TWI597544B - 液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置的基本的構成為於液晶單元的兩側設置有偏光板的構成。
液晶顯示裝置的偏光板通常成為如下的構成,該構成具有包含使碘或染料進行了吸附配向的聚乙烯醇膜等的偏光元件,且於該偏光元件的表背兩側貼合有透明的保護膜。作為偏光板保護膜,以乙酸纖維素為代表的醯化纖維素系的偏光板保護膜因透明性高、可容易地確保與偏光元件中所使用的聚乙烯醇的密著性而得到廣泛使用。
另一方面,近年來,作為偏光板保護膜,聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)等聚酯樹脂或(甲基)丙烯酸系樹脂的使用正在增加。其背景為接著技術提昇,且可確保與聚乙烯醇的密著性。
近年來,隨著液晶顯示裝置的用途擴大,對於液晶顯示裝置要求大尺寸及高品質的質感。為了減輕經大型化的液晶顯示裝置的重量,各種構件的厚度變薄,其中,玻璃基板的厚度已自
先前的0.7mm變薄至0.5mm以下。進而,最近亦正在研究厚度為0.3mm的玻璃基板等。
於專利文獻1中對將偏光板放置於高溫環境下時的顏色不均勻或脫色進行了研究,發現藉由分別調整對位於液晶單元的視認側的前面側偏光板與位於其相反側的背面側偏光板進行了加濕處理時的吸水量,於放置在濕熱環境下後,當點亮背光源時可控制液晶面板的翹曲,對於改善顯示不均勻有效。另外,亦一併發現藉由調整位於液晶單元的視認側的前面側偏光板與位於其相反側的背面側偏光板各自的水分蒸發速度,於放置在濕熱環境下後,當點亮背光源時可控制液晶面板的翹曲,對於改善顯示不均勻有效。
[專利文獻1]日本專利特開2012-137723號公報
但是,於專利文獻1中,雖然進行了針對放置於高溫環境下的面板的翹曲或不均勻的改善提案,但未著眼於使用玻璃厚度薄,例如0.5mm以下的液晶單元的液晶顯示裝置產生面板(於液晶單元的兩側設置有偏光板的形態)的翹曲、或伴隨翹曲的顯示不均勻(亮度分佈不均勻、亮度不均勻)的問題。
本發明欲解決的課題在於提供一種液晶顯示裝置,其可抑制
於構成液晶單元的玻璃基板的厚度薄(例如玻璃基板的厚度薄,例如0.5mm以下的大型(例如32吋以上))的液晶顯示裝置中顯在化的如下的問題,即於在高溫高濕環境下保存後點亮背光源時的面板四角的亮度不均勻。
液晶顯示裝置的面板具有液晶單元與設置於液晶單元的兩面的2片偏光板。若將液晶顯示裝置放置於高濕環境下(例如,於50℃、相對濕度80%下10日),則前側及後側的任一側的偏光板均含水並膨潤。其後,若放置液晶顯示裝置並進行乾燥,則所述含水並膨潤的偏光板乾燥並收縮。此處,因將後側的偏光板放置於氣密性高於前側的偏光板的環境下等理由,故前側的偏光板更快地乾燥,因此產生更大的收縮力,相對於此,後側的偏光板的乾燥慢,收縮力的產生小。本發明者等人發現因該前側的偏光板的收縮力與後側的偏光板的收縮力的差而產生所述面板的翹曲,其結果,面板的四角與邊框(bezel)接觸等而產生面板四角的亮度不均勻(面板四角的漏光)。
因此,本發明者等人對減小前側的偏光板的收縮力與後側的偏光板的收縮力的差,而抑制面板四角的亮度不均勻的產生進行了努力研究,結果發現藉由將液晶單元側的偏光板保護膜的收縮力比設為規定的值,而朝消除前側的偏光板的收縮力的方向減小該收縮力,可減小前側的偏光板的收縮力與後側的偏光板的收縮力的差,從而可抑制面板的翹曲,並可抑制放置於濕熱環境下後
點亮背光源時的面板四角的亮度不均勻的產生。
本發明是基於所述發現而完成的發明。
即,所述課題藉由以下的構成的本發明來解決。
[1]一種液晶顯示裝置,其包括:液晶單元,於2片玻璃基板之間設置有液晶層;前側偏光板,設置於液晶單元的前側;後側偏光板,設置於液晶單元的後側;以及背光源,設置於後側偏光板的後側;前側偏光板自與所述液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜,前側偏光板的第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,前側偏光板的第一保護膜的面內方向的延遲Re為3000nm以上,前側偏光板的第二保護膜於25℃、相對濕度60%下的平衡含水率為1%~3%,且前側偏光板的第二保護膜的與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍以上。
[2]如[1]所述的液晶顯示裝置,其中較佳為與偏光元件的吸收軸正交的方向的彈性模數為與偏光元件的吸收軸平行的方向的彈性模數的1.5倍以上、4倍以下。
[3]如[1]或[2]所述的液晶顯示裝置,其中較佳為前側偏光板的第二保護膜為含有(甲基)丙烯酸系樹脂或醯化纖維素樹脂的膜。
[4]如[1]至[3]中任一項所述的液晶顯示裝置,其中較佳為與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.4倍以上。
[5]如[1]至[4]中任一項所述的液晶顯示裝置,其中較佳為後側偏光板的液晶單元側的保護膜的光彈性係數為11×10-12/Pa以下。
[6]如[1]至[5]中任一項所述的液晶顯示裝置,其中較佳為後側偏光板自與所述液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜,後側偏光板的第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,後側偏光板的第一保護膜的面內方向的延遲Re為3000nm以上,後側偏光板的第二保護膜為含有(甲基)丙烯酸系樹脂或醯化纖維素樹脂的膜,且後側偏光板的第二保護膜的與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸方向平行的方向的收縮力的1.3倍以上。
[7]如[1]至[6]中任一項所述的液晶顯示裝置,其中較佳為形成液晶單元的2片玻璃基板的厚度分別為0.5mm以下。
本發明的液晶顯示裝置可抑制於在高溫高濕環境下保存後點亮背光源時的面板四角的亮度不均勻。
1‧‧‧前側偏光板的第一保護膜
2‧‧‧前側偏光板的第二保護膜
3‧‧‧前側偏光板的偏光元件
11‧‧‧接著層1
12‧‧‧接著層2
14‧‧‧易接著層
15‧‧‧硬塗層
21‧‧‧前側偏光板
22‧‧‧液晶單元
26‧‧‧背光源
31‧‧‧後側偏光板的第一保護膜
32‧‧‧後側偏光板的第二保護膜
33‧‧‧後側偏光板的偏光元件
41‧‧‧後側偏光板
50‧‧‧液晶顯示裝置
圖1是表示本發明的液晶顯示裝置的一例的剖面的概略圖。
以下,對本發明的液晶顯示裝置進行詳細說明。
以下所記載的構成要件的說明有時是基於本發明的具有代表性的實施形態來進行,但本發明並不限定於此種實施形態。再者,於本說明書中,使用「~」所表示的數值範圍表示包含「~」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
[液晶顯示裝置]
本發明的液晶顯示裝置的特徵在於:包括液晶單元,於2片玻璃基板之間設置有液晶層;前側偏光板,設置於液晶單元的前側;後側偏光板,設置於液晶單元的後側;以及背光源,設置於後側偏光板的後側;前側偏光板自與液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜,第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,第一保護膜的Re為3000nm以上,第二保護膜於25℃、相對濕度60%下的平衡含水率為1%~3%,且第二保護膜的與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍
以上。
藉由此種構成,本發明的液晶顯示裝置可抑制於在高溫高濕環境下保存後點亮背光源時的面板四角的亮度不均勻。
通常,因含有水分的偏光板於在高濕環境下乾燥的過程中收縮的力,而產生面板的翹曲,並產生亮度不均勻。於液晶顯示裝置的構成中,因背光源側的密閉度高,故視認側的前側偏光板比背光源側的後側偏光板更強地收縮。偏光板的收縮力藉由第一保護膜與偏光元件及第二保護膜的收縮力的累計來決定。另外,面板的長度方向比寬度方向承受更大的力。其結果,面板以於面板的長度方向上彎曲成凹狀的方式翹曲。
為了減少該凹狀的彎曲,必須抑制前側偏光板的面板長度方向(通常,相當於保護膜縱向(Machine Direction,MD)方向、聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)吸收軸方向)的收縮力、或增強後側偏光板的面板長度方向(通常,相當於保護膜橫向(Transverse Direction,TD)方向、PVA透過軸方向)的收縮力。因此,作為保護膜,可藉由減弱MD方向的收縮力,並增強TD方向的收縮力來減少面板翹曲。
於本發明中,藉由減弱第二保護膜的MD方向的收縮力,而獲得本發明的效果。
此處,前側偏光板中,作為配置於液晶單元側的第二保護膜,使用與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍以上的膜,藉此可抑制於在高溫
高濕環境下保存後點亮背光源時的面板四角的亮度不均勻。本發明是利用:當使用平衡含水率為特定的範圍的親水性的膜時,若使其於某一方向(例如偏光元件的吸收軸方向,即MD方向)上進行延伸,則與不在延伸方向(MD方向)上進行延伸的情況相比,放置於高濕環境下時的朝延伸方向(MD方向)的收縮力變小,使液晶面板於延伸方向(MD方向)上彎曲的力變小。一般認為收縮力與保護膜的膜厚×彈性模數×尺寸變化成比例。若使膜於某一方向(MD方向)上進行延伸,則於延伸方向(MD方向)的彈性模數變大而增大面板翹曲的方向上受到影響,但更進一步影響到延伸方向(MD方向)的濕度尺寸變化變小而減小面板翹曲的方向。於含水率高的親水性膜的情況下,濕度尺寸變化變小的效果對於收縮力整體的貢獻大於延伸方向(MD方向)的彈性模數變大的效果,因此可消除面向前側偏光板的第一保護膜方向的延伸方向(MD方向)的翹曲。
另一方面,前側偏光板中,用作配置在與液晶單元側為相反側的表面側的第一保護膜的含有聚酯樹脂的膜等疏水性膜為面內方向的延遲Re高、且具有異向性的膜。藉由使前側偏光板的第一保護膜進行單軸延伸,而可容易地製成此種面內方向的延遲Re高、且具有異向性的膜。作為使前側偏光板的第一保護膜進行單軸延伸的方向,並無特別限制,但若在與偏光元件的吸收軸正交的方向(TD方向)上進行延伸,則與不在TD方向上進行延伸的情況相比,放置於高濕環境下時的TD方向的收縮力變大,使液
晶面板於TD方向上彎曲的力變大,而較佳。即,就可減小使液晶面板於MD方向上彎曲的力、進一步抑制朝MD方向的面板翹曲、可抑制於在高溫高濕環境下保存後點亮背光源時的面板四角的亮度不均勻的觀點而言,較佳為使前側偏光板的第一保護膜在與偏光元件的吸收軸正交的方向(TD方向)上進行延伸。
<構成>
將本發明的液晶顯示裝置的較佳的一例的示意圖示於圖1。
圖1所示的液晶顯示裝置50包括:液晶單元22,於2片玻璃基板的厚度薄,例如厚度為0.5mm以下的玻璃基板(未圖示)之間設置有液晶層;前側偏光板21,設置於液晶單元22的前側;後側偏光板41,設置於液晶單元22的後側;以及背光源26,設置於後側偏光板41的後側;前側偏光板21自與所述液晶單元22為相反側的表面側起依次具有第一保護膜1、偏光元件3、及第二保護膜2。
前側(視認側)偏光板21較佳為包括:具有偏光性能的偏光元件(圖中的符號3)、經由接著層1(圖中的符號11)而貼合於所述偏光元件的一面的第一保護膜(圖中的符號1)、及經由接著層2(圖中的符號12)而貼合於所述偏光元件的另一面的第二保護膜(圖中的符號2)。
前側偏光板較佳為以使第一保護膜的彈性模數高的方向、較佳為TD方向相對於與偏光元件的吸收軸方向正交的方向一致的
方式配置。另外,前側偏光板較佳為以使第二保護膜的彈性模數高的方向,較佳為MD方向相對於偏光元件的吸收軸方向一致的方式配置。
作為後側偏光板41,並無特別限定,可為與前側偏光板21相同的偏光板,亦可為公知的偏光板。
當將本發明的偏光板用於前側偏光板與後側偏光板兩者時,因所述理由,前側偏光板的吸收軸方向(MD方向)的收縮力減少,經正交偏光配置的後側偏光板的透過軸方向(TD方向)的收縮力不減少或增加,因此前側偏光板與後側偏光板的收縮力的差量變小,即可消除相對於液晶單元為相反方向上所產生的翹曲,故較佳。
即便於使用公知的偏光板的情況下,亦較佳為選擇前側偏光板與後側偏光板的收縮力的差量變小者,即可消除相對於液晶單元為相反方向的翹曲者。
液晶單元22的所述玻璃基板(未圖示)的厚度較佳為0.5mm以下,更佳為0.4mm以下,特佳為0.3mm以下。
液晶顯示裝置的形成可依據先前方式來進行。即,液晶顯示裝置通常藉由將液晶單元與偏光板或所述保護膜、及視需要的照明系統等構成零件適宜組裝後裝入驅動電路等來形成,但於本發明中,除使用所述偏光板或所述保護膜這一點以外,並無特別限定,可依據先前方式。關於液晶單元,例如亦可使用扭轉向列(Twisted Nematic,TN)型或超扭轉向列(Super Twisted
Nematic,STN)型、π型、垂直配向(Vertical Alignment,VA)型、面內切換(In-Plane Switching,IPS)型等任意類型的液晶單元。
可形成將偏光板或所述保護膜配置於液晶單元的一側或兩側的液晶顯示裝置、或將背光源用於照明系統的液晶顯示裝置等適宜的液晶顯示裝置。於此情況下,可將偏光板或所述保護膜設置於液晶單元的一側或兩側。當將偏光板或所述保護膜設置於兩側時,該些可為相同者,亦可為不同者。
進而,於形成液晶顯示裝置時,例如可於適宜的位置上配置1層或2層以上的擴散板、抗眩層、抗反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列片、光擴散板、背光源等適宜的零件。
液晶顯示裝置較佳為具備後述的偏光板與液晶顯示元件者。此處,液晶顯示元件具有代表性的是具備將液晶封入至上下基板間的液晶單元,藉由施加電壓來使液晶的配向狀態變化而進行圖像的顯示的液晶面板,此外,亦可對電漿顯示面板、陰極射線管(Cathode Ray Tube,CRT)顯示器、有機電致發光(Electroluminescence,EL)顯示器等公知的各種顯示器應用本發明的偏光板。如此,當將具有延遲高的第一保護膜的偏光板應用於液晶顯示元件時,可防止液晶顯示元件的翹曲。
此處,彩虹狀的色斑起因於延遲高的第一保護膜的延遲與背光光源的發光光譜。先前,作為液晶顯示裝置的背光光源,使用冷陰極管或熱陰極管等螢光管。冷陰極管或熱陰極管等螢光
燈的分光分佈顯示出具有多個峰值的發光光譜,該些不連續的發光光譜合在一起而獲得白色的光源。當光透過延遲高的膜時,根據波長而顯示出不同的透過光強度。因此,若背光光源為不連續的發光光譜,則僅特定的波長強烈地透過而產生彩虹狀的色斑。
本發明的液晶顯示裝置包含背光光源、及配置於2個偏光板之間的液晶單元作為構成構件。另外,亦可適宜具有該些以外的其他構成,例如彩色濾光片、透鏡膜、擴散片、抗反射膜等。
作為背光源的構成,可為將導光板或反射板等作為構成構件的邊緣發光(edge light)方式,亦可為直下型方式,但於本發明中,就改善彩虹狀不均勻的觀點而言,較佳為使用白色發光二極體(白色LED(Light Emitting Diode))作為液晶顯示裝置的背光光源。於本發明中,所謂白色LED,是指藉由螢光體方式,即將使用化合物半導體的發出藍色光或紫外光的發光二極體與螢光體加以組合來發出白色的元件。作為螢光體,有釔.鋁.石榴石(yttrium aluminum garnet)系的黃色螢光體或鋱.鋁.石榴石(terbium aluminum garnet)系的黃色螢光體等。其中,包含將使用化合物半導體的藍色發光二極體與釔.鋁.石榴石系黃色螢光體組合而成的發光元件的白色發光二極體具有連續且廣泛的發光光譜,並且發光效率亦優異,因此適合作為本發明的液晶顯示裝置的背光光源。再者,此處所謂發光光譜連續,是指至少於可見光的區域中不存在光的強度變成零的波長。另外,藉由本發明而可廣泛地利用消耗電力小的白色LED,因此亦可取得節能化的效果。
作為藉由所述形態來抑制彩虹狀的色斑的產生的機制,於國際公開WO2011/162198號中有記載,該公報的內容可被編入至本發明中。
配置有配置於入射光側(光源側)的偏光板、液晶單元、及配置於出射光側(視認側)的偏光板的液晶顯示裝置較佳為配置於出射光側的偏光板的射出光側的偏光元件保護膜為面內方向的延遲高的第一保護膜,進而配置於入射光側的偏光板的入射光側的偏光元件保護膜亦為面內方向的延遲高的第一保護膜。當於所述以外的位置上配置面內方向的延遲高的第一保護膜時,存在使液晶單元的偏光特性變化的情況。於無需偏光特性的部位,較佳為使用面內方向的延遲高的第一保護膜,因此較佳為用作此種特定的位置的偏光板的保護膜。
