TWI812771B - 偏光件、偏光薄膜、光學薄膜以及影像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種偏光件,於至少一表面具備耐久性提升層;其中,耐久性提升層係由含有化合物(A)之硬化性組成物所形成者,該化合物(A)係在60℃下之滴定試驗中即使添加鹼性成分0.5當量,pH仍在6.0以下者。化合物(A)宜為γ-丁內酯(甲基)丙烯酸酯。且,硬化性組成物所含有之前述化合物(A)之至少一部分宜業經聚合,且硬化性組成物宜更含有聚合起始劑,耐久性提升層宜為由硬化性組成物之硬化物層所形成者。
Description
本發明係涉及於至少一表面具備耐久性提升層之偏光件。並且,本發明係涉及於偏光件之至少一面積層有透明保護薄膜之偏光薄膜。該偏光薄膜可單獨或是以將其積層為光學薄膜的形式來形成液晶顯示裝置(LCD)、有機EL顯示裝置、CRT、PDP等影像顯示裝置。
發明背景
液晶顯示裝置於時鐘、行動電話、PDA、筆記型電腦、電腦用螢幕、DVD播放器及TV等用途上的市場正急速地擴張。液晶顯示裝置是經由液晶之切換(Switching)使偏光狀態可視化,基於其顯示原理會使用偏光件。特別是在TV等用途上,益趨追求高亮度、高對比、廣視角,從而益趨追求偏光薄膜之高透射率、高偏光度、高度色再現性等。
作為偏光件,由具有高透射率、高偏光度來看,碘系偏光件最普遍廣為使用,該碘系偏光件之結構為例如使聚乙烯醇(以下亦僅稱「PVA」)吸附碘並延伸而成。一般而言偏光薄膜是使用藉由所謂水系接著劑在偏光件兩面貼合透明保護薄膜而成之物,該水系接著劑是將聚乙烯醇系材料溶於水而成者(下述專利文獻1)。透明保護薄膜是使用透濕度高的三乙醯纖維素等。使用前述水系接著劑時(即所謂濕式積層),在將偏光件與透明保護薄膜貼合後需要進行乾燥步驟。
另一方面,已提出一種活性能量射線硬化性接著劑,以取代前述水系接著劑。使用活性能量射線硬化性接著劑製造偏光薄膜時,因不需乾燥步驟,故可提升偏光薄膜之生產性。例如,提出了使用N-取代醯胺系單體作為硬化性成分的自由基聚合型之活性能量射線硬化性接著劑(下述專利文獻2)。在關於譬如於60℃的溫水中浸漬6小時後評估有無褪色、剝落之耐水性試驗中,使用專利文獻2所記載之活性能量射線硬化性接著劑形成的接著劑層可完全通過試驗。然而,近年來對於偏光薄膜用接著劑逐漸要求更進一步提升耐水性為以下程度:可通過譬如於水中浸漬(飽和)後進行剝掀端部時評估有無剝落之更加嚴苛的耐水性試驗的程度。
下述專利文獻3中,係以抑制偏光件劣化為目的而報告了一種於偏光件表面形成樹脂層之技術,惟已知若欲在嚴酷加濕條件下充分抑制偏光件劣化,尚有進步餘地。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2001-296427號公報
專利文獻2:日本特開2012-052000號公報
專利文獻3:日本專利特開2000-199819號公報
發明概要
發明欲解決之課題
本發明是鑒於上述實情而開發出之物,目的在於提供一種即便在加濕環境下光學特性之劣化業經抑制之偏光件及偏光薄膜。
並且,目的在於提供使用有前述偏光薄膜之光學薄膜、及提供使用有前述偏光薄膜或光學薄膜之影像顯示裝置。
用以解決課題之手段
本發明人等為了解決上述課題反覆進行了積極研討,結果發現藉由於偏光件之至少一表面以含有具有模擬性緩衝作用之化合物的硬化性組成物作為原料來形成耐久性提升層,則即使在加濕環境下,仍可抑制偏光件以及具備所述偏光件之偏光薄膜的光學特性劣化,遂而解決本發明。
亦即,本發明涉及一種偏光件,其於至少一表面具備耐久性提升層,該偏光件之特徵在於:前述耐久性提升層係由含有化合物(A)之硬化性組成物所形成者,該化合物(A)係在60℃下之滴定試驗中即使添加鹼性成分0.5當量,pH仍在6.0以下者。
上述偏光件中,前述化合物(A)宜為γ-丁內酯(甲基)丙烯酸酯。
上述偏光件中,前述硬化性組成物所含有之前述化合物(A)之至少一部分宜業經聚合。
上述偏光件中,前述硬化性組成物宜更含有聚合起始劑。
上述偏光件中,前述耐久性提升層宜為由前述硬化性組成物之硬化物層所形成者。
又本發明涉及一種偏光薄膜,其具備如前述任一項記載之偏光件。
前述偏光薄膜宜為:於前述偏光件之至少一面積層有透明保護薄膜,且於前述偏光件具備之前述耐久性提升層側積層有前述透明保護薄膜。
前述偏光薄膜宜於前述耐久性提升層與前述透明保護薄膜之間更具備接著劑層。
並且本發明涉及一種光學薄膜,其特徵在於:積層有至少1片如前述記載之偏光薄膜;或是涉及一種影像顯示裝置,其特徵在於:使用有如前述記載之偏光薄膜或如前述記載之光學薄膜。
發明效果
如同前述,偏光件一般而言係使用具有使PVA吸附碘並延伸而成之結構的碘系偏光件。本發明中,偏光件於其至少一表面具備耐久性提升層,所述耐久性提升層係由含有具有模擬性緩衝作用之化合物(A)的硬化性組成物所形成,具體而言該化合物(A)係在60℃下之滴定試驗中即使添加鹼性成分0.5當量,pH仍在6.0以下者。因此,即便於加濕環境下仍可抑制偏光件之光學特性劣化。可獲得所述效果的理由尚未分曉,但藉由使偏光件之表面具備具有模擬性緩衝作用的耐久性提升層,則即使在加濕環境下仍可將偏光件表面的pH維持在酸性側。故吾等推測理由之一在於藉此可使存在於偏光件表面上的碘錯合物穩定化。
又,本發明之於偏光件之至少一面積層有透明保護薄膜的偏光薄膜中,例如在偏光件與透明保護薄膜之間存在接著劑層時,即使在加濕環境下仍可抑制偏光薄膜的光學特性劣化。可獲得所述效果的理由尚未分曉,但利用耐久性提升層則即使在加濕環境下仍可將偏光件表面的pH維持在酸性側,因此可抑制存在於偏光件表面上的羥基等官能基與接著劑層具有的官能基之間形成的共價鍵或氫鍵水解。故吾等推測理由之一在於藉此可使存在於偏光件表面上的碘錯合物穩定化。
另外,本發明之偏光薄膜只要具備於至少一表面設有前述特定耐久性提升層的偏光件,即亦可不於前述耐久性提升層上設置透明保護薄膜。所述偏光薄膜中,耐久性提升層可抑制加濕環境下偏光件的光學特性劣化,且同時耐久性提升層亦可代替透明保護薄膜發揮保護機能。
用以實施發明之形態
本發明係涉及於至少一表面具備耐久性提升層之偏光件。以下就各構成予以說明。
>耐久性提升層>
耐久性提升層係由含有化合物(A)的硬化性組成物所形成,該化合物(A)係在60℃下之滴定試驗中即使添加鹼性成分0.5當量,pH仍在6.0以下者。
化合物(A)係可展現模擬性緩衝作用之化合物,例如係一種可展現以下舉動之化合物:在調整成0.1M_水溶液100ml後,於其中添加0.1M_NaOH水溶液並測定pH時,對於NaOH滴下量,pH上升會先穩定下來後,再展現反曲點而後pH上升。藉由展現所述緩衝作用,則即使在加濕環境下仍可將偏光件的pH維持在酸性側。
