TWI607249B - Polarizer - Google Patents
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Description
本發明係關於一種偏光板,其於使二色性色素吸附配向於聚乙烯醇系樹脂上之偏光元件上貼合有包含透明樹脂之保護膜。
偏光板可用作構成液晶顯示裝置之光學零件之一。偏光板通常以於偏光元件之兩面上積層有保護膜之狀態組入至液晶顯示裝置中。雖亦已知僅於偏光元件之單面上設置保護膜,但於多數情況下,於另一面上兼具保護膜之功能而貼合不僅作為保護膜而且具有其他光學功能之層。
作為偏光元件之製造方法,廣泛已知有對經二色性色素染色之單軸延伸聚乙烯醇系樹脂膜進行硼酸處理,水洗後並加以乾燥之方法。以此方式所得之偏光元件通常於上述水洗及乾燥後立即貼合保護膜。其原因在於,乾燥後之偏光元件存在物理強度較弱,容易於加工方向上破裂等問題。因此,乾燥後之偏光元件通常立即塗佈水系之接著劑,經由該接著劑於兩面上同時貼合保護膜。通常,使用厚度30~120μm之乙酸纖維素系樹脂膜作為保護膜。
另一方面,由於乙酸纖維素系樹脂膜之透濕度較高,故而將該膜作為保護膜貼合之偏光板存在於濕熱下(例如於溫度70℃、相對濕度90%之條件下)容易引起劣化等問題。因此,亦提出藉由將透濕度低於乙酸纖維素系樹脂之樹脂作為保護膜而解決該問題之方法,例如已知有將環烯烴系樹脂作為保護膜。具體而言,於日本專利特開平6-
51117號公報(專利文獻1)中記載有將熱塑性飽和降烯系樹脂膜積層於偏光元件之至少一面上。
於以先前之裝置將此種透濕度較低之樹脂膜貼合於上述偏光元件上之情形時,於使用以水作為主要溶劑之水系接著劑(例如聚乙烯醇水溶液)貼合該樹脂膜後將溶劑乾燥之所謂濕式層壓中,存在無法獲得充分之接著強度、或外觀變得不良等問題。其原因在於,透濕度較低之樹脂膜一般較乙酸纖維素系樹脂膜更具有疏水性或因透濕度較低而無法使作為溶劑之水充分乾燥等。
因此,日本專利特開2000-321432號公報(專利文獻2)中提出有藉由聚胺基甲酸酯系接著劑將上述偏光元件與熱塑性飽和降烯系樹脂膜進行接著。然而,聚胺基甲酸酯系接著劑存在不僅進行硬化需要時間,而且接著力亦未必充分之問題。
又,作為於透濕度較低之樹脂膜與偏光元件之間提供較高之接著力,並且於如乙酸纖維素系樹脂般透濕度較高之樹脂膜與上述偏光元件之間亦提供較高之接著力之接著劑,有嘗試使用光硬化性接著劑。例如,於日本專利特開2004-245925號公報(專利文獻3)中,揭示有以不含芳香環之環氧化合物作為主成分之接著劑,提出藉由利用活性能量線之照射(具體而言為紫外線之照射)之陽離子聚合使該接著劑硬化,從而接著偏光元件與保護膜。此外,於日本專利特開2008-257199號公報(專利文獻4)中,揭示有將組合有脂環式環氧化合物與不具有脂環式環氧基之環氧化合物,且進而調配有光陽離子聚合起始劑之光硬化性接著劑用於偏光元件與保護膜之接著之技術。
上述專利文獻3及4所揭示之接著劑意圖藉由陽離子聚合而硬化,故調配有光陽離子聚合起始劑、即接受光之照射而產生酸之光酸產生劑。另一方面,亦已知有接受光之照射而產生鹼之光鹼產生劑、即光陰離子聚合起始劑。
作為光鹼產生劑,已知有胺基甲酸酯化合物、α-胺基酮化合物、四級銨化合物、O-醯基肟化合物、胺基環丙烯酮化合物等。例如,於日本專利特開平10-77264號公報(專利文獻5)中,記載有作為胺基甲酸酯化合物之1種之2-硝基苄醇之環狀胺-N-羧酸酯,於國際公開第2010/064631號(專利文獻6)中,記載有將包含1-(2-蒽醌基)乙醇之1-哌啶羧酸酯之1-芳基烷醇之N-取代胺基甲酸酯作為光鹼產生劑。於日本專利特開平11-71450號公報(專利文獻7)中,記載有將作為α-胺基酮化合物之1種且於苯乙酮之α-位鍵結有胺基之α-胺基苯乙酮作為潛伏性鹼觸媒。於日本專利特開2003-212856號公報(專利文獻8)中,記載有將作為四級銨化合物之1種之咪唑鎓鹽作為光鹼產生劑,於日本專利特開2005-264156號公報(專利文獻9)中,記載有將4-芳硫基苯甲醯甲基鍵結於特定結構之四級氮上之化合物作為光鹼產生劑。於日本專利特開2006-36895號公報(專利文獻10)中,記載有將具有於1分子中鍵結有3個以上且6個以下醯氧基亞胺基之結構之O-醯基肟化合物作為光鹼產生劑。又,於日本專利特開2011-195616號公報(專利文獻11)中,記載有將於環丙烯酮環上鍵結有胺基之胺基環丙烯酮化合物作為光鹼產生劑。
對於如上述專利文獻3及4所揭示之藉由光陽離子聚合而硬化之接著劑,由於藉由紫外線之照射自光陽離子聚合起始劑產生之酸於聚合硬化後仍有殘存,故而於耐熱試驗時,存在由酸引起之偏光元件之劣化導致變色之問題。
