碘、硼或是鋅化合物之溶液為佳。
水洗步驟可將施行過各種處理之聚乙烯醇樹脂膜浸漬於水洗浴中來進行。藉由此水洗步驟,可將聚乙烯醇樹脂膜不需要的殘存物予以洗除。水洗浴可為純水亦可為碘化物(碘化鉀、碘化鈉等)之水溶液。水洗浴之溫度較佳為10~60℃。典型上浸漬時間為1秒~1分鐘。進行水洗之次數可僅為1次或是複數次。乾燥步驟可採用例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥。典型上乾燥溫度為20~80℃,乾燥時間為1~10分鐘。藉由進行上述各步驟,可製造偏光元件6。
以往所使用之纖維素酯所構成之偏光元件內面保護膜5係將纖維素酯之鱗片原料以及增塑劑溶解於二氯甲烷作成黏稠液,將增塑劑溶解摻混其中,自熔融擠製機流延至連續性旋轉之不鏽鋼等金屬帶上,乾燥之後,在乾硬狀態下從金屬帶剝離,然後乾燥、捲繞來製造。纖維素酯以選自三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、纖維素乙酸酯丙酸酯以及纖維素乙酸酯丁酸酯所構成群者為佳,以三醋酸纖維素為特佳。
在使用聚酯系樹脂來形成親水性樹脂以構成偏光元件外面保護膜1之親水性樹脂層3之情況,在與偏光元件6進行接著之前,將親水性樹脂層3供應於鹼進行鹼化處理為更佳。藉由該鹼化,纖維素酯之酯基會轉變為屬親水性基之羥基,從而可提高偏光元件外面保護膜1與由聚乙烯醇親水性樹脂所形成之偏光元件6的化學親和性,相互的接著性可格外提高。
用於鹼化處理之鹼水溶液可使用例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋰等水溶液。該等金屬氫氧化物的濃度一般為5質量%以上40質量%以下。此外,鹼化處理之溫度以10℃以上80℃以下之溫度為佳。當金屬氫氧化物之濃度為5質量%以下之情況或是鹼化處理之溫度為10℃以下之情況,由於鹼化處理所需要的時間變長故非所喜好者。鹼化處理可將偏光元件外面保護膜1於上述鹼水溶液浴中浸漬適當的時間來進行。
視情況供應於鹼化處理之偏光元件外面保護膜1與聚乙烯醇所構成之偏光元件6係以圖4示意顯示之裝置7來貼合。圖4所示之用以將複數膜貼合之裝置7,具備:使得膜狀偏光元件6捲繞成為輥狀之偏光元件膜輥8、使得偏光元件外面保護膜1捲繞成為輥狀之偏光元件外面保護膜輥9、用以供應接著劑之手段10、以及將偏光元件6與偏光元件外面保護膜1經由接著劑來抵壓、接合之捏合機11。
為了利用裝置7來將偏光元件外面保護膜1之親水性樹脂層3與偏光元件6做貼合所使用之接著劑,可舉出例如聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛等聚乙烯醇系接著劑、丙烯酸丁酯等乙烯系乳膠等。通常,該等接著劑係以水溶液的形式來使用。若考慮塗佈性、放置安定性等,接著劑在樹脂溶液中的固形分濃度較佳為0.1~15質量%。此外,接著劑在樹脂溶液之黏度以例如1~50mPa‧s之範圍為佳。
於裝置7,由偏光元件膜輥8所供應之膜狀偏光元件6以及由偏光元件外面保護膜輥9所供應之偏光元件外面保護膜1係朝捏合機11方向送出,以可挾持在此等膜之間的方式供應適量的接著劑,其次利用捏合機11做抵壓,使得偏光元件6與偏光元件外面保護膜1之親水性樹脂層3做貼合,得到在偏光元件6之單面積層有偏光元件外面保護膜1之構造體。
其次,針對偏光元件6未積層偏光元件外面保護膜1之面也以同樣的手段來積層偏光元件內面保護膜5,從而得到偏光板4。偏光元件內面保護膜5在與偏光元件6做接著之前,係事先供應於鹼做鹼化處理,而將三醋酸纖維素之酯基轉換為羥基。所積層之偏光板4之厚度典型上為10μm以上100μm以下。
如上述般,依據具有本發明之偏光元件外面保護膜之偏光板,由於對在聚乙烯醇所構成之偏光元件外面側所配置之合成樹脂製基材層施行易接著處理,可提高聚乙烯醇所構成之偏光元件與偏光元件外面保護膜之接著性與耐久剝離性,藉此可改善偏光板之強度與使用性。再者,藉由在偏光元件內面側配置具有低雙折射性(亦即無配向性)纖維素酯所構成之偏光元件內面保護膜,可賦予偏光元件之保護機能而不會影響液晶分子之性能。