<偏光板的朝液晶顯示裝置上的貼合方法>
作為將後述的偏光板朝液晶顯示裝置上貼合的方法,可使用公知的方法。亦可使用捲對面板(roll to panel)製法,於提昇生產性、良率方面較佳。捲對面板製法於日本專利特開2011-48381號公報、日本專利特開2009-175653號公報、日本專利4628488號公報、日本專利4729647號公報、WO2012/014602號、WO2012/014571號等中有記載,但並不限定於該些記載。
[前側偏光板]
本發明的液晶顯示裝置中所使用的所述前側偏光板自與所述液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、
及第二保護膜,前側偏光板的第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,前側偏光板的第一保護膜的面內方向的延遲Re為3000nm以上,前側偏光板的第二保護膜於25℃、相對濕度60%下的平衡含水率為1%~3%,前側偏光板的第二保護膜的與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍以上。
<構成>
前側偏光板依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜。
偏光板的形狀不僅包括切斷成可直接組裝入液晶顯示裝置的大小的膜片形態的偏光板,亦包括藉由連續生產而製作成長條狀,並捲繞成卷狀的形態(例如,卷長為2500m以上或3900m以上的形態)的偏光板。為了用於大畫面液晶顯示裝置,偏光板的寬度較佳為設為1470mm以上。
(其他層)
前側偏光板亦可具有第一保護膜、偏光元件、第二保護膜以外的其他層。作為所述其他層,可列舉:易接著層、硬塗層或其他公知的功能層。偏光板較佳為以防止鬼影(ghost image)或抑制眩光、抑制刮痕等為目的,於第一保護膜上配置有易接著層與硬塗層。
圖1表示用作前側偏光板(圖中的符號21)的本發明的液晶顯示裝置(圖中的符號50)的一例。圖1所示的前側偏光板21為於第一保護膜(圖中的符號1)上配置有易接著層(圖中的符號
14)與硬塗層(圖中的符號15)的形態。
作為其他公知的功能層,可列舉:抗反射層、亮度提昇層或前向散射層、抗眩(防眩)層等。關於抗反射層、亮度提昇層、前向散射層、抗眩層、其他功能層,於日本專利特開2007-86748號公報的[0257]~[0276]中有記載,可製作基於該些記載而功能化的偏光板。另外,亦可形成光學異向性層作為其他功能層。
以下,針對構成本發明的液晶顯示裝置中所使用的所述偏光板的偏光元件、以及保護膜及該些的製造方法,說明較佳的形態。
作為所述偏光元件,可使用藉由先前公知的方法所製造者,較佳為聚乙烯醇系偏光元件。例如使用:利用如碘般的二色性染料對如下的膜進行處理後進行延伸而成者;或對如氯乙烯般的塑膠膜進行處理後使其進行配向而成者,所述膜包含如聚乙烯醇或乙烯單元的含量為1莫耳%~4莫耳%、聚合度為2000~4000、皂化度為99.0莫耳%~99.99莫耳%的乙烯改質聚乙烯醇般的親水性聚合物。
另外,作為藉由以於基材上形成有聚乙烯醇層的積層膜的狀態實施延伸及染色而獲得10μm以下的偏光元件膜的方法,可列舉日本專利第5048120號公報、日本專利第5143918號公報、日本專利第5048120號公報、日本專利第4691205號公報、日本專利第4751481號公報、日本專利第4751486號公報,該些關於偏光元件的公知的技術亦可較佳地用於本發明的偏光板。
(偏光元件的膜厚)
偏光元件的膜厚並無特別限定,但就偏光度與翹曲的觀點而言,較佳為5μm以上、30μm以下,更佳為10μm以上、20μm以下。若偏光元件的膜厚為30μm以下,則偏光元件的收縮力不會增加,貼合有該偏光元件的液晶面板的翹曲不會變大,故較佳。另一方面,若偏光元件的膜厚為5μm以上,則可充分地吸收透過偏光元件的一側的偏光的光,偏光度不會下降,故較佳。
<第1保護膜>
前側偏光板的第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,面內方向的延遲Re為3000nm以上。
(樹脂)
作為構成所述第一保護膜的材料,例如可使用透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性、等向性等優異的聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分。
於第一保護膜中,除所述材料以外,亦可含有1種以上任意的適當的添加劑。作為添加劑,例如可列舉:紫外線吸收劑、粒子、滑劑、抗黏連劑、熱穩定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、耐光劑、耐衝擊性改良劑、潤滑劑、染料、顏料等。
所述第一保護膜中的所述熱塑性樹脂的含量較佳為50質量%~100質量%,更佳為50質量%~99質量%,進而更佳為60質量%~98質量%,特佳為70質量%~97質量%。當所述第一保護膜中的所述熱塑性樹脂的含量為50質量%以下時,存在熱塑性樹脂
原本所具有的高透明性等無法充分地顯現之虞。
所述第一保護膜可為單層膜,亦可為多層膜。另外,亦可為對該些單層膜或多層膜的兩面或一面實施表面處理而成者,該表面處理可為電暈處理,皂化處理,熱處理,利用紫外線照射、電子束照射等進行的表面改質,亦可為利用高分子或金屬等的塗佈或蒸鍍等進行的薄膜形成。
另外,為了提昇與親水性高分子層的密著性,亦可形成主層(primary layer)(底塗層)等薄層。
-聚酯膜-
所述第一保護膜較佳為含有聚酯樹脂作為主成分。
作為聚酯,例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、對苯二甲酸1,4-環己烷二亞甲酯,視需要可使用該些的2種以上。其中,可較佳地使用聚對苯二甲酸乙二酯。
聚對苯二甲酸乙二酯為具有源自作為二羧酸成分的對苯二甲酸的構成單元、及源自作為二醇成分的乙二醇的構成單元的聚酯,所有重複單元的80莫耳%以上可為對苯二甲酸乙二酯,亦可含有源自其他共聚成分的構成單元。作為其他共聚成分,可列舉;間苯二甲酸、對β-氧基乙氧基苯甲酸、4,4'-二羧基二苯基、4,4'-二羧基二苯基酮、雙(4-羧基苯基)乙烷、己二酸、癸二酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、1,4-二羧基環己烷等二羧酸成分,或丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二乙二醇、環己二醇、雙酚A的環氧乙烷加
成物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等二醇成分。該些二羧酸成分或二醇成分視需要可將2種以上組合使用。另外,亦可將所述羧酸成分或二醇成分與對羥基苯甲酸等羥基羧酸併用。作為其他共聚成分,亦可使用含有少量的醯胺鍵、胺基甲酸酯鍵、醚鍵、碳酸酯鍵等的二羧酸成分及/或二醇成分。作為聚對苯二甲酸乙二酯的製造方法,可應用使對苯二甲酸與乙二醇、以及視需要的其他二羧酸及/或其他二醇直接進行反應的所謂的直接聚合法,或使對苯二甲酸的二甲酯與乙二醇、以及視需要的其他二羧酸的二甲酯及/或其他二醇進行酯交換反應的所謂的酯交換反應法等任意的製造方法。
-聚碳酸酯樹脂-
所述第一保護膜含有聚碳酸酯樹脂作為主成分亦較佳。
可使用公知的樹脂。例如可列舉具有雙酚A骨架的聚碳酸酯樹脂,可較佳地使用藉由界面聚合法或熔融聚合法來使二羥基成分與碳酸酯前驅物進行反應而獲得者,例如日本專利特開2006-277914號公報、日本專利特開2006-106386號公報、日本專利特開2006-284703號公報中記載者。作為市售品,可使用「塔夫龍(TARFLON)MD1500」(出光興產公司製造)等。
視需要亦可使用該些的2種以上。
-紫外線吸收劑-
於第一保護膜中,為了防止液晶顯示器的液晶等因紫外線而劣化,亦可含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑為具有紫外線吸收
性能的化合物,只要是可承受第一保護膜的製造步驟中所附加的熱者,則並無特別限定。
作為紫外線吸收劑,存在有機系紫外線吸收劑與無機系紫外線吸收劑,但就透明性的觀點而言,較佳為有機系紫外線吸收劑。作為有機系紫外線吸收劑,並無特別限定,例如可列舉:苯并三唑系、環狀亞胺酯系、二苯基酮系等。就耐久性的觀點而言,更佳為苯并三唑系、環狀亞胺酯系。另外,亦可併用2種以上的紫外線吸收劑來使用。
作為苯并三唑系的紫外線吸收劑,並不限定於下述者,例如可列舉:2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基丙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基己基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-3'-第三丁基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-第三丁基-3'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-5-氯-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-5-甲氧基-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-5-氰基-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-5-第三丁基-2H-苯并三唑、2-[2'-羥基-5'-(甲基丙烯醯氧基乙基)苯基]-5-硝基-2H-苯并三唑等。
另外,作為市售品,例如可列舉所述苯并三唑系紫外線
吸收劑,視需要可使用乳化劑、或直接分散於水中來使用。此外,作為水系的苯并三唑系紫外線吸收劑,可列舉:New Coat UVA-204W(商品名,新中村化學工業製造)、SE-2538E(商品名,大成精細化學(Taisei fine chemical)製造)等。
作為環狀亞胺酯系的紫外線吸收劑,並不限定於下述者,例如可列舉:2-甲基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-丁基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-(1-萘基或2-萘基)-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-(4-聯苯)-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-對硝基苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-間硝基苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-對苯甲醯基苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-對甲氧基苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-鄰甲氧基苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-環己基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2-對(或間)鄰苯二甲醯亞胺苯基-3,1-苯并噁嗪-4-酮、N-苯基-4-(3,1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)鄰苯二甲醯亞胺、N-苯甲醯基-4-(3,1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)苯胺、N-苯甲醯基-N-甲基-4-(3,1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)苯胺、2-(對(N-甲基羰基)苯基)-3,1-苯并噁嗪-4-酮、2,2'-雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-伸乙基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-四亞甲基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-十亞甲基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-(1,4-伸苯基)雙[4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮][再者、亦稱為2,2'-對伸苯基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)]、2,2'-間伸苯基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-(4,4'-二伸苯基)雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-(2,6-伸萘基或1,5-伸萘基)雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-(2-甲基-對伸苯基)雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-(2-硝基-對伸苯基)雙(3,1-苯并噁嗪-4-
酮)、2,2'-(2-氯-對伸苯基)雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2'-(1,4-伸環己基)雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、1,3,5-三(3,1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)苯、1,3,5-三(3,1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)萘、2,4,6-三(3,1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)萘、2,8-二甲基-4H,6H-苯并(1,2-d;5,4-d')雙(1,3)-噁嗪-4,6-二酮、2,7-二甲基-4H,9H-苯并(1,2-d;4,5-d')雙(1,3)-噁嗪-4,9-二酮、2,8-二苯基-4H,8H-苯并(1,2-d;5,4-d')雙(1,3)-噁嗪-4,6-二酮、2,7-二苯基-4H,9H-苯并(1,2-d;4,5-d')雙(1,3)-噁嗪-4,6-二酮、6,6'-雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-雙(2-乙基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-亞甲基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-亞甲基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-伸乙基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-伸乙基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-伸丁基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-伸丁基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-氧基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-氧基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-磺醯基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-磺醯基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-羰基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,6'-羰基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-亞甲基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-亞甲基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-伸乙基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-氧基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-磺醯基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、7,7'-羰基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,7'-雙(2-
甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,7'-雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,7'-亞甲基雙(2-甲基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、6,7'-亞甲基雙(2-苯基-4H,3,1-苯并噁嗪-4-酮)等。
所述化合物之中,當考慮色調時,可適宜地使用難以帶有黃色的苯并噁嗪酮系的化合物,作為其例,可更適宜地使用由下述的通式(1)所表示者。
所述通式(1)中,R表示二價的芳香族烴基,X1及X2分別獨立地為氫或選自以下的官能基群組,但未必限定於該些。
官能基群組:烷基、芳基、雜芳基、鹵素、烷氧基、芳氧基、羥基、羧基、酯基、硝基。
於本發明中,由所述通式(1)所表示的化合物之中,特佳為2,2'-(1,4-伸苯基)雙[4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮]。
第一保護膜中所含有的紫外線吸收劑的量於通常為10.0質量%以下,較佳為0.3質量%~3.0質量%的範圍內含有。當含有超過10.0質量%的量的紫外線吸收劑時,存在紫外線吸收劑
滲出至表面,導致接著性下降等表面功能性的惡化之虞。
另外,於多層構造的第一保護膜的情況下,較佳為至少3層構造者,紫外線吸收劑較佳為調配至其中間層。藉由將紫外線吸收劑調配至中間層,而可防止該化合物朝膜表面滲出,其結果,可維持膜的接著性等特性。
(第一保護膜的特性)
-相位差-
第一保護膜的面內方向的延遲Re(相位差值)較佳為3000nm以上,更佳為3000nm~30000nm以上,特佳為4000nm~20000nm,進而更佳為6000nm以上、15000nm以下。藉由將面內相位差值設為3000nm以上,而存在將本發明的偏光板組裝入液晶顯示裝置時難以看到彩虹狀的不均勻的傾向。藉由將面內相位差值設為30000nm以下,而可進行薄膜化,從而可製成脆性及操作性優異的膜。
彩虹狀斑點於自視認側觀察自背光光源朝傾斜方向射入至如下的偏光板的光時顯現,所述偏光板具有雙折射大,具體而言Re為500nm以上、未滿3000nm的聚合物膜作為保護膜,尤其於將包含明線光譜的例如冷陰極管般的光源作為背光源的液晶顯示裝置中顯著。
此處,當將具有連續的發光光譜的白色光源用作背光光源時,因難以看到彩虹狀不均勻,故第一保護膜的Re為所述範圍較佳。
彩虹狀斑點亦可藉由將表示Re、Rth的關係的Nz值設為適當的值而減少,根據彩虹狀斑點的減少效果及製造適應性,Nz值的絕對值較佳為2.0以下,更佳為0.5~2.0,進而更佳為0.5~1.5。
由於彩虹狀斑點因入射光而產生,因此通常於白色顯示時觀察到。
再者,第一保護膜的面內相位差值Re由下述式(4)表示。
Re=(nx-ny)×y1…(4)
此處,nx為第一保護膜的面內慢軸方向的折射率,ny為第一保護膜的面內快軸方向(與面內慢軸方向正交的方向)的折射率,y1為第一保護膜的厚度。
所述第一保護膜的厚度方向的延遲Rth由下述式(5)表示。
Rth={(nx+ny)/2-nz}×y1…(5)
此處,nz為第一保護膜的厚度方向的折射率。
另外,第一保護膜的Nz值較佳為2.0以下。再者,第一保護膜的Nz值由下述式(6)表示。
Nz=(nx-nz)/(nx-ny)…(6)
於本說明書中,波長λ nm下的Re、Rth及Nz能夠以如下方式測定。
使用兩片偏光板,求出第一保護膜的配向軸方向,並以配向
軸方向正交的方式切出4cm×2cm的長方形,而製成測定用樣品。針對該樣品,藉由阿貝折射率計(愛拓(Atago)公司製造,NAR-4T,測定波長為589nm)來求出正交的雙軸的折射率(Nx,Ny)、及厚度方向的折射率(Nz),並將所述雙軸的折射率差的絕對值(|Nx-Ny|)設為折射率的異向性(△Nxy)。第一保護膜的厚度y1(nm)是利用電測微計(electric micrometer)(Feinpruef公司製造,Millitron 1245D)來測定,將單位換算成nm。根據所測定的Nx、Ny、Nz、y1的值來分別算出Re、Rth、Nz。
所述Re、Rth可藉由膜中所使用的所述熱塑性樹脂的種類、所述熱塑性樹脂與添加劑的量、延遲顯現劑的添加、膜的膜厚、膜的延伸方向與延伸率等來調整。
-透濕度-
膜的透濕度是根據JISZ-0208,於40℃、相對濕度90%的條件下測定。
若膜的膜厚厚,則透濕度變小,若膜厚薄,則透濕度變大。因此,於膜厚不同的樣品中,必須將基準設為40μm來進行換算。膜厚的換算可根據下述數式來進行。
數式:40μm換算的透濕度=實際測定的透濕度×實際測定的膜厚(μm)/40(μm)。
透濕度的測定方法可應用「高分子的物性II」(高分子實驗講
座4共立出版)的285頁~294頁「蒸氣透過量的測定(質量法、溫度計法、蒸氣壓法、吸附量法)」中所記載的方法。
就使膜疏水化的觀點而言,第一保護膜的透濕度較佳為0g/m2/day~100g/m2/day,更佳為0g/m2/day~50g/m2/day,進而更佳為10g/m2/day~30g/m2/day。
-平衡含水率-
第一保護膜的含水率(平衡含水率)與膜厚無任何關係,於25℃、相對濕度60%下的含水率更佳為未滿1質量%,進而更佳為未滿0.5質量%。若為平衡含水率為1質量%以上的高含水率的樹脂,則於MD延伸時可減少偏光元件的吸收軸方向(MD方向)的收縮力,而較佳。
含水率的測定方法是利用水分測定器、試樣乾燥裝置「CA-03」及「VA-05」{均為三菱化學(股份)製造},並藉由卡爾費雪法(Karl-Fischer method)來對7mm×35mm的膜試樣進行測定。可使水分量(g)除以試樣質量(g)來算出。
-彈性模數-
第一保護膜於偏光元件的吸收軸方向(較佳為第一保護膜的搬送方向,即MD彈性模數方向)上的25℃、相對濕度60%下的彈性模數並無特別限定,但較佳為1.0GPa以上、未滿4.0GPa,更佳為1.1GPa~3.5GPa,進而更佳為1.2GPa~3.0GPa。
此處,所謂膜的搬送方向(MD方向,長度方向),是指製作膜時的搬送方向(MD方向);所謂寬度方向,是指相對於製作膜
時的搬送方向正交的方向(垂直的方向,TD方向)。於本發明的偏光板中,第一保護膜的搬送方向(MD方向,長度方向)較佳為與所述偏光元件的吸收軸平行。再者,本說明書中的平行不僅包括完全平行的形態,亦包括自完全平行的形態偏離光學上可容許的程度的角度的形態。
相對於第一保護膜的搬送方向垂直的方向(TD方向)較佳為第一保護膜的面內的彈性模數的最大方向。關於保護膜的面內的彈性模數的最大方向,可使用音速測定裝置「SST-2501,野村商事(股份)」,針對於25℃、相對濕度60%的環境中調濕2小時以上的膜,在25℃、相對濕度60%的環境中,對360度方向進行32次分割來測定音速,並將最大速度方向決定為面內的彈性模數的最大方向。
膜的彈性模數可藉由所述第一保護膜材料的熱塑性樹脂的種類或添加量、添加劑的選擇(特別是消光劑粒子的粒徑、折射率、添加量)、或進而藉由膜製造條件(延伸倍率等)來調整。
準備測定方向的長度為200mm,寬度為10mm的試樣,於放置在25℃、相對濕度60%的環境中48小時之後,即刻使用東洋精機製造的斯特羅格拉夫(Strograph)V10-C,將樣品形狀設為寬度10mm、夾盤間長度100mm來測定彈性模數。
再者,即便於貼附有偏光元件、及第一保護膜與第二保護膜的任一者或兩者的情況下,亦可取出膜單體來進行測定。作為膜單體的取出方法,例如可浸漬於熱水等中來使作為偏光元件的聚
乙烯醇軟化後去除、或可機械式地剝離等後測定膜單體中的彈性模數。
前側偏光板的第一保護膜的與偏光元件的吸收軸正交的方向的彈性模數相對於偏光元件的吸收軸方向的彈性模數的彈性模數比較佳為0.1倍以上、4倍以下,更佳為1倍~4倍,特佳為2倍~3倍。
-濕度尺寸變化率比-
第一保護膜於25℃、相對濕度80%的條件下靜置24小時後,於25℃、相對濕度10%的條件下靜置24小時時的濕度尺寸變化較佳為與偏光元件的吸收軸正交的方向的濕度尺寸變化相對於偏光元件的吸收軸方向的濕度尺寸變化的濕度尺寸變化率比為2.5倍以下,更佳為該濕度尺寸變化率比為2倍以下,特佳為該濕度尺寸變化率比為1倍以下。
-膜厚-
第一保護膜的厚度較佳為設為10μm~200μm,更佳為設為15μm~100μm,特佳為20μm~80μm。若第一保護膜的厚度為20μm以上,則存在容易操作的傾向,若厚度為100μm以下,則存在可獲得由薄壁化所引起的製造成本減少的優點的傾向。
(第一保護膜的製造方法)
就將彈性模數控制成所述範圍的觀點而言,較佳為使所述第一保護膜於寬度方向上進行延伸。作為第一保護膜的製造方法,並無特別限制。為了對所述第一保護膜賦予所述特性,較佳為藉
由以下的方法來製造。
首先,較佳為將第一保護膜中所使用的樹脂(例如聚酯樹脂)熔融擠出成膜狀,利用澆鑄滾筒進行冷卻固化而製成未延伸膜後,若有必要,則塗佈用以形成易接著層的塗液,然後於聚酯膜的Tg~(Tg+60)℃的溫度下,使該未延伸膜於寬度方向上以變成3倍~10倍,較佳為變成3倍~7倍的方式進行延伸。就使面內方向的延遲Re顯現得大的觀點而言,較佳為使所述第一保護膜於寬度方向上進行單軸延伸。
繼而,較佳為於140℃以上、220℃以下進行1秒~60秒熱處理(此處稱為熱固定)。所述熱固定的溫度更佳為150℃以上、220℃以下,特佳為150℃以上、未滿220℃。
進而,較佳為一面以比熱固定溫度低10℃~20℃的溫度於長度方向或/及寬度方向上收縮0~20%,一面進行再熱處理(稱為弛緩處理)。於該方法中,因膜與輥接觸的情況變少,故與所述方法相比,難以於膜表面形成微小的損傷等,有利於應用於光學用途。再者,將膜的玻璃轉移溫度表述為Tg。若熱固定溫度為150℃以上、未滿220℃,則聚酯的配向方向的偏差變小,熱尺寸變化亦變小,因此難以產生硬塗層的剝落或破裂等。
<第二保護膜>
前側偏光板的第二保護膜於25℃、相對濕度60%下的平衡含水率為1%~3%,與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍以上。
作為構成所述第二保護膜的材料,較佳為使用例如透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性、等向性、延伸性等優異的熱塑性樹脂。作為此種熱塑性樹脂的具體例,有後述的三乙醯纖維素等醯化纖維素樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂。另外,為了提昇與親水性高分子層的密著性,亦可形成主層(底塗層)等薄層。
(樹脂)
構成所述第二保護膜的材料並無特別限定。
所述第二保護膜較佳為含有樹脂,作為所述樹脂,可使用公知的樹脂,只要不違反本發明的主旨,則並無特別限制,可列舉醯化纖維素樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環烯烴系樹脂、聚酯系樹脂,較佳為(甲基)丙烯酸系樹脂或醯化纖維素樹脂,更佳為醯化纖維素樹脂。
(1)醯化纖維素樹脂
以下,對可用於第二保護膜的醯化纖維素樹脂進行詳細說明。
醯化纖維素的取代度是指存在於纖維素的構成單元(鍵結有(β)1,4-糖苷的葡萄糖)中的3個羥基經醯化的比例。可測定纖維素的構成單元的單位質量的鍵結脂肪酸量來算出取代度(醯化度)。於本發明中,纖維素體的取代度可藉由如下方式而算出:使纖維素體溶解於經氘取代的二甲基亞碸等溶劑中後測定13C-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)光譜,並根據醯基中的羰基碳的峰值強度比來求出。可將醯化纖維素的殘存羥基取代成與醯化纖維素本身所具有的醯基不同的其他醯基後,藉由
13C-NMR測定來求出。關於測定方法的詳細情況,於手塚等(「醣類研究(Carbohydrate.Res.)」,273(1995)83-91)中有記載。
醯化纖維素的總醯基取代度較佳為2.0~2.97,更佳為2.2~2.95,特佳為2.3~2.95。
作為醯化纖維素的醯基,特佳為乙醯基、丙醯基、丁醯基,進而特佳為乙醯基。
於本發明中,包含2種以上的醯基的混合脂肪酸酯亦可較佳地用作醯化纖維素。於此情況下,乙醯基與碳數為3~4的醯基作為醯基亦較佳。另外,當使用混合脂肪酸酯時,乙醯基的取代度較佳為未滿2.5,更佳為未滿1.9。另一方面,碳數為3~4的醯基的取代度較佳為0.1~1.5,更佳為0.2~1.2,特佳為0.5~1.1。
於本發明中,可併用取代基及/或取代度不同的2種醯化纖維素來混合使用,亦可藉由後述的共流延法等來形成含有包含不同的醯化纖維素的多層的膜。
進而,日本專利特開2008-20896號公報的[0023]~[0038]中所記載的具有脂肪酸醯基與經取代或未經取代的芳香族醯基的混合酸酯亦可較佳地用於本發明。
醯化纖維素較佳為具有250~800的質量平均聚合度,更佳為具有300~600的質量平均聚合度。
另外,醯化纖維素較佳為具有70000~230000的數量平均分子量,更佳為具有75000~230000的數量平均分子量,最佳為具有78000~120000的數量平均分子量。
醯化纖維素可使用酸酐或醯氯作為醯化劑來合成。當所述醯化劑為酸酐時,使用有機酸(例如乙酸)或二氯甲烷作為反應溶劑。另外,可使用如硫酸般的質子性觸媒作為觸媒。當醯化劑為醯氯時,可使用鹼性化合物作為觸媒。於工業上最一般的合成方法中,利用含有對應於乙醯基及其他醯基的有機酸(乙酸、丙酸、丁酸)或該些的酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的混合有機酸成分對纖維素進行酯化來合成纖維素酯。
於所述方法中,利用如乙酸般的有機酸對如棉絨或木紙漿般的纖維素進行活化處理後,於硫酸觸媒的存在下,使用如上所述的有機酸成分的混合液進行酯化的情況多。通常相對於纖維素中所存在的羥基的量,過量地使用有機酸酐成分。於該酯化處理中,除酯化反應以外,纖維素主鏈(鍵結有(β)1,4-糖苷)的水解反應(解聚反應)亦進行。若主鏈的水解反應進行,則纖維素酯的聚合度下降,所製造的纖維素酯膜的物性下降。因此,如反應溫度般的反應條件較佳為考慮所獲得的纖維素酯的聚合度或分子量後決定。
(2)(甲基)丙烯酸系樹脂
(甲基)丙烯酸系樹脂是包含甲基丙烯酸系樹脂與丙烯酸系樹脂兩者的概念,亦包含丙烯酸酯(acrylate)/甲基丙烯酸酯(methacrylate)的衍生物、特別是丙烯酸酯(acrylate ester)/甲基丙烯酸酯(methacrylate ester)的(共)聚合物。
進而,所述(甲基)丙烯酸系樹脂除甲基丙烯酸系樹脂、丙烯酸
系樹脂以外,亦包含主鏈上具有環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物,且包含具有內酯環的聚合物、具有丁二酸酐環的順丁烯二酸酐系聚合物、具有戊二酸酐環的聚合物、含有戊二醯亞胺環的聚合物。
-(甲基)丙烯酸系聚合物-
所述(甲基)丙烯酸系聚合物的重複結構單元並無特別限定。所述(甲基)丙烯酸系聚合物較佳為具有源自(甲基)丙烯酸酯單體的重複結構單元作為重複結構單元。