本發明之目的在於提供一種使用光硬化性接著劑貼合偏光元件與透明樹脂膜且耐熱性優異之偏光板。
因此,本發明提供一種偏光板,其特徵在於:於使二色性色素吸附配向於聚乙烯醇系樹脂上之偏光元件上經由接著劑而貼合有透明
樹脂膜,且上述接著劑由含有包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物形成。
於此偏光板中,構成成為接著劑之光硬化性組合物之環氧化合物較佳為於分子內具有至少2個環氧基。該等環氧基尤佳係以縮水甘油氧基存在。又,該等環氧化合物較佳為於分子內不具有芳香環者。
進而,於該等偏光板中,構成成為接著劑之光硬化性組合物之光鹼產生劑較佳為於分子內具有胺基甲酸酯結構之化合物或四級銨化合物。
於該等偏光板中,成為接著劑之光硬化性組合物較佳為相對於包含上述環氧化合物之光硬化性成分100重量份,含有光鹼產生劑0.01~400重量份。
本發明之偏光板藉由使貼合偏光元件與透明樹脂膜之接著劑由含有包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物形成,而表現良好之耐熱性。
以下,詳細說明本發明。本發明之偏光板係於使二色性色素吸附配向於聚乙烯醇系樹脂上之偏光元件之單面或兩面上貼合有透明樹脂膜者。首先,自構成偏光板之各構件起依序進行說明。
偏光元件係具有將自然光轉換為直線偏光之功能之膜,通常包含於聚乙烯醇系樹脂膜上吸附配向有二色性色素者。構成偏光元件之聚乙烯醇系樹脂可藉由將聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而獲得。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂,除作為乙酸乙烯酯之均聚物之聚乙酸乙烯酯之外,可例示乙酸乙烯酯及可與其共聚合之其他單體之共聚物等。作為可與
乙酸乙烯酯共聚合之其他單體,例如可列舉不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類等。聚乙烯醇系樹脂之皂化度通常為85~100莫耳%,較佳為98~100莫耳%之範圍。該聚乙烯醇系樹脂亦可進而改性,例如亦可使用藉由醛類而改性之聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮乙醛等。聚乙烯醇系樹脂之聚合度通常為1,000~10,000,較佳為1,500~10,000之範圍。將此種聚乙烯醇系樹脂製膜而成者可用作偏光元件之坯膜。聚乙烯醇系樹脂之製膜可藉由公知之方法進行。
偏光板可經由如下步驟製造:將如上所述之已製膜之聚乙烯醇系樹脂膜單軸延伸之步驟;利用二色性色素將聚乙烯醇系樹脂膜染色而吸附二色性色素之步驟;藉由硼酸水溶液對吸附有二色性色素之聚乙烯醇系樹脂膜進行處理之步驟;於藉由硼酸水溶液之處理後水洗之步驟;及於實施該等步驟所得之偏光元件上貼合保護膜之步驟。
聚乙烯醇系樹脂膜之單軸延伸可於利用二色性色素之染色前進行,亦可與利用二色性色素之染色同時進行,亦可於利用二色性色素之染色後進行。於在利用二色性色素之染色後進行單軸延伸之情形時,該單軸延伸可於硼酸處理前進行,亦可於硼酸處理中進行。又,當然亦可於該等複數個階段中進行單軸延伸。於進行單軸延伸時,可通過周速不同之輥間進行延伸,亦可藉由以熱輥夾持之方法進行延伸。又,可為於大氣中進行延伸之乾式延伸,亦可為於藉由溶劑而膨潤之狀態下進行延伸之濕式延伸。延伸倍率通常為4~8倍左右。
於利用二色性色素將聚乙烯醇系樹脂膜染色時,例如只要將聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含有二色性色素之水溶液中即可。作為二色性色素,具體而言可使用碘或二色性染料。
於使用碘作為二色性色素之情形時,通常採用於含有碘及碘化鉀之水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂膜而染色之方法。該水溶液中之碘之含量相對於水每100重量份,通常為0.01~0.5重量份左右,碘化鉀
之含量相對於水每100重量份,通常為0.5~10重量份左右。該水溶液之溫度通常為20~40℃左右,又,於該水溶液中之浸漬時間通常為30~300秒左右。
另一方面,於使用二色性染料作為二色性色素之情形時,通常採用於含有水溶性二色性染料之水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂膜而染色之方法。該水溶液中之二色性染料之含量相對於水每100重量份,通常為1×10-3~1×10-2重量份左右。該水溶液亦可含有硫酸鈉等無機鹽。該水溶液之溫度通常為20~80℃左右,又,於該水溶液中之浸漬時間通常為30~300秒左右。