圖5之液晶顯示元件12係對於液晶層15被透明介質層14(例如玻璃)挾持之液晶胞13的兩面,經由接著劑層16來貼合本發明之圖3所示偏光板4(由基材層2、親水性樹脂層3、偏光元件內面保護膜5以及偏光元件6所構成)而構成者。本發明之偏光元件外面保護膜(基材層2與親水性樹脂層3)專門配置於偏光元件6外面側,而以往所使用之纖維素酯所構成之偏光元件內面保護膜5係配置於偏光元件6之內面側(圖示A方向側為外面側)。構成液晶胞13之液晶層15、透明介質層14以及接著劑層16之材料並無特別限定可使用眾知者。此外,於液晶顯示元件,亦可在液晶胞之一面側使用圖3之偏光板4(本發明之偏光板)而於液晶胞之另一面側使用習知技術之其他偏光板。
液晶顯示元件所具備之偏光板若配置有本發明偏光元件外面保護膜,由於偏光元件外面保護膜受到易接著處理,可提高偏光元件與偏光元件外面保護膜之接著性、剝離耐久性,且偏光板之強度、使用性優異。從而,液晶顯示元件所具有之各種特性可經長時間持續且穩定地發揮,對於機器整體之可靠性變高。
(實施例)
以下,基於實施例來詳述本發明,惟本發明並不因此實施例之記載而受限解釋。
[丙烯酸樹脂製基材層之形成]
將甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯共聚物(莫爾比9:1)100質量份、[2-(2’-羥基-3’,5’-二第三丁基苯基)苯并三唑]1質量份、二氯甲烷400質量份、以及甲醇100質量份裝入密閉容器中,於加壓下以80℃一邊攪拌一邊溶解得到摻混組成物。將此摻混組成物加以過濾、冷卻之後,均勻地流延於無端不鏽鋼帶上,將溶劑蒸發至可進行剝離之程度後,自無端不鏽鋼帶剝離,進而乾燥得到膜厚30μm之丙烯酸系樹脂膜(透明合成樹脂製基材層)。將此丙烯酸系樹脂膜當作試樣A1。
[聚對苯二甲酸乙二醇酯製基材層之形成]
調製出添加有念珠狀二氧化矽之乙二醇漿料,對該乙二醇漿料以190℃進行2小時熱處理,接著,使其與對苯二甲酸二甲酯進行酯交換反應之後,進行縮聚製作出對苯二甲酸乙二醇酯顆粒。其次,將此顆粒所得之樹脂以180℃進行3小時減壓乾燥之後,供應於擠製機,於310℃做加熱熔融。接著,將熔融樹脂自擠製機以片狀擠出,在表面溫度為30℃之澆鑄滾筒上進行冷卻固化,以製作未拉伸膜。其次,藉由輥拉伸,將上述未拉伸膜於100℃在長邊方向拉伸4倍,進而使用拉幅機於110℃在寬度方向拉伸4倍。接著,將該雙軸拉伸膜於235℃(結晶化溫度)進行5秒鐘熱處理使其結晶化,以製作厚度40μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜。將此聚對苯二甲酸乙二醇酯當作試樣A2。
[聚酯系樹脂製之親水性樹脂層之形成]
使用由對苯二甲酸二甲酯50質量%、間苯二甲酸二甲酯42質量%、以及5-鈉硫鄰苯二甲酸8質量%所構成之羧酸成分、由乙二醇50質量%以及新戊二醇50質量%所構成之二醇成分,以醋酸鋅以及三氧化銻做為觸媒,在200℃前後進行3小時酯交換反應之後,一邊升溫至260℃、一邊將反應系內緩緩降壓至0.2mmHg,進行縮聚直到得到既定黏度為止。將所得之聚酯系樹脂100質量份在150質量份之水中於70℃前後攪拌使其均勻分散,得到固形分40質量%之聚酯系樹脂水系乳化物。將此聚酯系樹脂水系乳化物25質量%、聚乙烯醇10%水溶液25質量%、丙烯酸3.5質量%、甲基丙烯酸丁酯1.5質量%、過硫酸銨0.2質量%、水44.8質量%加至反應器中,以約70℃反應3小時,藉此得到變性聚酯系樹脂之水系乳化物。其次,將此變性聚酯系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A1之丙烯酸系樹脂膜上,進行加熱、乾燥得到具有厚度0.3μm親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B1。