作為所述(甲基)丙烯酸酯,並無特別限定,例如可列舉丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸苄酯等丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、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、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸酯等,該些可僅使用1種,亦可併用2種以上。該些之中,尤其就耐熱性、透明性優異的觀點而言,較佳為甲基丙烯酸甲酯。
當將所述(甲基)丙烯酸酯用作主成分時,於使本發明的效果充分地發揮方面,供於聚合步驟的單體成分中所述(甲基)丙烯酸酯的含有比例較佳為50質量%~100質量%,更佳為70質量%~100質量%,進而更佳為80質量%~100質量%,特佳為90質量%~100質量%。
將所述(甲基)丙烯酸酯作為主成分的樹脂的玻璃轉移溫度Tg較佳為處於80℃~120℃的範圍內。
另外,將所述(甲基)丙烯酸酯作為主成分的樹脂的重量平均分子量較佳為50,000~500,000的範圍。
為了提昇柔軟性來提高操作性,較佳為於(甲基)丙烯酸系樹脂中調配橡膠彈性體粒子。橡膠彈性體粒子為含有橡膠彈性體的粒子,可為僅包含橡膠彈性體的粒子,亦可為具有橡膠彈性體的層的多層構造的粒子,就膜的表面硬度或耐光性、透明性的觀點而言,可較佳地使用丙烯酸系彈性聚合物。
含有丙烯酸系彈性聚合物的橡膠彈性體粒子可參考日本專利特開2012-180422號公報、日本專利特開2012-032773號公報、日本專利特開2012-180423號公報而獲得。
所述橡膠彈性體粒子的數量平均粒徑較佳為10nm~300nm的範圍,更佳為50nm~250nm的範圍。
形成(甲基)丙烯酸系樹脂膜的(甲基)丙烯酸系樹脂組成物較佳為於透明的丙烯酸系樹脂中調配25質量%~45質量%的數量平均粒徑為10nm~300nm的橡膠彈性體粒子。
-於主鏈中含有環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物-
(甲基)丙烯酸系聚合物之中,較佳為於主鏈中含有環結構者。藉由將環結構導入至主鏈,而可提高主鏈的剛直性,並提昇耐熱性。
本發明中,於主鏈中含有環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物之中,較佳為於主鏈中含有內酯環結構的聚合物、於主鏈中含有丁二酸酐環的順丁烯二酸酐系聚合物、於主鏈中含有戊二酸酐環結
構的聚合物、於主鏈中含有戊二醯亞胺環結構的聚合物的任一種。其中,更佳為於主鏈中含有內酯環結構的聚合物、及於主鏈中含有戊二醯亞胺環結構的聚合物。
依次對以下的所述於主鏈中含有環結構的聚合物進行說明。
(2-1)於主鏈中含有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物
於主鏈中含有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物(以後亦稱為含有內酯環的聚合物)只要是於主鏈中含有內酯環的(甲基)丙烯酸系聚合物,則並無特別限定,但較佳為具有由下述通式(100)所表示的內酯環結構。
通式(100)中,R11、R12及R13分別獨立地表示氫原子或碳原子數為1~20的有機殘基,有機殘基亦可含有氧原子。
此處,作為碳原子數為1~20的有機殘基,較佳為甲基、乙基、異丙基、正丁基、第三丁基等。
含有內酯環的聚合物的結構中的由所述通式(100)所表示的內酯環結構的含有比例較佳為5質量%~90質量%,更佳為10質量%~70質量%,進而更佳為10質量%~60質量%,特佳為10質量%~50質量%。藉由將內酯環結構的含有比例設為5質量%以上,而存在所獲得的聚合物的耐熱性、及表面硬度提昇的傾向,藉由將內酯環結構的含有比例設為90質量%以下,而存在所獲得的聚合物的成形加工性提昇的傾向。
再者,內酯環結構的含有比例可根據下述式來算出。
內酯環的含有比例(質量%)=B×A×MR/Mm
(式中,B為具有參與內酯環化的結構(羥基)的原料單體於用於該共聚的單體組成中的質量含有比例,MR為所生成的內酯環結構單元的式量,Mm為具有參與內酯環化的結構(羥基)的原料單體的分子量,A為內酯環化率)
另外,例如當環化反應伴隨脫醇反應時,內酯環化率可根據理論重量減少量、及由自重量減少開始前的150℃至聚合物的分解開始前的300℃為止之間的脫醇反應所產生的加熱重量減少率來算出。
含有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂的製造方法並無特別限定。含有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂較佳為藉由如下方式而獲得:藉由使下述的規定的單體進行聚合而獲得於分子鏈
中具有羥基與酯基的聚合物(p)後,於75℃~120℃的溫度範圍內對所獲得的聚合物(p)進行加熱處理,藉此進行將內酯環結構導入至聚合物中的內酯環化縮合。
於聚合步驟中,藉由進行含有由下述通式(101)所表示的單體的單體成分的聚合反應,而獲得於分子鏈中具有羥基與酯基的聚合物。
(式中,R1及R2分別獨立地表示氫原子或碳數為1~20的有機殘基)
作為由通式(101)所表示的單體,例如可列舉:2-(羥甲基)丙烯酸甲酯、2-(羥甲基)丙烯酸乙酯、2-(羥甲基)丙烯酸異丙酯、2-(羥甲基)丙烯酸正丁酯、2-(羥甲基)丙烯酸第三丁酯等。該些之中,較佳為2-(羥甲基)丙烯酸甲酯、2-(羥甲基)丙烯酸乙酯,就耐熱性提昇效果高的觀點而言,特佳為2-(羥甲基)丙烯酸甲酯。由通式(101)所表示的單體可僅使用1種,亦可併用2種以上。
供於聚合步驟中的單體成分中由通式(101)所表示的單體的含有比例具有就耐熱性、耐溶劑性、表面硬度的觀點而言較佳的範圍的下限值,且具有就所獲得的聚合物的成形加工性的觀點而言較佳的範圍的上限值,基於該些觀點,所述含有比例較佳為5質量%~90質量%,更佳為10質量%~70質量%,進而更佳為10質量%~60質量%,特佳為10質量%~50質量%。
於供於聚合步驟中的單體成分中,亦可含有由通式(101)所表示的單體以外的單體。作為此種單體,並無特別限定,例如可較佳地列舉:(甲基)丙烯酸酯、含有羥基的單體、不飽和羧酸、由下述通式(102)所表示的單體。由通式(101)所表示的單體以外的單體可僅使用1種,亦可併用2種以上。
含有內酯環的聚合物的重量平均分子量較佳為10,000~2,000,000,更佳為20,000~1,000,000,特佳為50,000~500,000。
含有內酯環的聚合物於動態熱重量(Thermogravimetric,TG)測定中的150℃~300℃的範圍內的質量減少率較佳為1%以下,更佳為0.5%以下,進而更佳為0.3%以下。關於動態TG的測定方法,可使用日本專利特開2002-138106號公報中所記載的方法。
含有內酯環的聚合物因環化縮合反應率高,故於成型品的製造過程中脫醇反應少,可避免因該醇而導致氣泡或銀紋(silver streak)進入至成形後的成形品中這一缺點。進而,藉由高環化縮合反應率,而將內酯環結構充分地導入至聚合物中,因此所獲得
的含有內酯環的聚合物具有高耐熱性。
當將含有內酯環的聚合物製成濃度為15質量%的氯仿溶液時,其著色度(YI)較佳為6以下,更佳為3以下,進而更佳為2以下,特佳為1以下。若著色度(YI)為6以下,則難以產生透明性因著色而受損等不良情況,因此可較佳地用於本發明。
含有內酯環的聚合物於熱質量分析(TG)中的5%質量減少溫度較佳為330℃以上,更佳為350℃以上,進而更佳為360℃以上。熱質量分析(TG)中的5%質量減少溫度為熱穩定性的指標,藉由將其設為330℃以上,而存在容易發揮充分的熱穩定性的傾向。熱質量分析可使用所述動態TG測定的裝置。
含有內酯環的聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為115℃~180℃,更佳為120℃~170℃,進而更佳為125℃~160℃。
(2-2)於主鏈中含有丁二酸酐環的順丁烯二酸酐系聚合物
於主鏈中使丁二酸酐結構形成於聚合物的分子鏈中(聚合物的主骨架中),藉此對作為共聚物的(甲基)丙烯酸系樹脂賦予高耐熱性,且玻璃轉移溫度(Tg)亦變高,故較佳。
於主鏈中含有丁二酸酐環的順丁烯二酸酐系聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為110℃~160℃,更佳為115℃~160℃,進而更佳為120℃~160℃。
另外,於主鏈中含有丁二酸酐環的順丁烯二酸酐系聚合物的重量平均分子量較佳為50,000~500,000的範圍。
作為與所述(甲基)丙烯酸系樹脂的共聚中所使用的所述順丁烯二酸酐單元,並無特別限制,可列舉:日本專利特開2008-216586號、日本專利特開2009-052021號、日本專利特開2009-196151號、日本專利特表2012-504783號的各公報中所記載的順丁烯二酸改質樹脂。
再者,該些並不限定本發明。
作為順丁烯二酸改質樹脂的市售品,可較佳地使用作為順丁烯二酸改質MAS樹脂(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物)的旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals)(股份)製造的帝爾培特(DELPET)980N。
另外,製造含有順丁烯二酸酐單元的(甲基)丙烯酸系樹脂的方法並無特別限制,可使用公知的方法。
(2-3)於主鏈中含有戊二酸酐環結構的聚合物
所謂於主鏈中含有戊二酸酐環結構的聚合物,是指含有戊二酸酐單元的聚合物。
含有戊二酸酐單元的聚合物較佳為含有由下述通式(300)所表示的戊二酸酐單元(以下,稱為戊二酸酐單元)。
通式(300):[化4]
通式(300)中,R31、R32分別獨立地表示氫原子或碳數為1~20的有機殘基。再者,有機殘基亦可含有氧原子。R31、R32特佳為相同或互不相同,且表示氫原子或碳數為1~5的烷基。
含有戊二酸酐單元的聚合物較佳為含有戊二酸酐單元的(甲基)丙烯酸系聚合物。作為(甲基)丙烯酸系聚合物,就耐熱性的觀點而言,較佳為具有120℃以上的玻璃轉移溫度(Tg)。
於主鏈中含有戊二酸酐環結構的聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為110℃~160℃,更佳為115℃~160℃,進而更佳為120℃~160℃。
另外,於主鏈中含有戊二酸酐環結構的聚合物的重量平均分子量較佳為50,000~500,000的範圍。
作為相對於(甲基)丙烯酸系聚合物的戊二酸酐單元的含量,較佳為5質量%~50質量%,更佳為10質量%~45質量%。藉由設為5質量%以上,更佳為設為10質量%以上,而可獲得耐熱性提昇的效果,進而亦可獲得耐候性提昇的效果。
(2-4)於主鏈中含有戊二醯亞胺環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物
於主鏈中含有戊二醯亞胺環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物(以後亦稱為戊二醯亞胺系樹脂)藉由於主鏈中含有戊二醯亞胺環結構,而可顯現出就光學特性或耐熱性等的觀點而言較佳的特性平衡。所述於主鏈中含有戊二醯亞胺環結構的(甲基)丙烯酸系聚合物較佳為含有戊二醯亞胺樹脂,該戊二醯亞胺樹脂至少具有20質量%以上的由下述通式(400)所表示的戊二醯亞胺單元。
(其中,式中,R301、R302、R303獨立地為氫或碳數為1個~12個的未經取代或經取代的烷基、環烷基、芳基)
作為構成本發明中所使用的戊二醯亞胺系樹脂的較佳的戊二醯亞胺單元,R301、R302為氫或甲基,R303為甲基或環己基。該戊二醯亞胺單元可為單一的種類,亦可含有R301、R302、R303不同的多個種類。
-將(甲基)丙烯酸系聚合物作為主成分的偏光板保護膜的製造方法-
以下,詳細說明對將(甲基)丙烯酸系聚合物作為主成分的熱塑性樹脂進行製膜的製造方法。
將(甲基)丙烯酸系聚合物用作主成分來對偏光板保護膜進行製膜時,例如利用萬能混合器(Omni Mixer)等先前公知的混合機對膜原料進行預摻合後,對所獲得的混合物進行擠出混煉。於此情況下,用於擠出混煉的混合機並無特別限定,例如可使用單軸擠出機、雙軸擠出機等擠出機或加壓捏合機等先前公知的混合機。
作為膜成形的方法,例如可列舉:溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠出法、壓延法、壓縮成形法等先前公知的膜成形法。該些膜成形法之中,特別合適的是熔融擠出法。
作為熔融擠出法,例如可列舉T字模法、充氣(inflation)法等,此時的成形溫度只要對應於膜原料的玻璃轉移溫度而適宜調節即可,並無特別限定,例如較佳為150℃~350℃,更佳為200℃~300℃。
當利用T字模法進行膜成形時,可於公知的單軸擠出機或雙軸擠出機的前端部安裝T字模,捲取被擠出成膜狀的膜,而獲得卷狀的膜。此時,適宜調整捲取輥的溫度,於擠出方向上加以延伸,藉此亦可進行單軸延伸。另外,亦可藉由使膜在與擠出方向垂直的方向上進行延伸,而進行同時雙軸延伸、逐次雙軸延伸等。
就TD/MD收縮力比的觀點而言,將(甲基)丙烯酸系聚合
物作為主成分的偏光板保護膜理想的是延伸膜。於為延伸膜的情況下,可為單軸延伸膜或雙軸延伸膜的任一種。於為雙軸延伸膜的情況下,可為同時雙軸延伸膜或逐次雙軸延伸膜的任一種。當進行雙軸延伸時,機械強度提昇,且膜性能提昇。當(甲基)丙烯酸系聚合物為所述於主鏈中含有環狀結構的(甲基)丙烯酸系聚合物時,藉由混合其他熱塑性樹脂,即便進行延伸,亦可抑制相位差的增大,而可獲得保持光學等向性的膜。
將(甲基)丙烯酸系聚合物作為主成分而獲得的偏光板保護膜的厚度較佳為5μm~80μm,更佳為10μm~40μm。若厚度未滿5μm,則不僅膜的強度下降,而且若貼附於其他零件來進行耐久性試驗,則有時捲縮變大。相反地,若厚度超過80μm,則不僅膜的透明性下降,而且透濕性變小,於貼附於其他零件時使用水系接著劑的情況下,有時作為其溶劑的水的乾燥速度變慢。
醯化纖維素系樹脂與所述(甲基)丙烯酸系樹脂的混合樹脂亦較佳。醯化纖維素系樹脂與(甲基)丙烯酸系樹脂的質量比較佳為70:30~15:85,更佳為70:30~30:70,進而更佳為49:51~30:70。
與纖維素系樹脂併用來使用的(甲基)丙烯酸系樹脂可為1種(甲基)丙烯酸的衍生物的均聚物,亦可為2種以上的(甲基)丙烯酸的衍生物的共聚物,亦可為與可與該些進行共聚的其他單體的共聚物。
作為可與(甲基)丙烯酸的衍生物進行共聚的共聚成分,可列
舉:丙烯酸、甲基丙烯酸等α,β-不飽和酸類及順丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸等含有不飽和基的二價羧酸類等不飽和酸類,苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、對乙基苯乙烯、對第三丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-甲基-對甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物類,丙烯腈、甲基丙烯腈等α,β-不飽和腈類,內酯環單元,戊二酸酐單元,戊二醯亞胺單元,順丁烯二酸酐等不飽和羧酸酐類,順丁烯二醯亞胺、N-取代順丁烯二醯亞胺等順丁烯二醯亞胺類。
作為與纖維素系樹脂併用來使用的(甲基)丙烯酸系樹脂及(甲基)丙烯酸的衍生物、其他可進行共聚的單體,亦可使用日本專利特開2009-122664號、日本專利特開2009-139661號、日本專利特開2009-139754號、日本專利特開2009-294262號、國際公開2009/054376號等各公報中所記載者。再者,該些並不限定本發明,該些可單獨使用、或將2種以上組合使用。
與纖維素系樹脂併用來使用的(甲基)丙烯酸系樹脂的重量平均分子量Mw較佳為80000以上。若(甲基)丙烯酸系樹脂的重量平均分子量Mw為80000以上,則機械強度高、製造膜時的操作適應性優異。就該觀點而言,丙烯酸樹脂的重量平均分子量Mw較佳為100000以上。另外,就提昇與纖維素酯的相容性的觀點而言,(甲基)丙烯酸系樹脂的重量平均分子量Mw較佳為3000000以下,更佳為2000000以下。
作為與纖維素系樹脂併用來使用的(甲基)丙烯酸系樹