化合物(A)只要是在60℃下之滴定試驗中即使添加鹼性成分0.5當量,pH仍在6.0以下的化合物即無特別限定,皆可使用。所述化合物可舉如γ-丁內酯(甲基)丙烯酸酯。
另外,化合物(A)可直接含於硬化性組成物中,亦可於至少一部分化合物(A)業經聚合之狀態下含於其中。且,亦可至少一部分化合物(A)與可共聚的其他單體業經共聚。於至少一部分化合物(A)業經聚合之狀態下含於硬化性組成物中時,例如亦可於偏光件之至少一表面,使用後述塗佈方法等設置由硬化性組成物構成之層,並視需求進行乾燥,藉此形成耐久性提升層。
耐久性提升層中,若化合物(A)之含量過少,則會有在加濕環境下無法充分抑制偏光件之光學特性劣化的情形。因此,耐久性提升層中,化合物(A)之含量宜為50重量%以上,且宜為70重量%以上,更宜為80重量%以上。
可成為用以形成耐久性提升層之原料的硬化性組成物可僅以化合物(A)構成,亦可除化合物(A)外還含有聚合起始劑、溶劑、添加劑及後述通式(1)所示化合物(B)。
在硬化性組成物除了化合物(A)之外還含有聚合起始劑、且耐久性提升層係由硬化性組成物的硬化物層所形成時,藉由化合物(A)及其聚合物固定在偏光件附近,可提高偏光件的耐久提升性。結果,因可適宜抑制偏光件之光學特性劣化而為佳。利用硬化物層形成耐久性提升層之方法可舉例如:將至少含有化合物(A)及聚合起始劑的硬化性組成物塗佈至偏光件,並如後述照射活性能量射線,藉此使硬化性組成物硬化而形成硬化物層(耐久性提升層)之方法。可使用之活性能量射線容於後述。
本發明中,宜使用光聚合起始劑作為聚合起始劑。光聚合起始劑可依活性能量射線適當選擇。在藉由紫外線或可見光線使其硬化時,是使用紫外線或可見光線開裂之光聚合起始劑。前述光聚合起始劑可舉例如二苯基乙二酮(benzil)、二苯基酮、苯甲醯苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯基酮等二苯基酮系化合物;4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥-2-丙基)酮、α-羥-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲-2-羥基苯丙酮、α-羥基環己基苯基酮等芳香族酮化合物;甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎福林基丙烷-1等的苯乙酮系化合物;苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻丁基醚、大茴香偶姻甲基醚等的苯偶姻醚系化合物;苄基二甲縮酮等芳香族縮酮系化合物;2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯系化合物;1-苯酮-1,1-丙二酮-2-(鄰乙氧基羰基)肟等的光活性肟系化合物;9-氧硫 、2-氯9-氧硫 、2-甲基9-氧硫 、2,4-二甲基9-氧硫 、異丙基-9-氧硫 、2,4-二氯9-氧硫 、2,4-二乙基9-氧硫 、2,4-二異丙基9-氧硫 、十二基9-氧硫 等的9-氧硫 系化合物;樟腦醌;鹵化酮;醯基氧化膦;醯基膦酸酯等。
前述光聚合起始劑宜單獨使用下述通式(3)所示化合物、或併用通式(3)所示化合物與後述對380nm以上的光有高感度之光聚合起始劑:
[化學式1]
(式中,R6
及R7
表示-H、-CH2
CH3
、-iPr或Cl,且R6
及R7
可相同或相異)。相較於單獨使用對380nm以上的光有高感度之光聚合起始劑的情形,使用通式(3)所示化合物時之接著性較佳。通式(3)所示化合物當中,以R6
及R7
為-CH2
CH3
之二乙基9-氧硫 尤佳。硬化性組成物中通式(3)所示化合物的組成比率相對於化合物(A)宜為0.5~4.0重量%,更宜為1.0~2.5重量%。
又,宜因應需要而添加聚合起始助劑。聚合起始助劑可舉例如三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲胺苯甲酸、4-二甲胺苯甲酸甲酯、4-二甲胺苯甲酸乙酯、4-二甲胺苯甲酸異戊酯等,尤宜為4-二甲胺苯甲酸乙酯。使用聚合起始助劑時,其添加量相對於化合物(A)之總量,一般為0~5重量%,並以0~4重量%為佳,0~3重量%為最佳。
又,可因應需要併用公知之光聚合起始劑。具有UV吸收能的透明保護薄膜不會透射380nm以下的光線,因此光聚合起始劑宜使用對380nm以上的光有高感度之光聚合起始劑。具體而言,可舉例如2-甲-1-(4-甲基硫基苯基)-2-嗎福林基丙-1-酮、2-苄-2-二甲胺基-1-(4-嗎福林基苯基)-丁-1-酮、2-(二甲胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎福林基)苯基]-1-丁酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物、雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦等。
特別是,光聚合起始劑除了通式(3)之光聚合起始劑之外,還宜使用下述通式(4)所示化合物:
[化學式2]
(式中,R8
、R9
及R10
表示-H、-CH3
、-CH2
CH3
、-iPr或Cl,且R8
、R9
及R10
可相同或相異)。通式(4)所示化合物可適當使用亦屬市售品的2-甲-1-(4-甲基硫基苯基)-2-嗎福林基丙-1-酮(商品名:IRGACURE907,製造商:BASF)。除此之外,2-苄-2-二甲胺基-1-(4-嗎福林基苯基)-丁-1-酮(商品名:IRGACURE369,製造商:BASF)、2-(二甲胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎福林基)苯基]-1-丁酮(商品名:IRGACURE379,製造商:BASF)由於感度高,因此較為理想。硬化性組成物中通式(4)所示化合物的組成比率相對於化合物(A)宜為0.5~4.0重量%,更宜為1.0~2.5重量%。
硬化性組成物可含有之溶劑宜為可使化合物(A)及其聚合物以及聚合起始劑等穩定化並溶解或分散之物。所述溶劑可使用有機溶劑、水、或該等之混合溶劑。前述溶劑可選自以下,例如:乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸2-羥乙酯等酯類;甲基乙基酮、丙酮、環己酮、甲基異丁基酮、二乙基酮、甲基-正丙基酮、乙醯丙酮等酮類;四氫呋喃(THF)、二㗁烷等環狀醚類;正己烷、環己烷等脂肪族或脂環族烴類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類;甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、環己醇等脂肪族或脂環族醇類;乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、二乙二醇單乙基醚等甘醇醚類;二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯等甘醇醚乙酸酯類等。