利用二色性色素之染色後之硼酸處理可藉由將經染色之聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於硼酸水溶液中而進行。硼酸水溶液中之硼酸之含量相對於水每100重量份,通常為2~15重量份左右,較佳為5~12重量份。於使用碘作為二色性色素之情形時,較佳為該硼酸水溶液含有碘化鉀。硼酸水溶液中之碘化鉀之含量相對於水每100重量份,通常為2~20重量份左右,較佳為5~15重量份。於硼酸水溶液中之浸漬時間通常為100~1,200秒左右,較佳為150~600秒,進而較佳為200~400秒。硼酸水溶液之溫度通常為50℃以上,較佳為50~85℃。
硼酸處理後之聚乙烯醇系樹脂膜通常進行水洗處理。水洗處理例如藉由將進行硼酸處理之聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於水中而進行。水洗後實施乾燥處理,從而可獲得偏光元件。水洗處理中之水之溫度通常為5~40℃左右,浸漬時間通常為2~120秒左右。其後進行之乾燥處理通常使用熱風乾燥機或遠紅外線加熱器進行。其乾燥溫度通常為40~100℃。乾燥處理中之處理時間通常為120~600秒左右。
如此,可獲得包含吸附配向有碘或者二色性染料之聚乙烯醇系樹脂膜之偏光元件。該偏光元件之厚度可設為10~40μm左右。
本發明之偏光板係於以上說明之偏光元件上貼合透明樹脂膜作為保護膜者。於在偏光元件之兩面貼合樹脂膜之情形時,貼合於兩面之2片膜可為相同種類者,亦可為不同種類者。作為該等樹脂膜,可使用環烯烴系樹脂膜、聚酯系樹脂膜、丙烯酸系樹脂膜、聚碳酸酯系樹脂膜、聚碸系樹脂膜、脂環式聚醯亞胺系樹脂膜、乙酸纖維素系樹脂膜等。
上述透明樹脂膜亦可於貼合在偏光元件之前,對貼合面實施皂化處理、電暈處理、底塗處理、增黏塗層處理等易接著處理。又,透明樹脂膜亦可於與偏光元件之貼合面之相反側之表面包含硬塗層、抗反射層、防眩層等各種處理層。透明樹脂膜之厚度通常為5~200μm左右之範圍,較佳為10~120μm,進而較佳為10~85μm。
於以上說明之偏光元件與透明樹脂膜之貼合時,使用含有包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物作為接著劑。此處,所謂環氧化合物,係於分子內具有環氧基,藉由紫外線等之照射進行聚合反應而硬化之化合物或低聚物。
於本發明中,使用環氧化合物作為形成接著劑之光硬化性組合物中所含之光硬化性成分。作為光硬化性之環氧化合物,可例示脂環式環氧化合物、芳香族環氧化合物、氫化環氧化合物、脂肪族環氧化合物等。
首先,對脂環式環氧化合物進行說明。其係於分子內具有至少1個直接鍵結於脂環式環上之環氧基之化合物。例如可列舉:3,4-環氧環己烷羧酸3,4-環氧環己基甲酯、3,4-環氧-6-甲基環己烷羧酸3,4-環氧-6-甲基環己基甲酯、伸乙基雙(3,4-環氧環己烷羧酸酯)、己二酸雙(3,4-環氧環己基甲基)酯、己二酸雙(3,4-環氧-6-甲基環己基甲基)酯、二乙二醇雙(3,4-環氧環己基甲醚)、乙二醇雙(3,4-環氧環己基甲基)醚
等。
繼而,對芳香族環氧化合物進行說明。其係於分子內具有芳香族環與環氧基之化合物。例如可列舉:如雙酚A之二縮水甘油醚、雙酚F之二縮水甘油醚、雙酚S之二縮水甘油醚之雙酚型環氧化合物或其低聚物;如苯酚酚醛清漆環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂、羥基苯甲醛苯酚酚醛清漆環氧樹脂之酚醛清漆型之環氧樹脂;如2,2',4,4'-四羥基二苯基甲烷之縮水甘油醚、2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮之縮水甘油醚之多官能型之環氧化合物;如環氧化聚乙烯苯酚之多官能型之環氧樹脂等。
對氫化環氧化合物進行說明。上述芳香族環氧化合物之核氫化物成為氫化環氧化合物。該等可藉由如下方法製造:相對於作為所對應之芳香族環氧化合物之原料之芳香族聚羥基化合物、典型而言為雙酚類,於觸媒之存在下及加壓下選擇性地進行氫化反應,藉此獲得多元醇、典型而言為氫化雙酚類,以該氫化雙酚類作為原料,使其與表氯醇反應而形成氯醇醚(chlorohydrin ether),進而藉由鹼使其進行分子內閉環。