脂,亦可使用市售者。例如可列舉帝爾培特(DELPET)60N、80N(旭化成化學(股份)製造),蒂阿諾(Dianal)BR80、BR85、BR88、BR102(三菱麗陽(股份)製造),KT75(電氣化學工業(股份)製造)等,亦可併用2種以上。
(添加劑)
只要不違反本發明的主旨,則第二保護膜亦可包含有機酸或其他用於偏光板保護膜的公知的添加劑。藉此,可有助於濕度尺寸變化率的控制。添加劑的分子量並無特別限制,可較佳地使用後述的添加劑。
藉由加入添加劑,除濕度尺寸變化率的控制以外,就膜的熱性質、光學性質、機械性質的改善,賦予柔軟性、賦予耐吸水性、降低水分透過率等膜改質的觀點而言,亦顯示出有用的效果。
例如作為機械性質的控制,可列舉向膜中添加塑化劑,作為成為參考的塑化劑的例子,可參考磷酸酯、檸檬酸酯、偏苯三甲酸酯、糖酯等已知的各種酯系塑化劑或國際公開第2011/102492手冊的段落號0042~段落號0068的聚酯系聚合物的記載。
另外,作為光學性質的控制,紫外線或紅外線的吸收性能的賦予可參考國際公開第2011/102492號的段落號0069~段落號0072的記載,為了調整膜的相位差或控制顯現性,可使用已知的延遲調整劑。藉此,可有助於濕度尺寸變化率的控制。添加劑的分子量並無特別限制,可較佳地使用後述的添加劑。
於第二保護膜中,除所述材料以外,亦可含有1種以上任意的適當的添加劑。作為其他添加劑,例如可列舉:紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。所述第二保護膜中的所述熱塑性樹脂的含量較佳為50質量%~100質量%,更佳為50質量%~99質量%,進而更佳為60質量%~98質量%,特佳為70質量%~97質量%。當所述第二保護膜中的所述熱塑性樹脂的含量為50質量%以下時,存在熱塑性樹脂原本所具有的高透明性等無法充分地顯現之虞。
(第二保護膜的特性)
-平衡含水率-
第二保護膜的含水率(平衡含水率)與膜厚無任何關係,於25℃、相對濕度60%下的含水率為1質量%~3質量%。就使膜親水化的觀點而言,更佳為1質量%~2.5質量%,進而更佳為1.1質量%~2.1質量%。若為平衡含水率為1質量%以上的高含水率的樹脂,則於MD延伸時可減少偏光元件的吸收軸方向(MD方向)的收縮力,而較佳。
-彈性模數-
第二保護膜於偏光元件的吸收軸方向(MD方向)上的25℃、相對濕度60%下的彈性模數較佳為2.0GPa以上、未滿8.0GPa,更佳為2.2GPa~6.0GPa,進而更佳為2.5GPa~5.0GPa。
-濕度尺寸變化率比-
第二保護膜於25℃、相對濕度80%的條件下靜置24小時後,於25℃、相對濕度10%的條件下靜置24小時時的濕度尺寸變化較佳為與偏光元件的吸收軸正交的方向的濕度尺寸變化相對於與偏光元件的吸收軸平行的方向的濕度尺寸變化的濕度尺寸變化率比為3倍以下,更佳為該濕度尺寸變化率比為1倍~3倍,特佳為該濕度尺寸變化率比為1.1倍~2.7倍。
-收縮力比-
於所述前側偏光板的第二保護膜中,與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與所述偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力(TD/MD的收縮力比)的1.3倍以上,更佳為1.4倍以上,特佳為1.6倍以上。若所述前側偏光板的第二保護膜的與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力未滿與所述偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍,則存在產生面板翹曲、於在高溫高濕環境下保存後點亮背光源時面板四角的亮度不均勻惡化、顯示性能明顯欠佳的情況。
膜的收縮力與濕熱處理後的彈性模數×膜厚×濕熱處理後的濕度尺寸變化率成比例,可藉由後述的實施例中所記載的方法來測定。
-膜厚-
第二保護膜的厚度較佳為100μm以下,更佳為10μm~80μm,進而更佳為10μm~60μm,特佳為10μm~40μm。
<易接著層>
本發明的偏光板較佳為具有黏著劑層作為用以與其他構件接著的易接著層。例如,為了改良偏光元件與第一保護膜的接著性,亦可將偏光元件側易接著層作為接著層1的基底而用於第一保護膜的設置有偏光元件的面。
(偏光元件側易接著層)
本發明中的偏光元件側易接著層為用以提昇與各種功能層的接著性的層,例如可用於提昇與各種接著劑的接著性,所述各種接著劑用於將偏光元件與聚酯膜貼合。
為了提昇聚酯膜與接著劑層的接著性,而對胺基甲酸酯樹脂或聚乙烯醇等化合物進行了研究。進一步持續研究的結果,判明於由胺基甲酸酯樹脂與聚乙烯醇的組合所形成的易接著層中,接著性比較提昇。另外,另一方面,亦對交聯劑進行各種研究的結果,亦判明藉由將噁唑啉化合物與聚乙烯醇、或將噁唑啉化合物與胺基甲酸酯樹脂加以組合,並且對其組成比率進行設計,接著性比較提昇。綜合該些結果,將胺基甲酸酯樹脂、聚乙烯醇、噁唑啉化合物併用的結果,令人意外的是接著性得到大幅度改善,而成功地形成可用作偏光元件保護用易接著層的易接著層。
本發明中的偏光元件側易接著層中所含有的胺基甲酸酯樹脂是指分子內具有胺基甲酸酯樹脂的高分子化合物。通常,胺基甲酸酯樹脂藉由多元醇與異氰酸酯的反應來製作。作為多元醇,可列舉聚碳酸酯多元醇類、聚酯多元醇類、聚醚多元醇類、
聚烯烴多元醇類、丙烯酸多元醇類,該些化合物可單獨使用,亦可使用多種。
聚碳酸酯多元醇類可藉由脫醇反應而自多元醇類與碳酸酯化合物獲得。作為多元醇類,可列舉:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、3,3-二羥甲基庚烷等。作為碳酸酯化合物,可列舉碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二苯酯、碳酸伸乙酯等,作為由該些反應所獲得的聚碳酸酯系多元醇類,例如可列舉:聚(1,6-伸己基)碳酸酯、聚(3-甲基-1,5-伸戊基)碳酸酯等。
作為聚酯多元醇類,可列舉由多元羧酸(丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、癸二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸等)或該些的酸酐與多元醇(乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-己基-1,3-丙二醇、環己二醇、雙羥甲基環己烷、二甲醇苯、雙羥基乙氧基苯、烷基二烷醇胺、內酯二醇等)的反應所獲得者。
作為聚醚多元醇類,可列舉:聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯丙二醇、聚四亞甲基醚二醇、聚六亞甲基醚二醇等。
為了提昇與各種接著劑層的接著性,所述多元醇類之中,可更適宜地使用聚碳酸酯多元醇類。
作為用於獲得胺基甲酸酯樹脂的聚異氰酸酯化合物,可例示:甲苯二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯、伸苯基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、聯甲苯胺二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯,α,α,α',α'-四甲基苯二甲基二異氰酸酯等具有芳香環的脂肪族二異氰酸酯,亞甲基二異氰酸酯、伸丙基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯,環己烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、亞異丙基二環己基二異氰酸酯等脂環族二異氰酸酯等。該些可單獨使用,亦可併用多種。
當合成胺基甲酸酯樹脂時可使用擴鏈劑,作為擴鏈劑,只要是具有2個以上與異氰酸酯基進行反應的活性基者,則並無特別限制,通常可主要使用具有2個羥基或胺基的擴鏈劑。
作為具有2個羥基的擴鏈劑,例如可列舉:乙二醇、丙二醇、丁二醇等脂肪族二醇,苯二甲醇、雙羥基乙氧基苯等芳香族二醇,新戊二醇羥基新戊酸酯等酯二醇等二醇類。另外,作為具有2個胺基的擴鏈劑,例如可列舉:甲苯二胺、苯二甲胺、二苯基甲烷二胺等芳香族二胺,乙二胺、丙二胺、己二胺、2,2-二甲
基-1,3-丙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、三甲基己二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺等脂肪族二胺,1-胺基-3-胺基甲基-3,5,5-三甲基環己烷、二環己基甲二胺、亞異丙基環己基-4,4'-二胺、1,4-二胺基環己烷、1,3-雙胺基甲基環己烷等脂環族二胺等。
本發明中的胺基甲酸酯樹脂可為將溶劑作為介質者,較佳為將水作為介質者。當要使胺基甲酸酯樹脂分散或溶解於水時,有使用乳化劑的強制乳化型、將親水性基導入至胺基甲酸酯樹脂中的自我乳化型或水溶型等。尤其,將離子基導入至胺基甲酸酯樹脂的骨架中來進行離子聚合物化的自我乳化型因液體的儲存穩定性或所獲得的易接著層的耐水性、透明性、密著性優異而較佳。另外,作為所導入的離子基,可列舉羧基、磺酸、磷酸、膦酸、四級銨鹽等各種離子基,但較佳為羧基。作為將羧基導入至胺基甲酸酯樹脂中的方法,可於聚合反應的各階段中採用各種方法。例如,於合成預聚物時,有將具有羧基的樹脂用作共聚成分的方法,或將具有羧基的成分用作多元醇或聚異氰酸酯、擴鏈劑等的一成分的方法。尤其,較佳為使用含有羧基的二醇,根據該成分的添加量來導入所期望的量的羧基的方法。例如,可使二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、雙-(2-羥乙基)丙酸、雙-(2-羥乙基)丁酸等與用於胺基甲酸酯樹脂的聚合的二醇進行共聚。另外,該羧基較佳為利用氨、胺、鹼金屬類、無機鹼類等進行中和而變成鹽的形態。特佳為氨、三甲胺、三乙胺。所述胺基甲酸酯樹脂可
將於塗佈後的乾燥步驟中失去了中和劑的羧基用作由其他交聯劑所形成的交聯反應點。藉此,塗佈前的液體狀態下的穩定性優異,而且可進一步改善所獲得的易接著層的耐久性、耐溶劑性、耐水性、耐黏連性等。
本發明中的偏光元件側易接著層中所含有的聚乙烯醇是指具有聚乙烯醇部位者,例如亦包括對聚乙烯醇部分地進行縮醛化或丁醛化等而成的改質化合物,可使用先前公知的聚乙烯醇。聚乙烯醇的聚合度並無特別限定,但使用通常為100以上,較佳為300~40000的範圍的聚合度。當聚合度未滿100時,存在易接著層的耐水性下降的情況。另外,聚乙烯醇的皂化度並無特別限定,但實用上使用70莫耳%以上,較佳為70莫耳%~99.9莫耳%的範圍的聚乙酸乙烯酯皂化物。
本發明中的偏光元件側易接著層中所含有的噁唑啉化合物是指分子內具有噁唑啉基的化合物。特佳為含有噁唑啉基的聚合物,可單獨為含有加成聚合性噁唑啉基的單體、或藉由與其他單體的聚合來製作。含有加成聚合性噁唑啉基的單體可列舉2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉等,可使用該些的1種或2種以上的混合物。該些之中,2-異丙烯基-2-噁唑啉於工業上亦容易獲得而合適。其他單體只要是可與含有加成聚合性噁唑啉基的單體進行共聚的單體,則並無限制,例如可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯(作為烷
基,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、2-乙基己基、環己基)等(甲基)丙烯酸酯類;丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、巴豆酸、苯乙烯磺酸及其鹽(鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、三級胺鹽等)等不飽和羧酸類;丙烯腈、甲基丙烯腈等不飽和腈類;(甲基)丙烯醯胺、N-烷基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺(作為烷基,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、2-乙基己基、環己基等)等不飽和醯胺類;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯基酯類;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等乙烯基醚類;乙烯、丙烯等α-烯烴類;氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯等含鹵素α,β-不飽和單體類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等α,β-不飽和芳香族單體等,可使用該些的1種或2種以上的單體。
另外,聚伸烷基二醇成分等的親水性基少、噁唑啉基量多時可期待塗膜強度的提昇、耐濕熱性的提昇。
源自胺基甲酸酯樹脂的化合物於偏光元件側易接著層中所佔的含量通常為10質量%~80質量%,較佳為15質量%~75質量%,更佳為20質量%~50質量%。當胺基甲酸酯樹脂的量脫離所述範圍時,存在無法充分地獲得聚酯膜與接著劑層的接著力的情況。
源自聚乙烯醇的化合物於偏光元件側易接著層中所佔的含量通常為10質量%~80質量%,較佳為15質量%~60質量%,更佳為20質量%~50質量%。當未滿10質量%時,因聚乙烯醇成
分少而存在與接著劑層的接著性並不充分的情況,當超過80質量%時,因其他成分少而存在與聚酯膜的密著性並不充分的情況。
源自噁唑啉化合物的化合物於偏光元件側易接著層中所佔的含量通常為10質量%~80質量%,較佳為15質量%~60質量%,更佳為20質量%~40質量%。當未滿10質量%時,因交聯成分少而存在易接著層變脆弱、耐濕熱性下降的情況,當超過80質量%時,因其他成分少而存在與聚酯膜的密著性、或與接著劑層的接著性並不充分的情況。
於偏光元件側易接著層中,為了提昇塗佈面狀或透明性,亦可併用聚酯樹脂或聚乙烯醇以外的黏合劑聚合物。
於本發明中,所謂「黏合劑聚合物」,是指依據高分子化合物安全性評價流程圖(1985年11月化學物質審議會主辦),利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)測定所得的數量平均分子量(Mn)為1000以上的高分子化合物,且為具有造膜性者。
作為黏合劑聚合物的具體例,可列舉:聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚乙烯(聚氯乙烯、氯乙烯乙酸乙烯酯共聚物等)、聚伸烷基二醇、聚伸烷基亞胺、甲基纖維素、羥基纖維素、澱粉類等。
進而,於無損本發明的主旨的範圍內,於偏光元件側易接著層中亦可併用噁唑啉化合物以外的交聯劑。作為交聯劑,可使用各種公知的樹脂,例如可列舉:三聚氰胺化合物、環氧化合物、異氰酸酯化合物、碳二醯亞胺化合物等。
所謂三聚氰胺化合物,是指於化合物中具有三聚氰胺骨架的化合物。例如可使用:羥烷基化三聚氰胺衍生物、使羥烷基化三聚氰胺衍生物與醇進行反應來部分地或完全地醚化而成的化合物、及該些的混合物。作為用於醚化的醇,可適宜地使用甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇等。另外,作為三聚氰胺化合物,可為單體、或二聚體以上的多聚體的任一種,或者可使用該些的混合物。進而,可使用使三聚氰胺的一部分與脲等進行共縮合而成者,為了提昇三聚氰胺化合物的反應性,亦可使用觸媒。
作為環氧化合物,例如可列舉:分子內含有環氧基的化合物、其預聚物及硬化物。例如可列舉表氯醇與乙二醇、聚乙二醇、甘油、聚甘油、雙酚A等的羥基或胺基的縮合物,有聚環氧化合物、二環氧化合物、單環氧化合物、縮水甘油胺化合物等。作為聚環氧化合物,例如可列舉山梨糖醇、聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、季戊四醇聚縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、三縮水甘油基三(2-羥乙基)異氰酸酯、甘油聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚,作為二環氧化合物,例如可列舉新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、聚四亞甲基二醇二縮水甘油醚,作為單環氧化合物,例如可列舉烯丙基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚,作為縮水甘油胺化合物,可列舉N,N,N',N',-四縮水甘油基-間苯二甲胺、1,3-雙(N,N-二縮水甘