硬化性組成物可含有之添加劑,可舉例如界面活性劑、塑化劑、增黏劑、低分子量聚合物、聚合性單體、表面潤滑劑、調平劑、抗氧化劑、防腐劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、聚合抑制劑、矽烷偶合劑、鈦酸酯耦合劑、無機或有機填充劑、金屬粉、粒狀、箔狀物等。
關於使用硬化性組成物於偏光件上形成耐久性提升層之方法,可適當使用將偏光件直接浸漬於硬化性組成物之處理浴中的方法或公知之塗佈方法。前述塗佈方法具體可舉例如輥塗佈、凹版塗佈、逆塗佈、輥刷、噴塗佈、氣刀塗佈、簾式塗佈法,惟不限於此。
在硬化性組成物含有聚合起始劑時,可藉由於偏光件之至少一表面上使硬化性組成物硬化而形成硬化物層,來形成耐久性提升層,亦可藉由於偏光件之至少一表面形成由未硬化的硬化性組成物構成之耐久性提升層,並與透明保護薄膜積層後使硬化性組成物硬化,來形成由硬化物層構成之耐久性提升層。
>偏光件>
偏光件並無特別限制,可使用各種偏光件。偏光件可舉例如使聚乙烯醇系薄膜、部份縮甲醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部份皂化薄膜等親水性高分子薄膜吸附碘或二色性染料等之二色性材料並進行單軸延伸而成者,及聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系定向薄膜等。其等之中,又以由聚乙烯醇系薄膜與碘等二色性物質所構成之偏光件為佳。該等偏光件的厚度通常為1~30μm。
將聚乙烯醇系薄膜用碘染色並經單軸延伸的偏光件可藉由例如將聚乙烯醇浸漬於碘水溶液中來進行染色,並延伸成原長的3~7倍來製成。亦可因應需求將其浸漬於硼酸或碘化鉀等的水溶液中。進一步亦可視需要在染色前將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水中進行水洗。藉由水洗聚乙烯醇系薄膜,可洗淨聚乙烯醇系薄膜表面的污垢及抗結塊劑,除此之外也有使聚乙烯醇系薄膜膨潤從而防止染色參差等不均的效果。延伸可在使用碘染色之後進行,亦可以邊染色邊進行延伸,又,亦可進行延伸之後使用碘進行染色。且亦可在硼酸或碘化鉀等的水溶液中或是水浴中進行延伸。
不過,在行動電話等行動式用途上,由設計性、小型化之觀點看來,厚度在10μm以下的薄型偏光件之需求日益升高,但若偏光件厚度變薄,則尤其在加濕環境下,光學特性之劣化情形會有變為顯著之傾向。惟,本發明之偏光件是厚度在10μm以下的薄型偏光件且於至少一表面具備光學提升層,因此即使在加濕環境下仍可抑制光學特性劣化。偏光件之厚度從薄型化之觀點而言以1~7μm為佳。此種薄型之偏光件的厚度不均情況較少,視辨性優異,且尺寸變化小,而且作成偏光薄膜的厚度亦可謀求薄型化,由此觀點來看甚為理想。
薄型偏光件代表性地可列舉記載於日本特開昭51-069644號公報、或日本特開2000-338329號公報、WO2010/100917號公報手冊、PCT/JP2010/001460的說明書、或日本特願2010-269002號說明書或日本特願2010-263692號說明書的薄型偏光膜。該等薄型偏光膜可藉由包含有將聚乙烯醇系樹脂(以下,也稱PVA系樹脂)層與延伸用樹脂基材在積層體的狀態下進行延伸的步驟與染色的步驟之製法製得。只要為該製法,則即使PVA系樹脂層很薄,因其被延伸用樹脂基材支持著,故可延伸而不因延伸造成斷裂等不良狀況。
作為前述薄型偏光膜,在包含有在積層體之狀態下進行延伸的步驟與染色的步驟之製法中,就可高倍率地延伸來提高偏光性能之觀點來看,較理想的是利用如WO2010/100917號公報手冊、PCT/JP2010/001460之說明書、或是日本特願2010-269002號說明書或日本特願2010-263692號說明書中所記載之包含有在硼酸水溶液中進行延伸之步驟的製法所製得者,特別理想的是利用如日本特願2010-269002號說明書或日本特願2010-263692號說明書中所記載之包含有在硼酸水溶液中延伸前進行輔助性空中延伸之步驟的製法所製得者。
亦可於形成前述耐久性提升層及後述之易接著層之前,進行偏光件之表面改質處理。表面改質處理可列舉電暈處理、電漿處理及ITRO處理(火焰矽烷處理)等處理,尤以電暈處理為佳。藉由實施電暈處理,可在偏光件表面生成羰基或胺基等反應性官能基,而提升與耐久性提升層之密著性。並且,藉由灰化效果可除去表面異物、減輕表面凹凸,故能作成外觀特性優異之偏光薄膜。
本發明之偏光件亦可於形成耐久性提升層之前於偏光件上形成易接著層,並於該易接著層上形成耐久性提升層。易接著層宜含有下述通式(1)所示化合物(B):
[化學式3]
(惟,X為含有反應性基之官能基,R1
及R2
分別獨立表示氫原子或可具有取代基之脂肪族烴基、芳基或雜環基)。於偏光件上形成有含有化合物(B)的易接著層時,化合物(B)具有之硼酸基及/或硼酸酯基會與偏光件具有之羥基等官能基反應,並且亦會與用於形成耐久性提升層的化合物(A)反應。因此,可提升偏光件與耐久性提升層之密著性故而為佳。
前述脂肪族烴基可舉如可具有碳數1~20的取代基之直鏈或支鏈烷基、可具有碳數3~20的取代基之環狀烷基、碳數2~20之烯基;芳基可舉如可具有碳數6~20的取代基之苯基、可具有碳數10~20的取代基之萘基等;雜環基可舉例如含有至少一個雜原子且可具有取代基之5員環或6員環的基團。該等可相互連結形成環狀。通式(1)中,作為R1
及R2
以氫原子、碳數1~3之直鏈或支鏈烷基為佳,且氫原子最佳。
另,通式(1)所示化合物(B)在易接著層中可以未反應狀態存在,亦可以各官能基已反應之狀態介於其中。又,「易接著層中含有通式(1)所示化合物(B)」意指例如通式(1)所示化合物(B)於易接著層中存在至少1分子。惟,欲提升偏光件與耐久性提升層之密著性,而更適當抑制偏光件的光學耐久性劣化,宜使用含有通式(1)所示化合物(B)的易接著組成物,於偏光件之要形成耐久性提升層之側的表面之至少一部分形成易接著層,且於偏光件之要形成耐久性提升層之側的表面整面形成易接著層更佳。