繼而,對脂肪族環氧化合物進行說明。脂肪族環氧化合物有脂肪族多元醇或其環氧烷加成物之聚縮水甘油醚。作為該等之例,可列舉:新戊二醇之二縮水甘油醚、1,4-丁二醇之二縮水甘油醚、1,6-己二醇之二縮水甘油醚、甘油之三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷之三縮水甘油醚、聚乙二醇之二縮水甘油醚、丙二醇之二縮水甘油醚、藉由在如乙二醇或丙二醇、甘油之脂肪族多元醇中加成1種或2種以上之環氧烷(環氧乙烷或環氧丙烷)而獲得之聚醚多元醇之聚縮水甘油醚等。
以上例示之環氧化合物可分別單獨使用,亦可混合複數種環氧化合物使用。
於本發明中,就與由光鹼產生劑產生之胺之反應性之觀點而
言,環氧化合物較佳為於分子內具有至少2個環氧基,進而該環氧基較佳係以縮水甘油氧基存在。以上揭示之環氧化合物中,芳香族環氧化合物、氫化環氧化合物及脂肪族環氧化合物相當於在分子內具有至少2個縮水甘油氧基之環氧化合物。又,就耐候性或折射率等觀點而言,更佳為使用於分子內不具有芳香環之環氧化合物。即,於以上揭示之環氧化合物中,更佳為氫化環氧化合物及脂肪族環氧化合物。
於本發明中使用之環氧化合物較佳為具有30~3,000g/當量、進而為50~1,500g/當量之範圍之環氧當量。若該環氧當量過小,則存在硬化後之接著劑層之可撓性降低、或偏光元件與透明樹脂膜之接著強度降低之可能性。另一方面,若該環氧當量過小,則存在與其他成分之相溶性降低之可能性。再者,環氧當量係根據含有1個環氧基之環氧化合物之分子量而定義。
於本發明中,為解決由酸引起之偏光元件之劣化問題,調配光鹼產生劑作為包含上述環氧化合物之光硬化性成分之硬化劑。光鹼產生劑係指接受可見光線或紫外線等光之照射而產生胺之化合物。含有包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物接受光之照射而由光鹼產生劑產生胺,其與環氧化合物反應,藉此進行硬化反應。例如,於下述實施例中作為光鹼產生劑使用之1-哌啶羧酸1-(2-蒽醌基)乙酯接受光(h ν)之照射,捲入存在於空氣中之水分(H2O),以如下方式進行分解,產生作為胺之哌啶。該胺與環氧化合物進行反應。
如此般藉由將光鹼產生劑用作環氧化合物之硬化劑,與調配作為環氧化合物之一般硬化劑而為人所知之胺自身之情形相比,可形成儲存穩定性優異之接著劑層。
以下,對光鹼產生劑進行說明。與光自由基聚合相比,光陽離子聚合因不受由氧引起之阻礙之優點而推進了實用性,但硬化後亦產生之酸殘留於接著劑層中。尤其是於偏光板中,若酸殘留於接著劑層中,則存在其作為觸媒發揮作用,引起由構成偏光元件之聚乙烯醇系樹脂之多烯化造成的偏光板之變色之情況。另一方面,於將由光鹼產生劑產生之胺作為硬化劑之情形時,反應不因空氣中之氧而受到阻礙,且接著劑中未殘留酸。於本發明中,藉由在包含環氧化合物之光硬化性成分中調配光鹼產生劑,即便於空氣中亦不受由氧引起之阻礙而迅速進行硬化,並且硬化後亦可防止由酸引起之偏光板之變色。
用於本發明之光鹼產生劑只要為接受光之照射而產生胺之化合物即可。作為光鹼產生劑,正如背景技術之項所述,已知有於分子內具有胺基甲酸酯結構之胺基甲酸酯化合物、α-胺基酮化合物、四級銨化合物、O-醯基肟化合物、及胺基環丙烯酮化合物等。
尤其是具有胺基甲酸酯結構之化合物及四級銨化合物由於提供優異之硬化速度與耐熱性,故而較佳。此處,所謂胺基甲酸酯結構,係指源自胺基甲酸NH2COOH之如下結構。
作為成為光鹼產生劑之胺基甲酸酯化合物,例如已知有如下者。
1-哌啶羧酸1-(2-蒽醌基)乙酯、1H-2-乙基咪唑-1-羧酸1-(2-蒽醌基)乙酯、
1-哌啶羧酸9-蒽基甲酯、N,N-二乙基胺基甲酸9-蒽基甲酯、N-丙基胺基甲酸9-蒽基甲酯、N-環己基胺基甲酸9-蒽基甲酯、1H-咪唑-1-羧酸9-蒽基甲酯、N,N-二辛基胺基甲酸9-蒽基甲酯、1-(4-羥基哌啶)羧酸9-蒽基甲酯、1-哌啶羧酸1-芘基甲酯、1,6-己二基雙胺基甲酸雙[1-(2-蒽醌基)乙基]酯、1,6-己二基雙胺基甲酸雙(9-蒽基甲基)酯等。
將該等之中較佳之化合物與化學結構一併揭示如下。
1-哌啶羧酸1-(2-蒽醌基)乙酯
1H-2-乙基咪唑-1-羧酸1-(2-蒽醌基)乙酯
N,N-二乙基胺基甲酸9-蒽基甲酯
1H-咪唑-1-羧酸9-蒽基甲酯
1,6-己二基雙胺基甲酸雙[1-(2-蒽醌基)乙基]酯
1,6-己二基雙胺基甲酸雙(9-蒽基甲基)酯
作為成為光鹼產生劑之α-胺基酮化合物,例如已知有如下者。
1-苯基-2-(4-啉基苯甲醯基)-2-二甲基胺基丁烷、2-(4-甲硫基苯甲醯基)-2-啉丙烷等。
作為成為光鹼產生劑之四級銨化合物,例如已知有如下者。