油基胺基)環己烷等。
作為異氰酸酯化合物,是指分子內具有異氰酸酯基的化合物,具體而言,可列舉:六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、伸環己基二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、該些的嵌段體或衍生物等。
該些交聯劑之中,尤其藉由併用環氧化合物,易接著層變得牢固,可期待接著性或耐濕熱性的提昇。另外,當考慮應用於線上塗佈等時,該些交聯劑較佳為具有水溶性或水分散性。
另外,為了改良易接著層的黏連性、滑動性,於偏光元件側易接著層中亦可含有粒子,可列舉二氧化矽、氧化鋁、氧化金屬等的無機粒子,或交聯高分子粒子等有機粒子等。
<<易接著層中所使用的其他添加劑>>
進而,於無損本發明的主旨的範圍內,視需要亦可於偏光元件側易接著層及硬塗層側易接著層中含有消泡劑、塗佈性改良劑、增黏劑、有機系潤滑劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、發泡劑、染料、顏料等。
另外,視需要亦可於本發明中所使用的易接著層用塗佈組成物中含有界面活性劑、交聯劑、分散劑、增黏劑、成膜助劑、抗黏連劑等。
易接著層中的各種成分的分析例如可藉由飛行時間二次離子質譜法(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry,
TOF-SIMS)等表面分析來進行。
<<易接著層的製造方法>>
當藉由線上塗佈來設置易接著層時,較佳為以將如下的塗佈液塗佈於聚酯膜上的要領來製造聚酯膜,所述塗佈液是將所述一系列的化合物製成水溶液或水分散體,並以固體成分濃度為0.1質量%~50質量%左右為基準進行調整而成者。另外,於無損本發明的主旨的範圍內,為了改良對於水的分散性、改良造膜性等而亦可於塗佈液中含有少量的有機溶劑。有機溶劑可僅為1種,亦可適宜使用2種以上。
本發明中的聚酯膜的偏光元件側易接著層的膜厚通常為0.002μm~1.0μm,更佳為0.03μm~0.5μm,進而更佳為0.04μm~0.2μm的範圍。當膜厚未滿0.002μm時,存在無法獲得充分的接著性的可能性,當膜厚超過1.0μm時,存在外觀或透明性、膜的黏連性惡化的可能性。
於本發明中,設置易接著層的方法可使用反向凹版塗佈、直接凹版塗佈、輥塗、模塗、棒塗、簾塗等先前公知的塗覆方式。關於塗覆方式,於「塗佈方式」槙書店 原崎勇次著1979年發行中有記載例。
於本發明中,於聚酯膜上形成易接著層時的乾燥及硬化條件並無特別限定,例如,當藉由離線塗佈來設置易接著層時,通常宜以80℃~200℃、3秒~40秒,較佳為100℃~180℃、3秒~40秒為基準進行熱處理。
另一方面,當藉由線上塗佈來設置易接著層時,通常宜以70℃~280℃、3秒~200秒為基準進行熱處理。
另外,不論離線塗佈或線上塗佈,視需要亦可併用熱處理與紫外線照射等活性能量線照射。亦可事先對構成本發明中的積層聚酯膜的聚酯膜實施電暈處理、電漿處理等表面處理。
當將聚酯膜用作偏光板中的偏光元件的保護膜時,通常經由用以使偏光元件接著於偏光元件側易接著層側的接著劑來黏合偏光元件。
作為接著劑,可使用先前公知者,例如可列舉:聚乙烯醇、聚乙烯丁醛、聚丙烯酸丁酯等丙烯酸系化合物、具有縮水甘油基或環氧環己烷中所例示的脂環式環氧基的環氧系化合物等。
較佳為將例如經單軸延伸、且利用碘等進行了染色的聚乙烯醇作為偏光元件而黏合於所製作的接著劑層上。亦可於偏光元件的相反側黏合保護膜或相位差膜等來製成偏光板。
以下,對本發明的偏光板的製造方法進行說明。
<皂化處理>
所述偏光板保護膜(第一保護膜、及第二保護膜)可藉由進行鹼皂化處理來賦予與如聚乙烯醇般的偏光元件的材料的密著性,從而用作偏光板保護膜。
關於皂化的方法,可使用日本專利特開2007-86748號公報的[0211]與[0212]中所記載的方法。
例如對於所述偏光板保護膜的鹼皂化處理較佳為藉由如
下的循環來進行:使膜表面浸漬於鹼性溶液中後,利用酸性溶液進行中和,進行水洗後加以乾燥。作為所述鹼性溶液,可列舉氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液,氫氧化離子的濃度較佳為處於0.1mol/L~5.0mol/L的範圍內,更佳為處於0.5mol/L~4.0mol/L的範圍內。鹼性溶液溫度較佳為處於室溫~90℃的範圍內,更佳為處於40℃~70℃的範圍內。
亦可實施如日本專利特開平6-94915號公報、日本專利特開平6-118232號公報中所記載的易接著加工來代替鹼皂化處理。
<偏光元件與保護膜的貼合步驟>
本發明的偏光板的製造方法包括:經由接著層1而將第一保護膜貼合於具有偏光性能的偏光元件的一面上的步驟、及經由接著層2而將第二保護膜貼合於偏光元件的另一面上的步驟。
經由接著層1而將第一保護膜貼合於偏光元件的一面上的步驟、及經由接著層2而將第二保護膜貼合於偏光元件的另一面上的步驟可同時進行貼合,亦可逐次進行貼合。其中,較佳為使經由接著層1而將第一保護膜貼合於偏光元件的一面上的步驟、及經由接著層2而將第二保護膜貼合於偏光元件的另一面上的步驟同時進行,更佳為利用捲對捲方式同時進行兩個貼合步驟。
作為利用捲對捲方式同時進行兩個貼合步驟的方法,例如可使用日本專利特開2012-203108號公報中所記載的裝置及方法,日本專利特開2012-203108號公報中所記載的內容可被編入至本發明中。
日本專利特開2012-203108號公報中所記載的製造裝置是以如下方式構成:一面連續地搬送偏光元件,一面將第一保護膜貼合於偏光元件的一面上,將第二保護膜貼合於偏光元件的另一面上來製造偏光板,並捲取成捲取輥。典型的是於偏光元件的兩面分別貼合保護膜。
於偏光板的製造方法中,較佳為藉由如下的方法來製作:對偏光板保護膜進行鹼處理,並使用接著劑來將其貼合於偏光元件的兩面。
本發明的偏光板中,經由接著層1來將所述偏光元件與第一保護膜貼合,經由接著層2來將所述偏光元件與第二保護膜貼合。接著層1及接著層2較佳為含有硬化性的接著劑。
亦可於第一保護膜的偏光元件側設置偏光元件側易接著層,並經由用以使偏光元件接著的接著劑而將偏光元件黏合於其上。
作為用於將所述偏光板保護膜的處理面與偏光元件貼合的接著劑,可使用作為所述接著層1及接著層2的主成分所列舉者,例如可列舉:聚乙烯醇、聚乙烯丁醛等的聚乙烯醇系接著劑,或丙烯酸丁酯等的乙烯系乳膠等。
作為接著劑,可使用先前公知者,例如可列舉:聚乙烯醇、聚乙烯丁醛、聚丙烯酸丁酯等丙烯酸系化合物、具有縮水甘油基或環氧環己烷中所例示的脂環式環氧基的環氧系化合物等。
(水系接著劑)
本發明的偏光板的接著層1與接著層2的主成分可為水系接
著劑(接著層1與接著層2為使水系接著劑硬化而成的層),水系接著劑更佳為聚乙烯醇、聚乙烯丁醛,特佳為聚乙烯醇。
(活性能量線硬化型接著劑)
接著劑只要是硬化性,則可為自先前以來用於偏光板的製造的各種接著劑,但就耐候性或聚合性等的觀點而言,較佳為接著層1及接著層2含有藉由活性能量線而硬化的接著劑。再者,接著劑藉由硬化反應而變化成結構不同的接著劑的硬化物的形態亦包含於接著層1及接著層2含有接著劑的形態中。例如,於接著層1及接著層2中,藉由活性能量線而硬化的接著劑完全地硬化,並變化成結構不同的接著劑的硬化物的情況亦包含於本發明中。
藉由活性能量線而硬化的接著劑之中,較佳為含有陽離子聚合性的化合物,例如環氧化合物,更具體而言如日本專利特開2004-245925號公報中所記載的分子內不具有芳香環的環氧化合物作為活性能量線硬化性成分的一種的活性能量線硬化型接著劑。此種環氧化合物例如可為對以雙酚A的二縮水甘油醚為代表例的芳香族環氧化合物的原料即芳香族聚羥基化合物進行核氫化,然後對其進行縮水甘油醚化而獲得的氫化環氧化合物;分子內具有至少1個鍵結於脂環式環上的環氧基的脂環式環氧化合物;以脂肪族聚羥基化合物的縮水甘油醚為代表例的脂肪族環氧化合物等。另外,於活性能量線硬化型接著劑中,除以環氧化合物為代表例的陽離子聚合性化合物以外,通常亦調配聚合起始劑,特別是藉由活性能量線的照射而產生陽離子種或路易斯酸,
並用以使陽離子聚合性化合物的聚合開始的光陽離子聚合起始劑。進而,亦可調配藉由加熱來使聚合開始的熱陽離子聚合起始劑,此外,亦可調配光增感劑等各種添加劑。
當於偏光元件的兩面貼合保護膜時,應用於各個保護膜的接著劑的組成可相同,亦可不同,但就生產性的觀點而言,於可獲得適度的接著力這一前提下,較佳為兩面均設為相同組成的接著劑。即,本發明的偏光板較佳為接著層1與接著層2的組成相同。
就於捲對捲中的製造適應性的觀點而言,本發明的偏光板較佳為以使與製造偏光板保護膜(第一保護膜、及第二保護膜)時的膜搬送方向正交的方向(TD方向)與偏光元件的吸收軸實質上正交的方式進行積層。此處,所謂實質上正交,是指偏光元件的吸收軸與偏光板保護膜的TD方向所形成的角為85°~95°,較佳為89°~91°。若自正交的偏差為5°以內(較佳為1°以內),則偏光板正交偏光下的偏光度性能難以下降,且難以產生漏光而較佳。
於本發明中,設置接著層1與接著層2的方法可使用反向凹版塗佈、直接凹版塗佈、輥塗、模塗、棒塗、簾塗等先前公知的塗覆方式。關於塗覆方式,於「塗佈方式」槙書店 原崎勇次著1979年發行中有記載例。
亦可事先對第一保護膜及第二保護膜實施皂化處理、電暈處理、電漿處理等表面處理。
{後側偏光板}
作為後側偏光板,並無特別限制。
所述後側偏光板中的液晶單元側的保護膜存在雙折射(Re、Rth)因由偏光元件的收縮所產生的應力等而變化的情況。此種伴隨應力的雙折射的變化可作為光彈性係數來測定,本發明的液晶顯示裝置中,後側偏光板較佳為液晶單元側的保護膜的光彈性係數為11×10-12/Pa以下。光彈性係數的絕對值的範圍較佳為11×10-12/Pa以下,更佳為8×10-12/Pa以下,進而更佳為2×10-12/Pa以下。
本發明的液晶顯示裝置中,後側偏光板較佳為自與所述液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜。
作為構成後側偏光板的第一保護膜的材料,並無特別限制,可使用公知的材料。例如可列舉:前側偏光板的第一保護膜中所使用的聚酯樹脂、或前側偏光板的第二保護膜中所使用的樹脂。
後側偏光板的第一保護膜較佳為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,更佳的形態與前側偏光板的第一保護膜相同。
後側偏光板的第一保護膜的面內方向的延遲Re較佳為3000nm以上,更佳的形態與前側偏光板的第一保護膜相同。
後側偏光板的第二保護膜較佳為含有(甲基)丙烯酸系樹脂或醯化纖維素樹脂的膜,更佳的形態與前側偏光板的第二保護
膜相同。
後側偏光板的第二保護膜較佳為與偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍以上,更佳的形態與前側偏光板的第二保護膜相同。
後側偏光板的其他構成、或其他層、或其他特性、或製造方法的較佳的範圍與前側偏光板的其他構成、或其他層、或其他特性、或製造方法的較佳的範圍相同。
以下列舉實施例與比較例來更具體地說明本發明的特徵。只要不脫離本發明的主旨,則以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理程序等可適宜變更。因此,本發明的範圍不應由以下所示的具體例限定性地進行解釋。
[製造例1]
藉由以下的方法來製造80μm的TD延伸PET(單層、加入有紫外線吸收劑)作為膜1。
<原料聚酯的合成>
(原料聚酯1)
如以下所示般,使用直接酯化法,並藉由連續聚合裝置來獲得原料聚酯1(銻觸媒系PET),所述直接酯化法是使對苯二甲酸及乙二醇直接進行反應後將水餾去,進行酯化後,於減壓下進行聚縮合。
(1)酯化反應
於第一酯化反應槽中,歷時90分鐘將高純度對苯二甲酸4.7噸與乙二醇1.8噸混合來形成漿料,並以3800kg/h的流量連續地供給至第一酯化反應槽中。進而,連續地供給三氧化銻的乙二醇溶液,於攪拌下,以反應槽內溫度250℃、平均滯留時間約4.3小時進行反應。此時,三氧化銻是以銻添加量按元素換算值計變成150ppm的方式連續地添加。
將該反應物移送至第二酯化反應槽中,於攪拌下,以反應槽內溫度250℃、平均滯留時間1.2小時進行反應。以鎂添加量及磷添加量按元素換算值計分別變成65ppm、35ppm的方式,將乙酸鎂的乙二醇溶液與磷酸三甲酯的乙二醇溶液連續地供給至第二酯化反應槽中。
(2)聚縮合反應
將以上所獲得的酯化反應產物連續地供給至第一聚縮合反應槽中,於攪拌下,以反應溫度270℃、反應槽內壓力20torr(2.67×10-3MPa)、平均滯留時間約1.8小時進行聚縮合。
進而,移送至第二聚縮合反應槽中,於該反應槽中,於攪拌下,以反應槽內溫度276℃、反應槽內壓力5torr(6.67×10-4MPa)、滯留時間約1.2小時的條件進行反應(聚縮合)。
繼而,進而移送至第三聚縮合反應槽中,於該反應槽中,以反應槽內溫度278℃、反應槽內壓力1.5torr(2.0×10-4MPa)、滯留時間1.5小時的條件進行反應(聚縮合),而獲得反應物(聚對苯二甲酸乙二酯(PET))。
繼而,將所獲得的反應物呈股線狀噴出至冷水中,立即進行切割來製作聚酯的顆粒<剖面:長徑約4mm,短徑約2mm,長度:約3mm>。
所獲得的聚合物的固有黏度IV=0.63。將該聚合物設為原料聚酯1。
使原料聚酯膜1溶解於1,1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[質量比])混合溶劑中,根據該混合溶劑中的25℃下的溶液黏度來求出IV。
(原料聚酯2)
將經乾燥的紫外線吸收劑(2,2'-(1,4-伸苯基)雙(4H-3,1-苯并噁嗪酮-4-酮))10質量份、原料聚酯1(IV=0.63)90質量份混合,使用混煉擠出機,獲得含有紫外線吸收劑的原料聚酯2。
-膜成形步驟-
將原料聚酯1(90質量份)與含有紫外線吸收劑的原料聚酯2(10質量份)乾燥至含水率為20ppm以下後,投入至直徑為50mm的單軸混煉擠出機1的漏斗1中,於擠出機1中熔融至300℃。藉由下述擠出條件,經由齒輪泵、過濾器(孔徑為20μm)而自模具中擠出。
熔融樹脂的擠出條件是將壓力變動設為1%,將熔融樹脂的溫度分布設為2%,並自模具中擠出熔融樹脂。具體而言,相對於擠出機的桶內平均壓力施加1%的背壓,並以溫度相對於擠出機的桶內平均溫度高2%的擠出機的配管溫度進行加熱。
將自模具中擠出的熔融樹脂擠出至將溫度設定成25℃的冷卻澆鑄滾筒上,並利用靜電施加法來使其密接於冷卻澆鑄滾筒。使用與冷卻澆鑄滾筒對向配置的剝取輥進行剝離,而獲得未延伸聚酯膜1。
(偏光元件密著性改良用的PET用易接著層的製作)
以下述的比率將下述化合物混合,而製作偏光元件側易接著層用的塗佈液P1。
(1)共聚聚酯樹脂(A-1)的合成
添加所述化合物,於160℃~220℃的溫度下歷時4小時進行酯交換反應。繼而,昇溫至255℃為止,對反應系統緩慢地進行減壓後,於30Pa的減壓下反應1小時30分鐘,而獲得共聚聚酯樹脂(A-1)。
(2)聚酯水分散體(Aw-1)的製作
添加所述化合物,於110℃下進行加熱、攪拌來使樹脂溶解。
於樹脂完全地溶解後,一面攪拌一面將水55質量份緩慢地添加至聚酯溶液中。添加後,一面攪拌溶液一面冷卻至室溫為止,而製成固體成分為30質量%的乳白色的聚酯水分散體(Aw-1)。
(3)聚乙烯醇水溶液(Bw-1)的製作
添加水90質量份,一面進行攪拌一面緩慢地添加皂化度為88%且聚合度為500的聚乙烯醇樹脂(可樂麗(Kuraray)製造)(B-1)10質量份。添加後,一面攪拌溶液一面加熱至95℃為止,而使樹脂溶解。溶解後,一面進行攪拌一面冷卻至室溫為止,而製成固體成分為10質量%的聚乙烯醇水溶液(Bw-1)。
添加所述化合物,於氮氣環境下,以70℃保持4小時。其後,使反應液溫度下降至50℃,並滴加甲基乙基酮肟47質量份。測定反應液的紅外光譜,並確認異氰酸酯基的吸收消失,而獲得固體成分為75質量%的嵌段聚異氰酸酯水分散液(C-1)。
將下述的塗劑混合,而製成聚酯系樹脂(A)/聚乙烯醇系樹脂(B)的質量比變成70/30的偏光元件側易接著層用的塗佈液P1。
(朝聚酯膜的一面的易接著層的塗佈)
利用逆轉輥法,一面以乾燥後的塗佈量變成0.12g/m2的方式進行調整,一面將偏光元件側易接著層用的塗佈液P1塗佈於未延伸聚酯膜1的一側。