通式(1)所示化合物(B)具有之X為含有反應性基之官能基。X所含反應性基可舉例如羥基、胺基、醛基、羧基、乙烯基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基醚基、環氧基、氧雜環丁烷基、α,β-不飽和羰基、巰基、鹵素基等。惟,欲使其與單體(A)具有的碳-碳雙鍵反應從而提升偏光件與耐久性提升層之密著性,X所含反應性基宜為選自於由乙烯基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基醚基、環氧基、氧雜環丁烷基及巰基所構成群組中之至少1種反應性基,且更佳為選自於由(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基及(甲基)丙烯醯胺基所構成群組中之至少1種反應性基。
通式(1)所示化合物(B)之理想具體例,可舉如下述通式(1’)所示化合物:
[化學式4]
(惟,Y為有機基,X、R1
及R2
與前述相同)。更佳可舉以下化合物(1a)~(1d)。
[化學式5]
在本發明中,通式(1)所示化合物(B)可為反應性基與硼原子直接鍵結者,如前述具體例所示,通式(1)所示化合物(B)宜為反應性基與硼原子透過有機基鍵結者,即通式(1’)所示化合物(B)。通式(1)所示化合物(B)為例如隔著鍵結於硼原子之氧原子與反應性基鍵結者時,偏光件之光學特性有劣化的傾向。另一方面,通式(1)所示化合物(B)不為具硼-氧鍵者,而為藉由硼原子與有機基鍵結而具有硼-碳鍵且含有反應性基者時(通式(1’)所示者),因可抑制偏光件之光學特性的劣化,故較為理想。前述有機基具體而言意指可具有取代基之碳數1~20的有機基,更具體可舉例如可具有碳數1~20之取代基的直鏈或支鏈伸烷基、可具有碳數3~20之取代基的環狀伸烷基、可具有碳數6~20之取代基的伸苯基、可具有碳數10~20之取代基的伸萘基等。
通式(1)所示化合物(B)除了前述舉例之化合物以外,也可舉例如羥乙基丙烯醯胺與硼酸之酯、羥甲基丙烯醯胺與硼酸之酯、丙烯酸羥乙酯與硼酸之酯、及丙烯酸羥丁酯與硼酸之酯等(甲基)丙烯酸酯與硼酸之酯。
於偏光件之要形成耐久性提升層之側的表面,使用含有通式(1)所示化合物(B)的易接著組成物形成易接著層的方法可舉例如:製造含有通式(1)所示化合物(B)的易接著組成物,並將其塗佈於偏光件之要形成耐久性提升層之側的表面等從而形成之方法。易接著組成物中,通式(1)所示化合物(B)以外亦可含有之物可舉溶劑、添加劑及後述之自由基聚合性化合物等。
易接著組成物含有溶劑時,亦可於偏光件之要形成耐久性提升層之側的表面塗佈易接著組成物,並視需要進行乾燥步驟或硬化處理(熱處理等)。
易接著組成物亦可含有之溶劑及添加劑可使用硬化性組成物亦可含有之溶劑及添加劑。關於使用易接著組成物將易接著層形成於偏光件上之方法,可使用與前述之使用硬化性組成物將耐久性提升層形成於偏光件上之方法相同之方法。
易接著層中通式(1)所示化合物(B)含量若過少,存在於易接著層表面之通式(1)所示化合物(B)的比率會降低,而有易接著效果減低的情形。因此,易接著層中通式(1)所示化合物(B)含量以1重量%以上為佳,20重量%以上較佳,40重量%以上更佳。
在本發明中,偏光件所具備之易接著層的厚度過厚時,易接著層的凝集力會降低,而有易接著效果減低的情形。因此,易接著層的厚度以2000nm以下為佳,1000nm以下較佳,500nm以下更佳。另一方面,為使易接著層充分發揮效果,其厚度之最下限可舉至少為通式(1)所示化合物之單分子膜的厚度,以1nm以上為佳,2nm以上較佳,3nm以上更佳。
如同前述,通式(1)所示化合物(B)不僅用於形成易接著層,亦可與化合物(A)一同添加於硬化性組成物中。此時,化合物(B)會與偏光件及化合物(A)反應及/或相互作用,而使化合物(A)更確實地固定於偏光件附近,從而進一步提高偏光件的耐久提升性。結果,可適宜抑制偏光件之光學特性劣化故而為佳。
本發明之偏光薄膜具備於至少一表面具備耐久性提升層之偏光件,該耐久性提升層係由含有化合物(A)的硬化性組成物形成且該化合物(A)具有碳-碳雙鍵及環狀骨架。並且本發明偏光薄膜亦可為於前述偏光件之至少一面積層有透明保護薄膜者。偏光件與透明保護薄膜可隔著耐久性提升層積層,且偏光件所具備之耐久性提升層與透明保護薄膜更可隔著接著劑層積層。以下就接著劑層予以說明。
>接著劑層>
接著劑層的厚度宜為0.01~3.0μm。接著劑層的厚度過薄時,由於接著劑層之凝集力不足而導致剝離力會降低,故不佳。接著劑層的厚度過厚時,對偏光薄膜之截面施加應力時變得容易發生剝離,而會發生因衝撃造成的剝落不良,故不佳。接著劑層的厚度以0.1~2.5μm較佳,0.5~1.5μm最佳。
接著劑層係將接著劑組成物硬化而形成。將接著劑組成物硬化之形態可大致區分為熱硬化與活性能量射線硬化。熱硬化性樹脂可舉聚乙烯醇樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯、胺甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、苯酚樹脂等,並因應需要併用硬化劑來使用。熱硬化性樹脂可更適宜使用聚乙烯醇樹脂、環氧樹脂。活性能量射線硬化性樹脂以活性能量射線來分類,可大致區分為電子射線硬化性、紫外線硬化性及可見光線硬化性。又,硬化形態可區分為自由基聚合性接著劑組成物與陽離子聚合性樹脂組成物。本發明中是將波長範圍在10nm~小於380nm之活性能量射線標記為紫外線,且將波長範圍在380nm~800nm之活性能量射線標記為可見光線。
本發明之偏光薄膜之製造時,如前述宜為活性能量射線硬化性。並且,利用380nm~450nm的可見光線之可見光線硬化性尤佳。
自由基聚合性接著劑組成物含有之硬化性成分可舉如自由基聚合性接著劑組成物所用之自由基聚合性化合物。自由基聚合性化合物可舉如具有(甲基)丙烯醯基、乙烯基等碳-碳雙鍵之自由基聚合性官能基的化合物。該等硬化性成分可使用單官能自由基聚合性化合物或二官能以上之多官能自由基聚合性化合物中任一者。此外,該等自由基聚合性化合物可單獨使用1種或可將2種以上組合使用。該等自由基聚合性化合物譬如宜為具有(甲基)丙烯醯基之化合物。另,本發明中,所謂(甲基)丙烯醯是指丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基,以下「(甲基)」同義。
單官能自由基聚合性化合物可舉例譬如下述通式(2)所示化合物:
[化學式6]
(惟,R3
為氫原子或甲基,R4
及R5
分別獨立為氫原子、烷基、羥烷基、烷氧基烷基或環狀醚基,且R4
及R5
亦可形成環狀雜環)。烷基、羥烷基及/或烷氧基烷基之烷基部分的碳數並無特別限定,可舉例如1~4個者。此外,R4
及R5
亦可形成之環狀雜環可舉例如N-丙烯醯基嗎福林。