此外,將此變性聚酯系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A2之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜之面上,使其乾燥得到具有厚度0.3μm親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B2。
[聚酯系樹脂/胺基甲酸酯樹脂製之親水性樹脂層之形成]
對以上所得之變性聚酯系樹脂之水系乳化物,將固形分40質量%之水性胺基甲酸酯(東亞合成化學工業社製之「阿龍尼奧坦UE-1300」)以兩者之固形分比成為75:25的方式摻混,得到聚酯系樹脂/胺基甲酸酯系樹脂混合系水系乳化物。其次,將此水系乳化物塗佈於試樣A1之丙烯酸系樹脂膜面上,加熱、乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B3。再者,將該水系乳化物塗佈於試樣A2之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜之面上,乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B4。
[丙烯酸系樹脂製親水性樹脂層之形成]
將丙烯酸2-羥基乙酯70質量%以及丙烯酸甲酯30質量%之共聚物30質量份、三甲基乙酸羥酯新戊二醇之二丙烯酸酯3質量份、丙烯酸胺基甲酸酯系寡聚物(日本化藥(股份公司)製造之「“KAYARAD”UX-4101」)3質量份、過氧化苯醯0.3質量份、異氰酸酯化合物(住友拜耳胺基甲酸酯(股份公司)製之「蘇米焦爾N-75」)1.5質量份、矽酮系界面活性劑3質量份、水50質量份做摻混,得到丙烯酸系樹脂之水系乳化物。將此丙烯酸系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A1之丙烯酸系樹脂膜面上,乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B5。再者,將丙烯酸系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A2之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜之面上,加熱、乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B6。
[胺基甲酸酯系樹脂製之親水性樹脂層之形成]
將固形分40質量%之水性胺基甲酸酯(東亞合成化學工業社製之「阿龍尼奧坦UE-1300」)25質量%、聚乙烯醇10%水溶液25質量%、甲基丙烯酸羥基乙酯5質量%、過硫酸鉀0.2質量%、水44.8質量%加入至反應器內,以約70℃反應3小時,來得到胺基甲酸酯系樹脂之水系乳化物。將此胺基甲酸酯系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A1之丙烯酸系樹脂膜面上,加熱、乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B7。再者,將此胺基甲酸酯系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A2之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜之面上,乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B8。
[環氧系樹脂製親水性樹脂層之形成]