1-(4-苯硫基苯甲醯甲基)-1-氮鎓-4-氮雜雙環[2,2,2]辛烷四苯基硼酸鹽、5-(4-苯硫基苯甲醯甲基)-1-氮雜-5-氮鎓雙環[4,3,0]-5-壬烯四苯基硼酸鹽、8-(4-苯硫基苯甲醯甲基)-1-氮雜-8-氮鎓雙環[5,4,0]-7-十一碳烯四苯基硼酸鹽等。
作為成為光鹼產生劑之胺基環丙烯酮化合物,例如已知有如下者。
2-二乙基胺基-3-苯基環丙烯酮、2-二乙基胺基-3-(1-萘基)環丙烯酮、2-吡咯啶基-3-苯基環丙烯酮、2-咪唑基-3-苯基環丙烯酮、2-異丙基胺基-3-苯基環丙烯酮等。
光鹼產生劑之調配量相對於光硬化性成分100重量份,通常為0.01~400重量份,較佳為0.5~200重量份、更佳為1~150重量份。若該調配量過少,則接著劑層之硬化變得不充分,接著劑層之機械強度或偏光元件與透明樹脂膜之間之接著強度降低。另一方面,若該量過多,則出現耐光性降低或著色之可能性。
由光鹼產生劑產生之胺與環氧化合物中之環氧基反應而進行光硬化性組合物之硬化。為促進硬化反應,視需要亦可於光照射後進行加熱固化。於產生之胺為一級胺或二級胺之情形時,若僅考慮反應之進行,則較理想為將環氧基與胺基之活性氫設為大致等量。於使用四級銨化合物作為光鹼產生劑之情形時,由該光鹼產生劑產生三級胺,於此情形時,所產生之胺亦有根據觸媒之量充分進行反應之情況,但與產生一級胺或二級胺時相比,必需高溫下之固化。
於光硬化性組合物中,除以上說明之包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之外,亦可調配熱鹼產生劑作為硬化促進劑。此處,所謂熱鹼產生劑,係指藉由加熱產生胺之化合物或增大鹼性之化合物。若列舉熱鹼產生劑之例,則有二氮雜雙環十一碳烯之酚鹽、二氮雜雙環十一碳烯之辛酸鹽、二氮雜雙環十一碳烯之四苯基硼酸鹽等。亦存在藉由調配該熱鹼產生劑,促進加熱固化時之硬化之情形。
進而,光硬化性組合物可於不損害上述接著劑之性能之程度上包含其他添加劑,例如離子捕捉劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、增感劑、黏著賦予劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動調整劑、塑化劑、消泡劑、調平劑等。離子捕捉劑中例如包含粉末狀之鉍系、銻系、鎂系、鋁系、鈣系、鈦系及該等之混合系等無機化合物,抗氧化劑中例如包含受阻酚系抗氧化劑等。
本發明之偏光板可藉由如下方法製造:經由以上說明之光硬化性組合物而貼合偏光元件與透明樹脂膜,對其照射光使未硬化之光硬化性組合物硬化,而使透明樹脂膜固定於偏光元件上。光硬化性組合物只要塗佈於偏光元件與透明樹脂膜之各自貼合面中之至少一面即可。於在偏光元件之兩面上貼合透明樹脂膜之情形時,可將2片透明樹脂膜階段性地逐次貼合於各單面上,亦可以一個階段貼合於兩面上。
光硬化性組合物之塗佈方法並無特別限定,例如可利用刮刀法、線棒塗佈法、模嘴塗法、卡馬塗佈(comma coating)法、凹版塗佈法等各種塗佈方式。又,由於各塗佈方式分別具有最適當之黏度範圍,故使用溶劑進行光硬化性組合物之黏度調整亦為有用之技術。作為用於此目的之溶劑,只要使用不降低偏光元件之光學性能而可將含有環氧化合物之光硬化性成分良好地溶解者即可。例如,可使用甲苯
所代表之烴類、乙酸乙酯所代表之酯類等有機溶劑。硬化後之接著劑層之厚度通常為50μm以下,較佳為20μm以下,進而較佳為10μm以下。
用於光照射之光源並未特別限定,可較佳地使用於波長400nm以下具有發光分佈之例如低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、金屬鹵化物燈等。對光硬化性組合物之光照射強度係根據作為目標之組合物而決定者,並未特別限定,較佳為使對光鹼產生劑之活性化有效之波長區域之照射強度成為0.1~1,000mW/cm2。若對光硬化性組合物之光照射強度過小,則反應時間變得過長;另一方面,若該強度過大,則有由於自燈輻射而來之熱及光硬化性組合物聚合時之發熱而發生接著劑層之黃變或偏光元件之劣化之可能性。對光硬化性組合物之光照射時間係根據硬化之組合物而控制者,仍未特別限定,較佳為以表示為照射強度與照射時間之積之累積光量成為10~5,000mJ/cm2之方式進行設定。若該累積光量過小,則存在源自光鹼產生劑之胺之產生不充分,所得之接著劑層之硬化變得不充分之可能性,另一方面,若欲將該累積光量設得過大,則照射時間變得極長,對生產性提高而言不利。
於藉由光照射使光硬化性組合物硬化之時,較佳為於偏光元件之偏光度、透過率及色相、以及透明樹脂膜之透明性等偏光板之諸功能不降低之範圍內設定以上所示之各種條件。