通式(2)所示化合物之具體例可舉例如:N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-己基(甲基)丙烯醯胺等含N-烷基的(甲基)丙烯醯胺衍生物;N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基-N-丙烷(甲基)丙烯醯胺等含N-羥烷基的(甲基)丙烯醯胺衍生物;N-甲氧基甲基丙烯醯胺、N-乙氧基甲基丙烯醯胺等含N-烷氧基的(甲基)丙烯醯胺衍生物等。並且,含環狀醚基的(甲基)丙烯醯胺衍生物可舉(甲基)丙烯醯胺基的氮原子形成有雜環之含雜環的(甲基)丙烯醯胺衍生物,且可列舉譬如N-丙烯醯基嗎福林、N-丙烯醯基哌啶、N-甲基丙烯醯基哌啶及N-丙烯醯基吡咯啶等。由反應性佳之觀點、可獲得高彈性係數之硬化物之觀點及對偏光件之接著性優異之觀點來看,其等當中又可適宜使用N-羥乙基丙烯醯胺或N-丙烯醯基嗎福林。
由提升透過接著劑層使偏光件與透明保護薄膜接著時的接著性及耐水性之觀點來看,接著劑組成物中,通式(2)所記載之化合物含量宜為0.01~80重量%,更宜為5~40重量%。
且,本發明中所使用之接著劑組成物除通式(2)所示化合物之外,還可含有其他單官能自由基聚合性化合物作為硬化性成分。單官能自由基聚合性化合物可舉例如具有(甲基)丙烯醯氧基之各種(甲基)丙烯酸衍生物。具體而言,可舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、2-甲基-2-硝基丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸三級戊酯、(甲基)丙烯酸3-戊酯、2,2-二甲基丁基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸鯨蠟酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、4-甲基-2-丙基戊基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯等(甲基)丙烯酸(碳數1~20)烷基酯類。
又,前述(甲基)丙烯酸衍生物可舉例如(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環戊酯等(甲基)丙烯酸環烷酯;(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳烷酯;(甲基)丙烯酸-2-異莰酯、(甲基)丙烯酸-2-降莰基甲酯、(甲基)丙烯酸-5-降莰烯-2-基-甲酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-2-降莰基甲酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯等多環式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸-2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-甲氧基丁酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、烷基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等含烷氧基或苯氧基的(甲基)丙烯酸酯等等。該等之中,由與各種保護薄膜之接著性佳來看,宜為丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、丙烯酸苯氧乙酯。
又,作為前述(甲基)丙烯酸衍生物可舉如(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸-4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羥己酯、(甲基)丙烯酸-8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥月桂酯等(甲基)丙烯酸羥烷基酯;或[4-(羥甲基)環己基]甲基丙烯酸酯、環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯、2-羥-3-苯氧丙基(甲基)丙烯酸酯等含羥基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯環氧丙基醚等含環氧基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯、(甲基)丙烯酸-3-氯-2-羥丙酯等含鹵素的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯等(甲基)丙烯酸烷基胺基烷基酯;(甲基)丙烯酸-3-氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸-3-甲-氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸-3-乙-氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸-3-丁-氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸-3-己-氧雜環丁烷基甲酯等含氧雜環丁烷基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸丁內酯等具有雜環的(甲基)丙烯酸酯;及羥基三甲基乙酸新戊二醇(甲基)丙烯酸加成物、(甲基)丙烯酸對苯基苯酚酯等等。該等之中,2-羥-3-苯氧丙基丙烯酸酯因與各種保護薄膜之接著性優異,故較佳。
又,單官能自由基聚合性化合物可列舉為:(甲基)丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、伊康酸、馬來酸、延胡索酸、巴豆酸、異巴豆酸等含羧基之單體。
又,單官能自由基聚合性化合物可舉例如N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基-ε-己內醯胺、甲基乙烯基吡咯啶酮等內醯胺系乙烯基單體;乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌、乙烯基吡、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基㗁唑、乙烯基嗎福林等具有含氮雜環之乙烯基系單體等等。