將由丙烯酸縮水甘油酯70質量%與丙酸乙烯酯30質量%之共聚物30質量份、三甲基乙酸羥酯新戊二醇之二丙烯酸酯3質量份、丙烯酸胺基甲酸酯系寡聚物(日本化藥(股份公司)製造之「“KAYARAD”UX-4101」)3質量份、過氧化苯醯0.3質量份、異氰酸酯化合物(住友拜耳胺基甲酸酯(股份公司)製之「蘇米焦爾N-75」)1.5質量份、矽酮系界面活性劑3質量份、水50質量份做摻混,得到環氧系樹脂之水系乳化物。將此環氧系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A1之丙烯酸系樹脂膜面上,乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B9。再者,將此環氧系樹脂之水系乳化物塗佈於試樣A2之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜之面上,加熱、乾燥得到具有厚度0.3μm之親水性樹脂層之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B10。
[底漆層與親水性樹脂層之形成]
使用固形分30質量%之丙烯酸丁酯/丙烯酸正丁酯/苯乙烯/丙烯酸2-羥基乙酯共聚物之水分散乳膠(質量比30/20/25/25)做為水系乳膠,以凹版塗機塗佈於試樣A1之丙烯酸系樹脂膜面上,乾燥形成厚度0.2μm之底漆層。其次,塗佈由聚合度1500之聚乙烯醇與明膠(質量比1:1)在水中經乳化所得之乳液(固形分濃度30質量%),乾燥形成親水性樹脂層。得到底漆層與親水性樹脂層之合計厚度為0.5μm之偏光元件保護膜。以此偏光元件保護膜做為試樣B11。
[偏光元件之形成]
將膜厚200μm之聚乙烯醇膜做單軸拉伸(溫度110℃、拉伸倍率5倍),得到膜厚40μm之膜。將此膜浸漬於含有碘0.15g與碘化鉀10g之水溶液中60秒,其次浸漬於含有碘化鉀12g與硼酸7.5g之68℃水溶液中。對其進行水洗、乾燥,得到偏光元件。
[實施例1~10]
將試樣B1~B10之各偏光元件保護膜以及上述偏光元件裁斷成為18cm×5cm的尺寸,將其介由固形分濃度為2質量%之聚乙烯醇水溶液接著劑來重疊,在使用手輥將多餘之接著劑、氣泡去除的同時進行貼合。將之插入以2kg/cm2
加壓之層合機中,進而以80℃乾燥來得到積層體1~10(分別做為實施例1~10)。在此貼合中,係使得試樣B1~B10之各親水性樹脂層與上述偏光元件做接著。
[比較例1與2]
將試樣A1之丙烯酸系樹脂膜或是試樣A2之聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂膜與上述偏光元件以和上述實施例1~10同樣的手段做貼合得到積層體11與12。
對於上面所得之積層體1~12,以下述方法進行關於初期接著性與耐久性之特性評價。其評價結果示於表1。
(1)初期接著性
以手將積層體的兩層剝離,依據材料破壞之發生程度,做下述三階段評價。
極為良好(◎):幾乎所有的部分發生材料破壞。
良好(○):於一半程度部分發生材料破壞。
略為不良(△):雖發生一部分材料破壞,但試樣與偏光元件之間的剝落面積大。
不良(╳):於試樣與偏光元件之間完全剝落。
(2)耐久性
將積層體於75℃、90%RH之條件下放置500小時,觀察外部變化,測定自端部剝離之寬度。評價基準如下。
極為良好(◎):未滿0.1mm
良好(○):0.1mm以上0.5mm以下
略為不良(△):0.5mm以上1.5mm以下
不良(╳):1.5mm以上
從表1之結果可知,實施例1~10之積層體1~10,初期接著性良好,且在嚴苛條件下之剝離耐久性也優異。尤其是,採用了由含有變性聚酯系樹脂與胺基甲酸酯系樹脂之水系乳化物所形成之試樣B3與B4之實施例3與4之初期接著性格外優異。另一方面,比較例1與2之積層體11、12,不僅初期接著性不良,且剝離耐久性也差。如此般,本發明之偏光元件外面用保護膜,因為在一側表面具備經由親水性樹脂做表面處理之基材層,所以相較於未經過此種表面處理之基材層所構成之膜,對聚乙烯醇之接著力以及剝離耐久性可大幅改善。