本發明之偏光板亦可與具有偏光功能以外之光學功能之光學層組合而形成積層光學構件。以光學構件之形成為目的而積層於偏光板上之光學層例如有反射層、半透射型反射層、光擴散層、相位差板、聚光板、增亮膜等用於液晶顯示裝置等之形成者。上述反射層、半透射型反射層及光擴散層用於形成反射型之偏光板(光學構件)、半透射
型之偏光板(光學構件)及擴散型之偏光板(光學構件)、或者該等兩用型之偏光板(光學構件)之情形。
反射型之偏光板用於反射來自視認側之入射光而進行顯示之類型的液晶顯示裝置,由於可省略背光裝置等光源,故容易使液晶顯示裝置薄型化。又,半透射型之偏光板用於在明處作為反射型、在暗處經由背光裝置等光源進行顯示之類型的液晶顯示裝置。作為反射型之偏光板之光學構件例如可為於偏光元件上之透明樹脂膜上附設包含鋁等金屬之箔或蒸鍍膜而形成反射層之結構者。作為半透射型之偏光板之光學構件可為將上述反射層作為半反射鏡(half mirror)或將含有珠光顏料等而顯示透光性之反射板接著於偏光板上之結構者。另一方面,作為擴散型之偏光板之光學構件例如可為使用對偏光板上之透明樹脂膜實施消光處理之方法、塗佈含有微粒子之樹脂之方法、及接著含有微粒子之膜之方法等各種方法,於表面形成微細凹凸結構者。
進而,作為反射擴散兩用之偏光板的光學構件之形成例如可藉由在擴散型偏光板之微細凹凸結構面上設置反映其凹凸結構之反射層等方法進行。微細凹凸結構之反射層具有藉由漫反射使入射光擴散,防止指向性或眩光,從而可抑制明暗不均之優點等。又,含有微粒子之樹脂層或膜亦具有於入射光及其反射光透射含微粒子層之時使其擴散,從而可進一步抑制明暗不均等優點。反映表面微細凹凸結構之反射層例如可藉由利用真空蒸鍍、離子鍍著、濺鍍等蒸鍍或鍍敷等方法,將金屬直接附設於微細凹凸結構之表面而形成。作為用於形成表面微細凹凸結構而調配之微粒子,例如可利用包含平均粒徑為0.1~30μm之氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等之無機系微粒子、以及包含交聯或未交聯之聚合物等之有機系微粒子。
另一方面,上述作為光學層之相位差板係以補償液晶單元之相
位差為目的而使用。作為其例,可列舉包含各種塑膠之延伸膜等之雙折射性膜、圓盤狀液晶或向列型液晶經配向固定之膜、於膜基材上形成有上述液晶層者等。於此情形時,作為支持配向液晶層之膜基材,較佳為使用三乙酸纖維素等乙酸纖維素系樹脂膜。
作為形成雙折射性膜之塑膠,例如可列舉如聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯之聚烯烴、聚芳酯、聚醯胺等。延伸膜可為藉由單軸延伸或雙軸延伸等適當之方式進行處理者。又,亦可為藉由在與熱縮性膜之接著下施加收縮力及/或延伸力,而控制膜之厚度方向之折射率的雙折射性膜。再者,相位差板亦可以控制寬頻帶化等光學特性為目的而組合2片以上使用。
聚光板係用於光程控制等目的者,可形成為稜鏡陣列片或透鏡陣列片、或點附設片等。
增亮膜係液晶顯示裝置等中之用於增亮之目的者,作為其例,可列舉:將折射率各向異性互不相同之薄膜積層複數片,以反射率產生各向異性之方式設計之反射型偏光分離片;及於膜基材上支持有膽固醇狀液晶聚合物之配向膜或其配向液晶層之圓偏光分離片等。
光學構件可將偏光板與根據使用目的選自上述反射層、半透射型反射層、光擴散層、相位差板、聚光板、及增亮膜等光學層中之1層或2層以上進行組合,而形成2層或3層以上之積層體。各光學層亦可根據所需將2種以上進行組合。再者,各光學層之配置並未特別限定。
形成光學構件之各種光學層使用接著劑而一體化。用於該目的之接著劑只要為可良好地形成接著劑層者,則無特別限定。就接著作業之簡便性或防止光學應變之發生等觀點而言,較佳為使用黏著劑(亦稱為感壓接著劑)。於在偏光元件之一面上貼合作為保護膜之透明樹脂膜,在偏光元件之另一面上直接貼合光學層、例如相位差板之情
形時,當然亦可使用含有本發明中規定之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物,將偏光元件、作為保護膜之透明樹脂膜及光學層(相位差板)進行接著。
黏著劑可使用將丙烯酸系聚合物或聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醚等作為基底聚合物者。其中,較佳為選擇使用如丙烯酸系黏著劑般光學透明性優異、保持適度之潤濕性或凝聚力、與基材之接著性亦優異、進而具有耐候性或耐熱性等、於加熱或加濕之條件下不產生隆起或剝落等剝離問題者。於丙烯酸系黏著劑中,將具有甲基或乙基或丁基等碳數為20以下之烷基之(甲基)丙烯酸之烷基酯、及(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羥基乙酯等含有官能基之丙烯酸系單體以玻璃轉移溫度較佳為成為0℃以下之方式調配的重量平均分子量為10萬以上之丙烯酸系共聚物可用作基底聚合物。