本發明中使用之接著劑組成物中,若含有單官能自由基聚合性化合物之中具有高極性之含羥基之(甲基)丙烯酸酯、含羧基之(甲基)丙烯酸酯或含磷酸基之(甲基)丙烯酸酯等,對各種基材之密著力便會提升。相對於樹脂組成物,含羥基之(甲基)丙烯酸酯的含量宜為1重量%~30重量%。其含量過多時,硬化物之吸水率會變高而有耐水性惡化的情形。相對於樹脂組成物,含羧基的(甲基)丙烯酸酯的含量宜為1重量%~20重量%。其含量過多時,偏光薄膜之光學耐久性會降低,故不佳。含磷酸基之(甲基)丙烯酸酯可舉例如2-(甲基)丙烯醯氧基乙基酸式磷酸鹽;相對於樹脂組成物,其含量宜為0.1重量%~10重量%。其含量過多時,偏光薄膜之光學耐久性會降低,故不佳。
又,單官能自由基聚合性化合物可使用具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物。具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物是在末端或分子中具有(甲基)丙烯醯基等活性雙鍵基且具有活性亞甲基之化合物。活性亞甲基可列舉為:乙醯乙醯基、烷氧基丙二醯基或氰基乙醯基等。且,前述活性亞甲基以乙醯乙醯基為佳。具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物之具體例可舉如2-乙醯乙醯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙醯乙醯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙醯乙醯氧基-1-甲基乙基(甲基)丙烯酸酯等乙醯乙醯氧基烷基(甲基)丙烯酸酯;2-乙氧基丙二醯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-氰基乙醯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-(2-氰基乙醯氧基乙基)丙烯醯胺、N-(2-丙醯基乙醯氧基丁基)丙烯醯胺、N-(4-乙醯乙醯氧基甲基苄基)丙烯醯胺、N-(2-乙醯乙醯基胺基乙基)丙烯醯胺等。而,具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物以乙醯乙醯氧基烷基(甲基)丙烯酸酯為佳。
又,雙官能以上的多官能自由基聚合性化合物可舉例如屬多官能(甲基)丙烯醯胺衍生物之N,N’-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、2-乙-2-丁基丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧乙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧丙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二環氧丙基醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、環狀三羥甲丙烷甲縮醛(甲基)丙烯酸酯、二㗁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、EO改質二甘油四(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸與多元醇的酯化物、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀。具體例以ARONIX M-220(東亞合成公司製)、LIGHT-ACRYLATE 1,9ND-A(共榮社化學公司製)、LIGHT-ACRYLATE DGE-4A(共榮社化學公司製)、LIGHT-ACRYLATE DCP-A(共榮社化學公司製)、SR-531(Sartomer公司製)、CD-536(Sartomer公司製)等為佳。此外,因應需要,可舉例如各種環氧基(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯或各種(甲基)丙烯酸酯系單體等。另,多官能(甲基)丙烯醯胺衍生物除聚合速度快且生產性優異之外,在將樹脂組成物作成硬化物時之交聯性優異,故宜含於接著劑組成物中。
從兼顧與偏光件或各種透明保護薄膜之接著性、以及在嚴酷環境下之光學耐久性的觀點而言,自由基聚合性化合物以併用單官能自由基聚合性化合物與多官能自由基聚合性化合物為佳。通常,相對於自由基聚合性化合物100重量%,宜以單官能自由基聚合性化合物3~80重量%與多官能自由基聚合性化合物20~97重量%之比率來併用。
本發明中使用之接著劑組成物在將硬化性成分以活性能量射線硬化性成分作使用時,可以活性能量射線硬化性接著劑組成物之形式來使用。前述活性能量射線硬化型接著劑組成物在將電子射線等用作活性能量射線時,該活性能量射線硬化型接著劑組成物不一定要含有光聚合起始劑,而在將紫外線或可見光線用作活性能量射線時,則宜含有光聚合起始劑。光聚合起始劑可使用與用以形成耐久性提升層形成所使用之物相同之物。
上述活性能量射線硬化型接著劑組成物中,當使用具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物作為自由基聚合性化合物時,宜與具有奪氫作用之自由基聚合起始劑組合使用。藉由前述構成,則特別是即便剛從高濕度環境或水中取出(非乾燥狀態),偏光薄膜所具有的接著劑層之接著性仍會顯著提升。該理由並未究明,但可推測為以下原因。即,具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物會一邊與構成接著劑層之其他自由基聚合性化合物一起聚合,一邊被組入接著劑層中基底聚合物的主鏈及/或側鏈,形成接著劑層。於前述聚合過程中,一旦存在具奪氫作用之自由基聚合起始劑,就會一邊形成構成接著劑層之基底聚合物,一邊從具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物奪氫,而在亞甲基產生自由基。於是,產生了自由基之亞甲基會與PVA等偏光件之羥基反應,而在接著劑層與偏光件之間形成共價鍵。結果可推知特別是即便在非乾燥狀態下,偏光薄膜所具有之接著劑層之接著性仍會明顯提升。
於本發明中,具有奪氫作用之自由基聚合起始劑可舉例如9-氧硫 系自由基聚合起始劑、二苯基酮系自由基聚合起始劑等。前述自由基聚合起始劑以9-氧硫 系自由基聚合起始劑為佳。作為9-氧硫 系自由基聚合起始劑,可舉例如上述通式(3)所示化合物。通式(3)所示化合物之具體例可舉出9-氧硫 系、二甲基9-氧硫 系、二乙基9-氧硫 、異丙基9-氧硫 系、氯9-氧硫 系等。通式(3)所示化合物當中,以R6