-橫向延伸步驟-
(預熱部)
將預熱溫度設為90℃,並加熱至可進行延伸的溫度為止。
(延伸部)
將經易接著層的塗佈及預熱的未延伸聚酯膜1引導至拉幅機(橫向延伸機)上,一面利用夾具握持膜的端部,一面藉由下述的方法、條件於TD方向(膜寬度方向、橫方向)上進行橫向延伸,
而獲得膜。
<<條件>>
.橫向延伸溫度:90℃
.橫向延伸倍率:4.3倍
(熱固定部)
繼而,一面將聚酯膜的膜面溫度控制成下述範圍,一面進行熱固定處理。
<條件>
.熱固定溫度:180℃
.熱固定時間:15秒
(熱緩和部)
將熱固定後的聚酯膜加熱至下述的溫度,而對膜進行緩和。
.熱緩和溫度:170℃
.熱緩和率:TD方向(膜寬度方向、橫方向)2%
(冷卻部)
繼而,以50℃的冷卻溫度對熱緩和後的聚酯膜進行冷卻。
將以所述方式獲得的於偏光元件側帶有PET用易接著層的橫向延伸聚酯膜設為膜1。
[製造例2]
藉由以下的方法來製造80μm的TD延伸PET(3層共擠出、加入有紫外線吸收劑)作為膜2。
<膜2的製造>
-膜成形步驟-
將原料聚酯1(90質量份)與含有紫外線吸收劑的原料聚酯2(10質量份)乾燥至含水率為20ppm以下後,投入至直徑為50mm的單軸混煉擠出機1的漏斗1中,於擠出機1中熔融至300℃(中間層II層)。
另外,將PET 1乾燥至含水率為20ppm以下後,投入至直徑為30mm的單軸混煉擠出機2的漏斗2中,於擠出機2中熔融至300℃(外層I層、外層III層)。
使所述2種聚合物熔融物分別經過齒輪泵、過濾器(孔徑為20μm)後,利用2種3層合流塊,以自擠出機1中擠出的聚合物變成中間層(II層)、自擠出機2中擠出的聚合物變成外層(I層及III層)的方式進行積層,然後自模具中呈片狀地擠出。
熔融樹脂的擠出條件是將壓力變動設為1%,將熔融樹脂的溫度分布設為2%,並自模具中擠出熔融樹脂。具體而言,相對於擠出機的桶內平均壓力施加1%的背壓,並以溫度相對於擠出機的桶內平均溫度高2%的擠出機的配管溫度進行加熱。
將自模具中擠出的熔融樹脂擠出至將溫度設定成25℃的冷卻澆鑄滾筒上,並利用靜電施加法來使其密接於冷卻澆鑄滾筒。使用與冷卻澆鑄滾筒對向配置的剝取輥進行剝離,而獲得未延伸聚酯膜2。此時,以I層、II層、III層的厚度的比變成10:80:10的方式調整各擠出機的噴出量。
針對所獲得的未延伸聚酯膜2,以與製造例1相同的方法
於偏光元件側進行PET用易接著層的賦予及橫向延伸,而製造厚度為80μm的膜2。
[製造例3]
藉由以下的方法來製造膜3。
(聚合物溶液的製備)
1]醯化纖維素
使用取代度為2.86的乙酸纖維素的粉體。將醯化纖維素加熱至120℃來進行乾燥,使含水率變成0.5質量%以下後,使用20質量份。
2]溶劑
使用下述的溶劑A。各溶劑的含水率為0.2質量%以下。
.溶劑A二氯甲烷/甲醇/丁醇/水=81.0/17.5/1.0/0.5(質量比)
3]添加劑
選擇下述的添加劑A-1,除此以外,使用下述的添加劑M。當將醯化纖維素設為100質量%時,使用15質量%的添加劑A-1。
(具有重複單元的化合物)
.A-1:乙二醇/己二酸(1/1莫耳比)的縮合物,數量平均分子量為1000,羥值為112mgKOH/g
(其他添加劑)
.M:二氧化矽微粒子(粒子尺寸為16nm)(0.02質量份)
4]溶解
使用下述的溶解步驟A來進行膨潤、溶解。
.溶解步驟A
向具有攪拌翼且冷卻水於外周進行循環的400升的不鏽鋼製溶解槽中投入所述溶劑及添加劑,一面進行攪拌、分散,一面緩慢地添加所述醯化纖維素。投入完成後,於室溫下攪拌2小時,進行3小時膨潤後再次實施攪拌,而獲得醯化纖維素溶液。
將經膨潤的溶液從槽移至帶有護套的配管並加熱至50℃,進而於2MPa的加壓下加熱至90℃為止,而使其完全溶解。加熱時間為15分鐘。此時,暴露於高溫下的過濾器、殼體、及配管利用赫史特(hastelloy)合金製且耐蝕性優異者,並使用具有使保溫加熱用的熱媒流通的護套者。
繼而,使溫度下降至36℃為止,而獲得醯化纖維素溶液。
5]過濾
利用絕對過濾精度為10μm的濾紙(#63,東洋濾紙(股份)製造)對所獲得的醯化纖維素溶液進行過濾,進而利用絕對過濾精度為2.5μm的金屬燒結過濾器(FH025,頗爾(Pall)公司製造)進行過濾而獲得聚合物溶液。
(膜的製作)
使用下述的製膜步驟A-1。藉由該製膜步驟所製造的醯化纖維素膜的殘留溶劑量均為0.3質量%以下。
.製膜步驟A-1
將所述聚合物溶液增溫至30℃,通過流延膜機後流延至作為滾筒的鏡面不鏽鋼支撐體上。將支撐體的溫度設定成-7℃,將流
延速度設為50m/min。將流延部整體的空間溫度設定成10℃。而且,於離流延部的終點部前50cm處,將進行流延並旋轉而得的醯化纖維素膜自滾筒上剝取,並利用針式拉幅機夾持兩端。再者,根據下述式所算出的剛剝取後的網的殘留溶劑量為300質量%。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
[式中,M表示即將插入至延伸區域之前的醯化纖維素膜的質量,N表示於110℃下對即將插入至延伸區域之前的醯化纖維素膜進行了3小時乾燥時的質量]
繼而,於100℃下對由針式拉幅機所保持的醯化纖維素膜進行5分鐘乾燥後,自針式拉幅機上取下並將兩邊剪掉,進而,於120℃下一面利用輥進行搬送一面進行15分鐘乾燥,而製成厚度為40μm的膜3。
[製造例4]
藉由以下的方法來製造膜4。
(醯化纖維素溶液的製備)
1]醯化纖維素
使用所述醯化纖維素A。將醯化纖維素A加熱至120℃來進行乾燥,使含水率變成0.5質量%以下後,使用20質量份。
2]溶劑
使用80質量份的所述溶劑A。
3]添加劑
選擇下述的添加劑A-1。其中,下述A-1的「添加量」表示將醯化纖維素設為100質量%時的質量%。以變成25質量%的方式調整添加劑於醯化纖維素溶液中的添加量。
(具有重複單元的化合物)
.A-1:乙二醇/己二酸(1/1莫耳比)的縮合物,數量平均分子量為1000,羥值為112mgKOH/g
(其他添加劑)
.M1:二氧化矽微粒子(粒子尺寸為16nm)(0.05質量份)
4]溶解
向具有攪拌翼的4000升的不鏽鋼製溶解槽中投入所述溶劑及添加劑,一面進行攪拌、分散,一面緩慢地添加所述醯化纖維素。投入完成後,於室溫下攪拌2小時,進行3小時膨潤後再次實施攪拌,而獲得醯化纖維素溶液。
再者,攪拌時使用以5m/sec(剪切應力為5×104kgf/m/sec2[4.9×105N/m/sec2])的圓周速度進行攪拌的高速分散機型(dissolver type)的偏芯攪拌軸、及中心軸上具有錨翼且以1m/sec(剪切應力為1×104kgf/m/sec2[9.8×104N/m/sec2])的圓周速度進行攪拌的攪拌軸。膨潤是停止高速攪拌軸,並使具有錨翼的攪拌軸的圓周速度變成0.5m/sec來實施。
將經膨潤的溶液從槽移至帶有護套的配管並加熱至50℃,進而於1.2MPa的加壓下加熱至90℃為止,而使其完全溶解。加熱
時間為15分鐘。此時,暴露於高溫下的過濾器、殼體、及配管利用赫史特合金(註冊商標)製且耐蝕性優異者,並使用具有使保溫加熱用的熱媒流通的護套者。
繼而,使溫度下降至36℃為止,而獲得醯化纖維素溶液。
於80℃下,使以所述方式獲得的濃縮前塗料於常壓的槽內閃蒸(flash),並利用冷凝器對經蒸發的溶劑進行回收分離。閃蒸後的塗料的固體成分濃度變成24.8質量%。再者,為了將經冷凝的溶劑再次用作製備步驟的溶劑而轉送至回收步驟(回收藉由蒸餾步驟與脫水步驟等來實施)。於閃蒸槽中,使中心軸上具有錨翼的軸以0.5m/sec的圓周速度進行旋轉,藉此進行攪拌來進行消泡。槽內的塗料的溫度為25℃,槽內的平均滯留時間為50分鐘。
5]過濾
繼而,最初於公稱孔徑為10μm的燒結纖維金屬過濾器中通過,繼而於同樣為10μm的燒結纖維過濾器中通過。將過濾後的塗料溫度調整成36℃後儲存於2000L的不鏽鋼製的儲存槽內。
(膜的製作)
1]流延步驟
繼而,輸送儲存槽內的塗料。為了將塗料的溫度調整成36℃,於流延模具上設置護套並將供給至護套內的傳熱介質的入口溫度設為36℃。
於作業步驟中,模具、分流器、配管均保溫為36℃。
2)流延模具
模具的材質為具有沃斯田鐵(austenite)相與肥粒鐵(ferrite)相的混合組成的二相系不鏽鋼,且使用熱膨脹係數為2×10-6(℃-1)以下,並且在電解質水溶液中的強制腐蝕試驗中具有與SUS316大致同等的耐腐蝕性的原材料。
另外,於流延模具的唇部前端,使用藉由金屬噴塗法而形成有碳化鎢(Wolfram Carbide,WC)塗層者。另外,於一側以0.5ml/min將作為可使塗料溶解的溶劑的混合溶劑(二氯甲烷/甲醇/丁醇(83質量份/15質量份/2質量份))供給至珠粒端部與狹縫的氣液界面。
3)金屬支撐體
自模具中擠出的塗料利用作為滾筒的鏡面不鏽鋼支撐體來作為支撐體。表面進行了鑄鎳及鍍硬鉻。使用將滾筒的表面粗糙度研磨至0.01μm以下、完全不存在50μm以上的針孔、10μm~50μm的針孔為1個/m2以下、10μm以下的針孔為2個/m2以下的支撐體。此時,將滾筒的溫度設定成-5℃,且以滾筒的圓周速度變成50m/min的方式設定滾筒的轉速。再者,當伴隨流延而污染滾筒表面時,適宜實施清掃。
4)流延乾燥
繼而,當於配置在設定成15℃的空間內的滾筒上進行流延,並經冷卻而凝膠化的塗料於滾筒上旋轉了320°時,將其作為凝膠化膜(網)而剝取。此時,相對於支撐體速度來調整剝取速度,並將延伸倍率設定成25%。延伸開始時的殘留溶劑量為200質量
%。
此處,殘留溶劑量是根據下述式來算出。
殘留溶劑量(質量%)={(M-N)/N}×100
[式中,M表示網(膜)的質量,N表示於110℃下對網(膜)進行了3小時乾燥時的質量]
5)拉幅機搬送.乾燥步驟條件
一面利用具有針夾(pin clip)的拉幅機來固定經剝取的網的兩端,一面將其搬送至乾燥區域內,並藉由乾燥風來進行乾燥。
6)後乾燥步驟條件
於輥搬送區域內對藉由所述方法所獲得的剪邊(edge trimming)後的光學膜進一步進行乾燥。該輥的材質為鋁製或碳鋼制,且於表面實施了鍍硬鉻。輥的表面形狀使用平坦的形狀與藉由噴砂(blasting)進行粗面化(matting)加工而成的形狀。一面以190N的張力搬送所製作的光學膜,一面於130℃下進行10分鐘後熱處理。
7)後處理、捲取條件
將乾燥後的光學膜冷卻至30℃以下後對兩端進行剪邊。剪邊是於膜的左右兩端部各設置2台(每一側的切割裝置數為2台)對膜端部進行切割的裝置,而對膜端部進行切割。進而,於光學膜的兩端進行滾花(knurling)。滾花是藉由自一側起進行壓花加
工來賦予。如此,獲得光學膜,並利用捲取機來捲取而製成膜4。膜4的膜厚為40μm。
[製造例5]
藉由以下的方法來製造膜5。
將含有由下述通式(1)所表示的內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂{共聚單體質量比=甲基丙烯酸甲酯/2-(羥甲基)丙烯酸甲酯=8/2,內酯環化率約為100%,內酯環結構的含有比例為19.4%,重量平均分子量為133000,熔融流動速率為6.5g/10min(240℃,10kgf),Tg為131℃}90質量份、與丙烯腈-苯乙烯(Acrylonitrile-Styrene,AS)樹脂{Toyo-AS AS20,東洋苯乙烯(Toyo Styrene)公司製造}10質量份的混合物,Tg為127℃的顆粒供給至雙軸擠出機中,於約280℃下呈片狀地熔融擠出,而獲得厚度為160μm的含有內酯環結構的(甲基)丙烯酸系樹脂片。於160℃的溫度條件下,將該未延伸片於縱方向(搬送方向)上延伸至2.0倍,並於橫方向(與搬送方向垂直的方向)上延伸至2.0倍而獲得膜5(厚度:40μm)。
[化6]
所述(1)中,R1為氫原子,R2及R3為甲基。
[製造例6]
藉由以下的方法來製造膜6。
於製作所述膜5時,將延伸倍率設為縱方向(搬送方向)2.8倍、橫方向(與搬送方向垂直的方向)2.0倍,除此以外,以相同方式獲得膜6(厚度:31μm)。
[製造例7]
藉由以下的方法來製造膜7。
(醯化纖維素溶液A-1的製備)
將下述的組成物投入至混合槽中,一面進行加熱一面進行攪拌,使各成分溶解來製備醯化纖維素溶液A-1。
{醯化纖維素溶液A-1組成}
(消光劑分散液B-1的製備)
將下述的組成物投入至分散機中,進行攪拌來使各成分溶解,而製備消光劑溶液(B-1)。
{消光劑分散液B-1組成}
(紫外線吸收劑溶液C-1的製備)
將下述的組成物投入至其他混合槽中,一面進行加熱一面進行攪拌,使各成分溶解來製備紫外線吸收劑溶液C-1。
{紫外線吸收劑溶液C-1組成}
紫外線吸收劑(地奴彬(Tinuvin)326日本汽巴(Ciba.Japan)製造) 4.0質量份
以醯化纖維素溶液A-1為94.6質量份,消光劑分散液B-1為1.3質量份,且相對於醯化纖維素100質量份而使地奴彬(Tinuvin)328變成0.8質量份、地奴彬(Tinuvin)326變成0.2質量份、磷酸三苯酯變成5.0質量份、磷酸聯苯二苯酯變成3.0質量份、乙基鄰苯二甲醯羥乙酸乙酯(Ethyl Phthalyl Ethyl Glycolate)變成4.0質量份的方式,一面進行加熱一面充分地攪拌來使各成分溶解,而製備塗料。
將所獲得的塗料增溫至30℃,通過流延膜機後於作為滾筒的鏡面不鏽鋼支撐體上進行流延。
將支撐體的表面溫度設定成-5℃。
將流延部整體的空間溫度設定成15℃。
而且,於離流延部的終點部前50cm處,將進行流延並旋轉而得的醯化纖維素膜自滾筒上剝取,然後利用針式拉幅機夾持兩端。
剛剝取之後的醯化纖維素網的殘留溶劑量為270%,醯化纖維素網的膜面溫度為5℃。
將由針式拉幅機保持的醯化纖維素網搬送至乾燥區域內。
於初期的乾燥中吹送45℃的乾燥風。
繼而,於110℃下進行5分鐘乾燥,進而於140℃下進行10分鐘乾燥,於即將捲取之前對兩端(總寬度的各5%)進行剪邊後,於兩端附加寬度為10mm、高度為50μm的增厚加工(滾花),然後捲取成3000m的輥狀。
以所述方式製成厚度為80μm的膜7。
[製造例8]
藉由以下的方法來製造膜8。
(硬塗(Hard Coat,HC)層密著性改良用的PET用易接著層的製作)
將下述化合物以下述的比率混合,而製成硬塗層側易接著層用的塗佈液H1。
.硬塗層側易接著層用的塗佈液H1
以下表示所使用化合物的詳細情況。
.聚酯樹脂:(IC)
以下述組成的單體進行共聚而成的聚酯樹脂的磺酸系水分散
體
單體組成:(酸成分)對苯二甲酸/間苯二甲酸/間苯二甲酸-5-磺酸鈉//(二醇成分)乙二醇/1,4-丁二醇/二乙二醇=56/40/4//70/20/10(mol%)
.丙烯酸樹脂:(II)
以下述組成的單體進行共聚而成的丙烯酸樹脂的水分散體
丙烯酸乙酯/丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸甲酯/N-羥甲基丙烯醯胺/丙烯酸=65/21/10/2/2(質量%)的乳化聚合物(乳化劑:陰離子系界面活性劑)
.胺基甲酸酯樹脂:(IIIB)
利用三乙胺對預聚物進行中和,然後利用異佛爾酮二胺進行擴鏈而獲得的胺基甲酸酯樹脂的水分散體,所述預聚物包括:包含1,6-己二醇與碳酸二乙酯的數量平均分子量為2000的聚碳酸酯多元醇400質量份、新戊二醇10.4質量份、異佛爾酮二異氰酸酯58.4質量份、二羥甲基丁酸74.3質量份。
.三聚氰胺化合物:(VIB)六甲氧基甲基三聚氰胺
.粒子:(VII)平均粒徑為65nm的矽溶膠
(朝聚酯膜的兩面的易接著層的塗佈)
利用逆轉輥法,一面以乾燥後的塗佈量於任一面均變成0.12g/m2的方式進行調整,一面將下述硬塗層側易接著層用的塗佈液H1塗佈於製造例1中所製造的未延伸聚酯膜1的一側,將製造例1中所製造的偏光元件側易接著層用的塗佈液P1塗佈於另一面。
(於PET上製作HC層)
其後,以乾燥膜厚變成5μm的方式,將下述組成的混合塗液(丙烯酸-1)塗佈於兩面塗佈有易接著層的膜的塗佈有硬塗層側易接著層用的塗佈液H1的面上,並進行乾燥,然後照射紫外線來使其硬化而形成硬塗層。
將以所述方式獲得的於未延伸聚酯膜1的偏光元件側具有PET用易接著層、於其相反側的面上隔著硬塗層易接著層而積層有硬塗層的膜設為膜8。
[製造例101]
(偏光板1的製作)
準備製造例3中所製造的乙酸纖維素膜即膜3作為第二偏光板保護膜,使其於1.5N的氫氧化鈉水溶液中連續地通過,並於55℃下浸漬2分鐘。於室溫的水洗浴槽中進行清洗,然後於30℃下使用0.1N的硫酸進行中和。再次於室溫的水洗浴槽中進行清洗,進而利用100℃的暖風進行乾燥。如此,對作為乙酸纖維素膜的膜3的表面進行了皂化。
繼而,根據日本專利特開2001-141926號公報的實施例1,使