偏光板上之黏著劑層之形成例如可藉由如下等方式進行:於甲苯或乙酸乙酯等有機溶劑中溶解或分散黏著劑組合物,製備10~40重量%之溶液,將其直接塗佈於偏光板上而形成黏著劑層;或者使黏著劑層預先於保護膜上形成為片狀,並將其轉移至偏光板上,藉此形成黏著劑層。黏著劑層之厚度係根據其接著力等而決定,1~50μm左右之範圍較適當。
黏著劑層中視需要亦可調配包含玻璃纖維、玻璃珠、樹脂珠粒、金屬粉或其他無機粉末之填充劑、顏料、著色劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑等。紫外線吸收劑有水楊酸酯系化合物或二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等。
光學構件可配置於液晶單元之單面或兩面上。光學構件於液晶單元上之貼著亦可使用上述黏著劑層。液晶單元可為任意者,例如可使用薄膜電晶體型所代表之主動矩陣驅動型之液晶單元、超扭轉向列
型所代表之單純矩陣驅動型之液晶單元等各種液晶單元而形成液晶顯示裝置。設置於液晶單元之兩面上之光學構件可相同,亦可不同。
以下,例示實施例及比較例對本發明進一步具體說明,但本發明並不限定於該等例。於以下之例中,作為環氧化合物、光鹼產生劑及用以比較之光酸產生劑,使用如下者。於各自之開頭標註「」而表示之名稱為商品名。
「DENACOL EX-211」:自長瀨化成股份有限公司獲得之新戊二醇二縮水甘油醚。由於其為混有低聚物之製品,故其環氧當量為約138g/當量。再者,若為新戊二醇二縮水甘油醚之純品,則其環氧當量變為約108g/當量。
「WPBG056」:自和光純藥工業股份有限公司股份有限公司獲得之1-哌啶羧酸1-(2-蒽醌基)乙酯。
「CPI-100P」:自SAN-APRO股份有限公司獲得之六氟磷酸二苯基(4-苯基噻吩基)鋶之50重量%碳酸丙二酯溶液。
向20mL之螺旋管中量取上述環氧化合物「DENACOL EX-211」2.0g及光鹼產生劑「WPBG056」150mg,進行混合、消泡,製備液狀之光硬化性組合物。
準備2片自KONICA MINOLTA OPTO股份有限公司獲得之不含紫外線吸收劑之厚度40μm之三乙酸纖維素膜[商品名「N-TAC KC4FR-
1」],對各自之單面實施電暈放電處理,於各自之電暈放電處理面上,以硬化後之膜厚成為2.5μm之方式,使用棒式塗佈機塗佈上述(a)中製備之光硬化性組合物。另外,準備厚度30μm之聚乙烯醇-碘系偏光元件,於其兩面上分別重疊上述形成有光硬化性組合物之塗膜之三乙酸纖維素膜。將所得之積層物搭載於附有帶式輸送機之紫外線照射裝置之帶式輸送機上,自設置於紫外線照射裝置上之由Fusion UV Systems公司製造之紫外線燈「D BULB」,以對一面之三乙酸纖維素膜側之累積光量成為500mJ/cm2之方式照射紫外線,而使偏光元件兩面之塗膜硬化。以此方式,製作於偏光元件之兩面上貼合有三乙酸纖維素膜之偏光板。
於以上製作之偏光板之一面之三乙酸纖維素膜外側設置調配有離子性化合物且賦予有抗靜電功能之丙烯酸系黏著劑層。將以此方式設置有黏著劑層之偏光板剪裁為30mm×30mm之尺寸,並將該黏著劑層貼合於無鹼玻璃[康寧公司製造之商品名「EAGLE XG」]上。對所得之偏光板/玻璃積層體進行於溫度90℃之高溫環境下保持48小時之耐久性試驗。
對耐久性試驗前後之偏光板/玻璃積層體測定透射色相之a值及b值。於測定中,使用於島津製作所股份有限公司製造之紫外可見分光光度計「UV-2450」上設置有作為選擇性配件(option accessory)之「附有偏光元件之膜固持器」者。首先,求出380~780nm之波長區域內之上述積層體之平行透射光譜(入射具有與偏光板之透射軸平行之振動面的直線偏光時之透射光譜)及正交透射光譜(入射具有與偏光板之透射軸正交之振動面的直線偏光時之透射光譜),根據該等,藉由附屬於「UV-2450」之軟體「UV-Probe」,算出上述積層體之單體透射光譜(相當於入射自然光時之透射光譜)、以及透射色相之a值及b
值。根據由軟體「UV-Probe」得出之透射色相之a值及b值,藉由如下之式(1)算出ab值。
ab=(a2+b2)1/2 (1)