及R7
為-CH2
CH3
之二乙基9-氧硫 尤佳。
上述活性能量射線硬化型接著劑組成物中,在含有具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物與具有奪氫作用之自由基聚合起始劑的情況下,將硬化性成分之總量設為100重量%時,宜含有1~50重量%之前述具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物,且相對於接著劑組成物之總量,宜含有0.1~10重量%之自由基聚合起始劑。
如上述,於本發明中,在具有奪氫作用之自由基聚合起始劑存在下,使具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物之亞甲基產生自由基,而前述亞甲基會與PVA等偏光件之羥基反應形成共價鍵。因此,為了使具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物之亞甲基產生自由基並充分形成前述共價鍵,在將硬化性成分之總量設為100重量%時,具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物以含有1~50重量%為佳,進而以含有3~30重量%較佳。為使耐水性充份提升並提升非乾燥狀態下之接著性,具有活性亞甲基之自由基聚合性化合物宜設為1重量%以上。另一方面,若大於50重量%,會有接著劑層硬化不良的情況。此外,具有奪氫作用之自由基聚合起始劑以含有相對於接著劑組成物之總量為0.1~10重量%為佳,更以含有0.3~9重量%較佳。為使奪氫反應充分地進行,宜使用0.1重量%以上的自由基聚合起始劑。另一方面,若大於10重量%,就會有不完全溶解於組成物中的情況。
作為陽離子聚合硬化性接著劑組成物中所使用的陽離子聚合性化合物,可分類為在分子內具有1個陽離子聚合性官能基的單官能陽離子聚合性化合物、與在分子內具有2個以上陽離子聚合性官能基的多官能陽離子聚合性化合物。單官能陽離子聚合性化合物之液體黏度相對較低,使之含有於樹脂組成物中,便能降低樹脂組成物的液體黏度。又,單官能陽離子聚合性化合物大多具有能表現各種機能之官能基,使之含有於樹脂組成物中,便能使樹脂組成物及/或樹脂組成物之硬化物表現各種機能。多官能陽離子聚合性化合物因能使樹脂組成物之硬化物產生3維交聯,故宜使之含有於樹脂組成物中。單官能陽離子聚合性化合物與多官能陽離子聚合性化合物之比,宜相對於100重量份之單官能陽離子聚合性化合物,以10重量份至1000重量份之範圍混合多官能陽離子聚合性化合物。陽離子聚合性官能基可舉例如環氧基或氧雜環丁烷基、乙烯基醚基。具環氧基之化合物可舉出脂肪族環氧化合物、脂環式環氧化合物、芳香族環氧化合物,本發明之陽離子聚合硬化性接著劑組成物以含有脂環式環氧化合物尤佳,因其硬化性和接著性優異。脂環式環氧化合物可舉如3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯的己內酯改質物、三甲基己內酯改質物或戊內酯改質物等,具體而言可舉出CELLOXIDE 2021、CELLOXIDE 2021A、CELLOXIDE 2021P、CELLOXIDE 2081、CELLOXIDE 2083、CELLOXIDE 2085(以上,DAICEL化學工業(股製)、Cyracure UVR-6105、Cyracure UVR-6107、Cyracure 30、R-6110(以上,DOW CHEMICAL日本(股)製)等。具氧雜環丁烷基之化合物有改善本發明之陽離子聚合硬化性接著劑組成物之硬化性、降低該組成物之液體黏度等效果,故宜含有該化合物。具有氧雜環丁烷基之化合物,可舉如3-乙-3-羥甲基氧雜環丁烷、1,4-雙[(3-乙-3-氧雜環丁烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙-3-(苯氧基甲基)氧雜環丁烷、二[(3-乙-3-氧雜環丁烷基)甲基]醚、3-乙-3-(2-乙基己氧基甲基)氧雜環丁烷、苯酚酚醛清漆氧雜環丁烷等,及市售之ARON OXETANE OXT-101、ARON OXETANE OXT-121、ARON OXETANE OXT-211、ARON OXETANE OXT-221、ARON OXETANE OXT-212(以上,東亞合成公司製)等。具乙烯基醚基之化合物有改善本發明之陽離子聚合硬化性接著劑組成物之硬化性、降低該組成物之液體黏度等效果,故宜含有該化合物。具乙烯基醚基之化合物可舉如2-羥乙基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、環己烷二甲醇二乙烯基醚、環己烷二甲醇單乙烯基醚、三環癸烷乙烯基醚、環己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、新戊四醇型四乙烯基醚等。
陽離子聚合硬化性接著劑組成物含有選自於以上所說明之具環氧基的化合物、具氧雜環丁烷基的化合物、具乙烯基醚基的化合物中之至少1種化合物作為硬化性成分,且其等皆可經由陽離子聚合而硬化,所以可摻混光陽離子聚合起始劑。該光陽離子聚合起始劑藉由可見光線、紫外線、X射線、電子射線等活性能量射線之照射,會產生陽離子種或路易士酸,引發環氧基或氧雜環丁烷基的聚合反應。光陽離子聚合起始劑適合使用後述之光酸產生劑。又,本發明所使用之接著劑組成物以可見光線硬化性作使用時,宜使用特別對380nm以上的光具有高感度之光陽離子聚合起始劑,但光陽離子聚合起始劑一般而言是在300nm附近或比其更短的波長區域顯示極大吸收值的化合物,所以可藉由摻混對較其更長之波長區域、具體而言為波長比380nm更長的光顯示極大吸收值之光敏化劑,來感應在其附近波長的光,促進源自光陽離子聚合起始劑之陽離子種或酸的產生。作為光敏化劑,可舉例如蒽化合物、芘化合物、羰基化合物、有機硫化合物、過硫化物、氧化還原系化合物、偶氮及重氮化合物、鹵素化合物及光還原性色素等,其等亦可混合2種以上來使用。尤其蒽化合物因光敏化效果優異而甚為理想,具體而言可舉如ANTHRACURE UVS-1331、ANTHRACURE UVS-1221(川崎化成公司製)。光敏化劑的含量以0.1重量%~5重量%為佳,0.5重量%~3重量%較佳。
本發明中所使用之接著劑組成物除上述成分以外宜含有下述成分。