[實施例13]
將試樣B11之偏光元件保護膜以及上述偏光元件裁斷成為18cm×5cm的尺寸,將其介由固形分濃度為2質量%之聚乙烯醇水溶液接著劑來重疊,在使用手輥將多餘之接著劑、氣泡去除的同時進行貼合。將之插入以2kg/cm2
加壓之層合機中,進而以80℃乾燥來得到積層體13。在此貼合中,係使得試樣B11之各親水性樹脂層與上述偏光元件做接著。
對於上面所得之積層體13,以下述方法進行關於初期接著性與耐久性之特性評價。
(1)初期接著性
以手將積層體的兩層剝離,依據材料破壞之發生程度,做下述三階段評價。
良好:發生材料破壞
略為不良:雖一部分材料發生破壞,但試樣與偏光元件之間的剝落面積大。
不良:於試樣與偏光元件之間完全剝落。
(2)耐久性
將積層體於75℃、90%RH之條件下放置500小時,觀察外部變化,測定自端部剝離之寬度。評價基準如下。
良好:0.5mm以內
略為不良:0.5mm以上1.5mm以下
不良:1.5mm以上
對實施例之積層體13進行初期接著性試驗之結果發生了材料破壞,可知初期接著性良好。此外,對實施例之積層體13進行耐久性試驗之結果,剝離為0.1mm,耐久性良好,在嚴苛條件下之剝離耐久性也優異。
如上述般,本發明之偏光元件外面用保護膜,因為在一側表面具備經由親水性樹脂層做表面處理之基材層,所以相較於未經過此種表面處理之基材層所構成之膜,對聚乙烯醇之接著力以及剝離耐久性可格外改善。
液晶顯示元件若使用有具備本發明之偏光元件外面保護膜之偏光板,由於偏光元件外面保護膜與偏光元件之間的接著可確實進行,所以可提高液晶顯示元件以及具備該液晶顯示元件之電子機器整體之可靠性。是以,此等液晶顯示元件可適用於從電子計算機、時鐘等小型品到汽車用計量儀器、PC監視器、電視等大型品。
1‧‧‧偏光元件外面保護膜
2‧‧‧基材層
3‧‧‧親水性樹脂層
4‧‧‧偏光板
5‧‧‧偏光元件內面保護膜
6‧‧‧偏光元件
7‧‧‧用以製造偏光板之裝置
8‧‧‧偏光元件膜輥
9‧‧‧偏光元件外面保護膜輥
10‧‧‧接著劑供應手段
11‧‧‧捏合機
12‧‧‧液晶顯示元件
13‧‧‧液晶胞
14‧‧‧透明介質層
15‧‧‧液晶層
16‧‧‧接著劑層
31‧‧‧偏光元件外面保護膜
32‧‧‧底漆層
33‧‧‧親水性樹脂層
圖1係本發明之偏光元件外面保護膜之示意截面圖。
圖2係與圖1之偏光元件外面保護膜不同實施形態之偏光元件外面保護膜之示意截面圖。
圖3係具備圖1之本發明偏光元件外面保護膜之偏光板示意截面圖。
圖4係顯示用以製造圖3之本發明偏光板之裝置之示意圖。
圖5係具備圖3之本發明偏光板之液晶顯示元件之示意截面圖。
圖6係顯示習知技術所得一般液晶顯示元件之構造的示意圖。
1...偏光元件外面保護膜
2...基材層
3...親水性樹脂層
Claims (5)
- 一種偏光元件外面保護膜,係配置在液晶顯示元件外面側,其特徵在於,具備:透明合成樹脂製之基材層;以及於該基材層內面所積層之親水性樹脂層;構成該基材層之合成樹脂係丙烯酸系樹脂;構成該親水性樹脂層之親水性樹脂係含有側鏈經由來自具親水性基之丙烯酸的自由基聚合性乙烯單體而變性之丙烯酸變性聚酯系樹脂、與胺基甲酸酯系樹脂。
- 如申請專利範圍第1項之偏光元件外面保護膜,其中,該親水性樹脂層之厚度為0.01μm以上3μm以下。
- 如申請專利範圍第1項之偏光元件外面保護膜,其具備在該基材層外面側所積層之抗反射層或是硬塗層。
- 一種偏光板,具備:由聚乙烯醇所構成之偏光元件;於該偏光元件外面所積層之申請專利範圍第1項之偏光元件外面保護膜;以及於該偏光元件內面所積層之偏光元件內面保護膜。
- 一種液晶顯示元件,具備:液晶胞;以及於該液晶胞之至少一面側所積層之申請專利範圍第4項之偏光板。
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