繼而,算出自耐久性試驗後之透射色相之ab值[ab(試驗後)]減去耐久性試驗前之透射色相之ab值[ab(試驗前)]之值△ab[=ab(試驗後)-ab(試驗前)],作為由高溫耐久性試驗引起之色相變化之指標。此例中製作之偏光板之△ab為2.04。又,以目視觀察耐久性試驗後之偏光板,研究與試驗前相比外觀是否有變化。於此例中,未發現試驗前後偏光板之外觀有變化。
此處,對用於偏光板之色相變化之評價的透射色相之a值及b值、以及ab值稍加說明。所謂透射色相,係指自一面對1片偏光板照射自然光時,自另一面透射而來之光之色相。該色相可藉由Hunter之Lab表色系統中之a值及b值表示,使用標準光進行測定。如JIS K 5981:2006「合成樹脂粉體塗膜」之「5.5促進耐候性試驗」中所記載般,Lab表色系統係以Hunter之亮度指數L以及色座標a及b表示。亮度指數L以及色座標a及b係根據JIS Z 8722:2009「色之測定方法-反射及透射物體色」中所規定之三刺激值X、Y及Z,藉由如下之式計算。
L=10Y1/2
a=17.5(10.2X-Y)/Y1/2
b=7.0(Y-0.847Z)/Y1/2。
於Lab表色系統中,以L軸表示亮度,以a值及b值表示色度之軸,考慮該3軸立體地正交之色空間。由於將該色度圖設為以a軸為橫軸、b軸為縱軸之正交圖,故L軸成為a軸與b軸之正交點。a軸之正側成為紅區域、負側成為綠區域,並且b軸之正側成為黃區域、負側成為藍區域,正交點(a=0、b=0之點)成為無彩色點。
此處,將表示自正交點之偏離情形的根據上述式(1)算出之ab值
作為偏光板之色調之指標。並且,將耐久性試驗前後之ab值之變化量△ab作為由高溫耐久性試驗引起之色相變化之指標。當然,若△ab為0,則表示無色相變化,其值越大,表示色相變化越大。根據經驗,若△ab超過3,則目視下之色相變化變得略明顯,若為其以下,則幾乎感覺不到目視下之色相變化。△ab更佳為2.5以下。
將光鹼產生劑「WPBG056」變更為上述光酸產生劑「CPI-100P」90mg,除此以外,以與實施例1之(a)相同之方式製備光硬化性組合物。此處使用之光酸產生劑「CPI-100P」如上所述係作為50重量%碳酸丙二酯溶液而獲得,此例中調配之90mg係作為包含溶劑碳酸丙二酯之溶液量而量取之值。
除使用上述製備之光硬化性組合物、即調配有光酸產生劑「CPI-100P」之光硬化性組合物以外,以與實施例1之(b)相同之方式製作於偏光元件之兩面上貼合有三乙酸纖維素膜之偏光板。對於該偏光板,以與實施例1之(c)同樣之方法進行耐久性試驗。其結果,△ab為4.57,又,即便以目視觀察,亦可發現由耐久性試驗引起之偏光板之變色或褪色。
由以上之實施例及比較例可知,於將調配有光酸產生劑(光陽離子聚合起始劑)之光硬化性組合物作為接著劑之比較例1中,偏光板容易因熱變色,與此相對,於將調配有光鹼產生劑(光陰離子聚合起始劑)之光硬化性組合物作為接著劑之實施例1中,可有效抑制此種由熱引起之變色。
本發明之偏光板藉由使貼合偏光元件與透明樹脂膜之接著劑由
含有包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物形成,而表現良好之耐熱性。
Claims (9)
- 一種偏光板,其特徵在於,於使二色性色素吸附配向於聚乙烯醇系樹脂上之偏光元件上經由接著劑而貼合有透明樹脂膜,上述接著劑由含有包含環氧化合物之光硬化性成分及光鹼產生劑之光硬化性組合物形成,上述環氧化合物於分子內具有至少2個環氧基,上述光鹼產生劑係接受光之照射而產生胺之化合物。
- 如請求項1之偏光板,其中上述環氧基係以縮水甘油氧基存在。
- 如請求項1或2之偏光板,其中上述環氧化合物於分子內不具有芳香環。
- 如請求項1或2之偏光板,其中上述光鹼產生劑係於分子內具有胺基甲酸酯結構之化合物或四級銨化合物。
- 如請求項3之偏光板,其中上述光鹼產生劑係於分子內具有胺基甲酸酯結構之化合物或四級銨化合物。
- 如請求項1或2之偏光板,其中上述光硬化性組合物相對於含有環氧化合物之上述光硬化性成分100重量份,含有上述光鹼產生劑0.01~400重量份。
- 如請求項3之偏光板,其中上述光硬化性組合物相對於含有環氧化合物之上述光硬化性成分100重量份,含有上述光鹼產生劑0.01~400重量份。
- 如請求項4之偏光板,其中上述光硬化性組合物相對於含有環氧化合物之上述光硬化性成分100重量份,含有上述光鹼產生劑0.01~400重量份。
- 如請求項5之偏光板,其中上述光硬化性組合物相對於含有環氧化合物之上述光硬化性成分100重量份,含有上述光鹼產生劑0.01~400重量份。
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