碘吸附於在搬送方向上進行了延伸的聚乙烯醇膜來製作膜厚為24μm的偏光元件。該偏光元件的吸收軸為與搬送方向平行的方向。
將聚乙烯醇(可樂麗製造的偏光元件-117H)3%水溶液作為水系接著劑,將所述經皂化的乙酸纖維素膜即膜3及用作第一保護膜的帶狀(長條狀)的膜1的塗佈有偏光元件側易接著層用的塗佈液P1的面設為偏光元件側,藉由捲對捲,並使偏光元件處於中間而以帶有PET用易接著層的膜1/PVA偏光元件/膜3的順序進行貼合,從而獲得偏光元件的兩面由膜保護的偏光板1。
[製造例102、製造例104、製造例105、製造例112及製造例113]
於製造例101中,如下述表1中所記載般變更第一保護膜、第二保護膜的種類,除此以外,以與製造例101相同的方式,藉由捲對捲,並利用水系接著劑進行貼合,而製成偏光板2、偏光板4、偏光板5、偏光板12及偏光板13。
再者,下述表1中,「TD60」表示市售的纖維素酯膜「TD60」(商品名,富士軟片(股份)製造)。另外,各醯化纖維素膜於以與製造例101相同的方法進行皂化處理後,與偏光元件進行貼合。
[製造例103]
於製造例102中,如下述般設為於調換帶有PET用易接著層的膜1的MD方向與TD方向(慢軸與偏光元件吸收軸平行)後,利用手工進行批次黏貼的貼合形態,除此以外,以與製造例101相同的方式,利用水系接著劑進行貼合,而製成帶有PET用易接
著層的膜1/PVA/膜4的構成的偏光板3。
<利用手工的批次黏貼偏光板加工>
準備1m×1m的膜3作為偏光板保護膜,使其於1.5N的氫氧化鈉水溶液中連續地通過,並於55℃下浸漬2分鐘。於室溫的水洗浴槽中進行清洗,然後於30℃下使用0.1N的硫酸進行中和。再次於室溫的水洗浴槽中進行清洗,進而利用100℃的暖風進行乾燥。如此,對膜3的表面進行了皂化。
繼而,根據日本專利特開2001-141926號公報的實施例1,使碘吸附於進行了延伸的聚乙烯醇膜來製作膜厚為24μm的偏光元件。
將所獲得的偏光元件裁剪成1m×1m。
將聚乙烯醇(可樂麗製造的偏光元件-117H)3%水溶液作為接著劑,將所述經皂化的膜3及裁剪成1m×1m的帶有PET用易接著層的膜1的塗佈有偏光元件側易接著層用的塗佈液的面設為偏光元件側,使偏光元件處於中間來進行貼合。此時,膜3是使膜3的搬送方向與偏光元件的搬送方向一致來進行貼合,膜1是使延伸方向(作為於製造膜1時與搬送方向正交的方向的方向)與偏光元件的延伸方向一致來進行貼合。獲得偏光元件的兩面由膜保護的偏光板3。
[製造例106]
(偏光元件的製作)
根據日本專利特開2001-141926號公報的實施例1,使碘吸附
於在搬送方向上進行了延伸的聚乙烯醇膜來製作膜厚為24μm的偏光元件。該偏光元件的吸收軸為與搬送方向平行的方向。
(紫外線(Ultraviolet,UV)接著劑的製備1)
調配丙烯酸2-羥基乙酯100質量份、甲苯二異氰酸酯10質量份及光聚合起始劑(易璐佳(Irgacure)907,巴斯夫(BASF)製造)3質量份來製備偏光板用接著劑。將其設為接著劑1。
(偏光板的製作)
以與製造例101相同的方式對製造例6中所獲得的膜6的表面進行皂化。
繼而,使用微凹版塗佈機(凹版輥:#300,旋轉速度為140%/線速),以將用作第一保護膜的製造例1中所獲得的膜1的易接著層與偏光元件之間的接著層1的膜厚設為3.0μm,且用作第二保護膜的膜6的皂化處理面與偏光元件之間的接著層2的膜厚變成3.0μm的方式,將接著劑1塗覆於各膜上,而製成帶有接著劑的保護膜。繼而,利用輥壓機並藉由捲對捲來將所述帶有接著劑的保護膜貼合於所述偏光元件的兩面。自經貼合的膜6側照射紫外線來使接著劑硬化,而將各層貼合。將線速設為20m/min,將紫外線的累計光量設為300mJ/cm2。以所述方式獲得膜長度為500m且兩面由第一保護膜及第二保護膜保護的偏光板。將該偏光板設為偏光板6。
[製造例107、製造例110及製造例111]
於製造例106中,如下述表1中所記載般變更第一保護膜、
第二保護膜的種類,除此以外,以與製造例106相同的方式,藉由捲對捲並利用UV接著劑進行貼合,而製成偏光板7、偏光板10及偏光板11。
再者,下述表1中,TD60表示市售的纖維素酯膜TD60(富士軟片(股份)製造)。另外,各醯化纖維素膜於以與製造例101相同的方法進行皂化處理後,與偏光元件進行貼合。
將製造例101~製造例113中所獲得的偏光板1~偏光板13的構成示於下述表1。
[實施例1~實施例3、實施例11~實施例14、實施例21、實施例31,比較例1、比較例11及比較例31]
[液晶顯示裝置的製作]
將市售的IPS型液晶電視機(LG電子製造的42LS5600,液
晶單元的玻璃基板的厚度是上下均為0.5mm)的視認側的偏光板剝離,如下述表2~表5中所記載般,以黏著劑層變成液晶單元側的方式貼附偏光板1~偏光板13。以前側(視認側)的偏光板的透過軸變成上下方向、且後側(背光源側)的偏光板的透過軸變成左右方向的方式設為正交偏光配置。液晶單元中所使用的玻璃的厚度為0.5mm。將所獲得的液晶顯示裝置分別設為實施例1~實施例3、實施例11~實施例14、實施例21、實施例31、比較例1、比較例11及比較例31的液晶顯示裝置。
[評價]
<第一保護膜(外膜)的透濕度>
各第一保護膜的透濕度是藉由JIS0208的方法,求出於40℃、相對濕度90%下經過24小時後的值。
將所獲得的各第一保護膜的透濕度記載於下述表2~表5中。
<第一保護膜(外膜)的平衡含水率>
各第一保護膜的於25℃、相對濕度60%下的平衡含水率是利用水分測定器、試樣乾燥裝置「CA-03」及「VA-05」{均為三菱化學(股份)製造},並藉由卡爾費雪法來對7mm×35mm的膜試樣進行測定。使水分量(g)除以試樣質量(g)來算出。
將所獲得的各第一保護膜的平衡含水率記載於下述表2~表5中。
<第一保護膜(外膜)的Re>
(聚酯系膜)
本說明書中所使用的聚酯系膜的Re藉由以下的方法來測定。
使用兩片偏光板,求出用作保護膜的膜的配向軸方向,並以配向軸方向正交的方式切出4cm×2cm的長方形,而製成測定用樣品。針對該樣品,藉由阿貝折射率計(愛拓公司製造,NAR-4T,測定波長為589nm)來求出正交的雙軸的折射率(Nx,Ny)、及厚度方向的折射率(Nz)。進而,第一保護膜的厚度d1(nm)是利用電測微計(Feinpruef公司製造,Millitron 1245D)來測定,將單位換算成nm。根據所測定的Nx、Ny、Nz、d1的值來算出Re。
(纖維素系樹脂膜、丙烯酸系膜的Re)
於本說明書中,用作保護膜的纖維素系樹脂膜、丙烯酸系膜的Re藉由以下的方法來測定。
於25℃、相對濕度60%下對樣品膜進行24小時調濕後,使用自動雙折射計(KOBRA-21ADH:王子計測機器(Oji Keisoku Kiki)(股份)製造)算出面內延遲值(Re)。
將所獲得的第一保護膜(內膜)的Re記載於下述表2~表5中。
<膜的彈性模數比>
準備測定方向的長度為200mm、寬度為10mm的試樣,將試樣於25℃、相對濕度60%的環境中放置24小時之後,即刻使用東洋精機製造的斯特羅格拉夫(Strograph)V10-C,將樣品形狀設為寬度為10mm、夾盤間長度為100mm來測定各膜的彈性模數(GPa)。
彈性模數比藉由下述式來算出。
彈性模數比=膜的偏光元件的透過軸方向的彈性模數/膜的偏光元件的吸收軸方向的彈性模數
再者,於各實施例及比較例中,偏光元件的吸收軸方向為製作偏光板時的偏光元件的MD方向,偏光元件的透過軸方向為製作偏光板時的偏光元件的TD方向。
將所獲得的各膜的彈性模數比記載於下述表2~表5中。
<膜的濕度尺寸變化率>
各膜的濕度尺寸變化率[%]能夠以如下方式進行測定。
針對膜,準備長度為12cm(測定方向)、寬度為3cm的試樣,於25℃、相對濕度60%的環境中,以10cm的間隔於該試樣上穿出針孔,將試樣於25℃、相對濕度80%的環境中放置24小時後,利用針規來測定針孔的間隔的長度(將測定值設為LA1)。
繼而,於25℃、相對濕度10%的環境中放置24小時之後,即刻利用針規來測定針孔的間隔的長度(將測定值設為LC0)。使用該些測定值並藉由下述式來算出濕度尺寸變化率。
濕度尺寸變化率[%]={(LA1[cm]-LC0[cm])/10[cm]}×100
濕度尺寸變化率比藉由下述式來算出。
濕度尺寸變化率比=膜的偏光元件的透過軸方向的濕度尺寸變化率/膜的偏光元件的吸收軸方向的濕度尺寸變化率
再者,於各實施例及比較例中,偏光元件的吸收軸方向為製作偏光板時的偏光元件的MD方向,偏光元件的透過軸方向為製作偏光板時的偏光元件的TD方向。
將所獲得的各膜的濕度尺寸變化率比記載於下述表2~表5中。
<第二保護膜(內膜)的收縮力比的算出方法>
自根據所述式算出的膜濕度尺寸變化率(%)與膜彈性模數(GPa),並根據下述式來算出膜收縮力(N/m)。
膜的偏光元件的吸收軸方向的收縮力(N/m)=膜的偏光元件的吸收軸方向的彈性模數(GPa)×|膜的偏光元件的吸收軸方向的濕度尺寸變化率(%)|×膜厚度(μm)×10
膜的偏光元件的透過軸方向的收縮力(N/m)=膜的偏光元件的透過軸方向的彈性模數(GPa)×|膜的偏光元件的透過軸方向的濕度尺寸變化率(%)|×膜厚度(μm)×10
收縮力比是使用所述值並藉由下述式來算出。
收縮力比=膜的偏光元件的透過軸方向的收縮力/膜的偏光元件的吸收軸方向的收縮力
將所獲得的第二保護膜(內膜)的收縮力比記載於下述表2~表5中。
<保護膜的膜厚>
利用掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)觀察所製造的偏光板的剖面,並測定第一保護膜、第二保護膜的膜厚。
將所獲得的保護膜的膜厚記載於下述表2~表5中。
<後側偏光板中所使用的第二保護膜的光彈性係數>
自所製作的後側偏光板中所使用的第二保護膜切出1cm×5cm的樣品,使用分光橢圓偏光儀(M-220,日本分光股份有限公司製造),一面於25℃下對樣品施加應力,一面測定膜面內的延遲值,並根據延遲值與應力的函數的斜度來算出。
將所獲得的後側偏光板中所使用的第二保護膜的光彈性係數記載於下述表2~表5中。
[評價]
<液晶面板的濕熱經時後的四角的漏光(四角的亮度不均勻)的評價>
於50℃、相對濕度60%下對所製作的實施例及比較例的液晶
顯示裝置進行72小時加熱後,於點亮液晶顯示裝置的背光源的狀態下,在25℃、相對濕度60%下放置,於5小時後的時間點評價面板的四角(4角)的漏光,並作為四角的亮度不均勻的評價。
四角的亮度不均勻(漏光)評價是利用亮度測定用相機「ProMetric」(Radiant Imaging公司製造)自畫面正面拍攝黑色顯示畫面,並根據總畫面的平均亮度與4角的漏光大的部位的亮度差來進行評價。將所獲得的結果記載於下述表2~表5中。實用上,必須為A評價、B評價或C評價,較佳為A評價或B評價,更佳為A評價。
(評價基準)
A:未看到面板4角的亮度不均勻(漏光)(面板的亮度不均勻(漏光)為與初始狀態相同的程度)。
B:可容許於面板4角中的1角~2角處看到略微的亮度不均勻(漏光)。
C:可容許於面板4角中的3角~4角處看到略微的亮度不均勻(漏光)。
D:面板4角的亮度不均勻(漏光)強,無法容許。
<液晶面板的濕熱經時後的圓形或橢圓形的漏光(亮度不均勻)的評價>
於50℃、相對濕度60%下對所製作的實施例及比較例的液晶顯示裝置進行72小時加熱後,於點亮液晶顯示裝置的背光源的狀態下,在25℃、相對濕度60%下放置,於48小時後的時間點評價
面板中所出現的橢圓狀的漏光,並作為濕熱經時後的圓形或橢圓形的亮度不均勻評價。
亮度不均勻評價是利用亮度測定用相機「ProMetric」(Radiant Imaging公司製造)自畫面斜向拍攝黑色顯示畫面,並根據總畫面的平均亮度與橢圓形狀的內外的亮度差來進行評價。將所獲得的結果記載於下述表2~表5中。較佳為A評價、B評價或C評價,更佳為A評價或B評價,特佳為A評價。
(評價基準)
A:未看到圓形或橢圓形狀的亮度不均勻(面板的漏光為與初始狀態相同的程度)。
B:可容許於圓形或橢圓形狀的亮度不均勻中的1角~2角處看到略微的漏光。
C:可容許於圓形或橢圓形狀的亮度不均勻中的3角~4角處看到略微的漏光。
D:圓形或橢圓形狀的亮度不均勻強。
根據所述表2~表5,可知本發明的液晶顯示裝置於在高溫高濕環境下保存後點亮背光源時面板四角的亮度不均勻得到抑
制,且液晶顯示裝置的面板翹曲得到抑制。
另一方面,根據比較例1、比較例21及比較例31,可知於前側偏光板的第二保護膜中,當與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力相對於所述偏光元件的吸收軸方向的收縮力的收縮力比低於本發明中所規定的上限值時,無法抑制濕熱經時後的四角的亮度不均勻,並產生液晶顯示裝置的面板翹曲。
再者,所述表2~表5中,第二保護膜的延伸倍率表示偏光元件的吸收軸方向(MD方向)的延伸倍率。
1‧‧‧前側偏光板的第一保護膜
2‧‧‧前側偏光板的第二保護膜
3‧‧‧前側偏光板的偏光元件
11‧‧‧接著層1
12‧‧‧接著層2
14‧‧‧易接著層
15‧‧‧硬塗層
21‧‧‧前側偏光板
22‧‧‧液晶單元
26‧‧‧背光源
31‧‧‧後側偏光板的第一保護膜
32‧‧‧後側偏光板的第二保護膜
33‧‧‧後側偏光板的偏光元件
41‧‧‧後側偏光板
50‧‧‧液晶顯示裝置
Claims (7)
- 一種液晶顯示裝置,其包括:液晶單元,於2片玻璃基板之間設置有液晶層;前側偏光板,設置於所述液晶單元的前側;後側偏光板,設置於所述液晶單元的後側;以及背光源,設置於所述後側偏光板的後側;所述前側偏光板自與所述液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜,所述前側偏光板的所述第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,所述前側偏光板的所述第一保護膜的面內方向的延遲Re為3000nm以上,所述前側偏光板的所述第二保護膜於25℃、相對濕度60%下的平衡含水率為1%~3%,且所述前側偏光板的所述第二保護膜的與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與所述偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.3倍以上。
- 如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置,其中所述前側偏光板的所述第一保護膜的與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的彈性模數為與所述偏光元件的吸收軸平行的方向的彈性模數的1.5倍以上、4倍以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示裝置,其 中所述前側偏光板的所述第二保護膜為含有(甲基)丙烯酸系樹脂或醯化纖維素樹脂的膜。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示裝置,其中所述前側偏光板的所述第二保護膜的與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與所述偏光元件的吸收軸平行的方向的收縮力的1.4倍以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示裝置,其中所述後側偏光板的所述液晶單元側的保護膜的光彈性係數為11×10-12/Pa以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示裝置,其中所述後側偏光板自與所述液晶單元為相反側的表面側起依次具有第一保護膜、偏光元件、及第二保護膜,所述後側偏光板的所述第一保護膜為含有聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂作為主成分的膜,所述後側偏光板的所述第一保護膜的面內方向的延遲Re為3000nm以上,所述後側偏光板的所述第二保護膜為含有(甲基)丙烯酸系樹脂或醯化纖維素樹脂的膜,且所述後側偏光板的所述第二保護膜的與所述偏光元件的吸收軸正交的方向的收縮力為與所述偏光元件的吸收軸方向平行的方向的收縮力的1.3倍以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶顯示裝置,其 中所述液晶顯示裝置的形成液晶單元的2片玻璃基板的厚度分別為0.5mm以下。
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