本發明中使用之活性能量射線硬化性接著劑組成物,除了前述自由基聚合性化合物之硬化性成分之外,還可含有(甲基)丙烯酸單體聚合而成之丙烯酸系寡聚物。藉由活性能量射線硬化性接著劑組成物含有成分,可在對該組成物照射活性能量射線使其硬化時降低硬化收縮,而可降低接著劑與偏光件及透明保護薄膜等被黏著體之界面應力。結果可抑制接著劑層與被黏著體的接著性降低。為能充分抑制硬化物層(接著劑層)的硬化收縮,丙烯酸系寡聚物的含量以相對於接著劑組成物之總量為20重量%以下為佳,15重量%以下較佳。若接著劑組成物中之丙烯酸系寡聚物的含量過多,對該組成物照射活性能量射線後反應速度會急遽降低,而有硬化不良的情況。另一方面,丙烯酸系寡聚物以相對於接著劑組成物之總量含有3重量%以上為佳,含有5重量%以上較佳。
考慮到塗敷時的作業性及均勻性時,活性能量射線硬化性接著劑組成物以低黏度為佳,所以(甲基)丙烯酸單體聚合而成之丙烯酸系寡聚物亦以低黏度為佳。作為低黏度並可防止接著劑層硬化收縮的丙烯酸系寡聚物,以重量平均分子量(Mw)在15000以下者為佳,而10000以下更佳,5000以下尤佳。另一方面,為能充分抑制硬化物層(接著劑層)之硬化收縮,丙烯酸系寡聚物之重量平均分子量(Mw)以在500以上為佳,1000以上更佳,1500以上尤佳。構成丙烯酸系寡聚物之(甲基)丙烯酸單體,具體而言可舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲-2-硝基丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸S-丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸三級戊酯、(甲基)丙烯酸3-戊酯、(甲基)丙烯酸2,2-二甲基丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸鯨蠟酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸-4-甲-2-丙基戊酯、N-十八基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸(碳數1~20)烷基酯類;以及例如(甲基)丙烯酸環烷酯(例如,(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環戊酯等)、(甲基)丙烯酸芳烷酯(例如,(甲基)丙烯酸苄酯等)、多環式(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸-2-異莰酯、(甲基)丙烯酸2-降莰基甲酯、(甲基)丙烯酸5-降莰烯-2-基-甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲-2-降莰基甲酯等)、含羥基的(甲基)丙烯酸酯類(例如(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、2,3-二羥丙基甲基-丁基(甲基)甲基丙烯酸酯等)、含烷氧基或苯氧基的(甲基)丙烯酸酯類((甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯等)、含環氧基的(甲基)丙烯酸酯類(例如,(甲基)丙烯酸環氧丙酯等)、含鹵素的(甲基)丙烯酸酯類(例如(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等)、(甲基)丙烯酸烷基胺基烷基酯(例如二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯等)等。該等(甲基)丙烯酸酯可單獨使用或併用2種以上。丙烯酸系寡聚物之具體例可舉出東亞合成公司製「ARUFON」、綜研化學公司製「ACTFLOW」、BASF JAPAN公司製「JONCRYL」等。
上述活性能量射線硬化性接著劑組成物中可含有光酸產生劑。上述活性能量射線硬化性接著劑組成物中含有光酸產生劑時,相較於不含光酸產生劑之情況,可躍進地提升接著劑層之耐水性及耐久性。光酸產生劑可以下述通式(5)表示。
通式(5)
[化學式7]
(惟,L+
表示任意的鎓陽離子;又,X-
表示選自於由PF66 -
、SbF6 -
、AsF6 -
、SbCl6 -
、BiCl5 -
、SnCl6 -
、ClO4 -
、二硫胺基甲酸酯陰離子、SCN-所構成群組中的相對陰離子)。
接著,說明通式(5)中的相對陰離子X-
。
通式(5)中的相對陰離子X-
原理上並無特別限制,而以非親核性陰離子為佳。當相對陰離子X-
為非親核性陰離子時,因不易使共存於分子內的陽離子或所併用之各種材料之親核反應發生,結果便能提升通式(4)所示光酸產生劑本身或使用有其之組成物的歷時穩定性。此處所謂非親核性陰離子是指引發親核反應之能力低的陰離子。作為上述陰離子,可舉例如PF6 -
、SbF6 -
、AsF6 -
、SbCl6 -
、BiCl5 -
、SnCl6 -
、ClO4 -
、二硫胺甲酸鹽陰離子、SCN-
等。
本發明之光酸產生劑之理想具體例,具體而言可舉例如「Cyracure-UVI-6992」、「Cyracure-UVI-6974」(以上為陶氏化學(Dow Chemical)日本股份有限公司製)、「ADEKA OPTOMER SP150」、「ADEKA OPTOMER SP152」、「ADEKA OPTOMER SP170」、「ADEKA OPTOMER SP172」(以上為股份有限公司艾迪科(ADEKA)製)、「IRGACURE250」(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製)、「CI-5102」、「CI-2855」(以上為日本曹達公司製)、「SANEIDO SI-60L」、「SANEIDO SI-80L」、「SANEIDO SI-100L」、「SANEIDO SI-110L」、「SANEIDO SI-180L」(以上為三新化學公司製)、「CPI-100P」、「CPI-100A」(以上為三亞普羅(SAN-APRO)股份有限公司製)、「WPI-069」、「WPI-113」、「WPI-116」、「WPI-041」、「WPI-044」、「WPI-054」、「WPI-055」、「WPAG-281」、「WPAG-567」、「WPAG-596」(以上為和光純藥公司製)。
光酸產生劑之含量相對於接著劑組成物之總量為10重量%以下,且以0.01~10重量%為佳,0.05~5重量%更佳,0.1~3重量%尤佳。
上述活性能量射線硬化性接著劑組成物可於活性能量射線硬化性接著劑組成物中併用光酸產生劑與含烷氧基或環氧基之任一者之化合物。
使用分子內具有1個以上環氧基之化合物或分子內具有2個以上環氧基之高分子(環氧樹脂)時,亦可併用分子內具有2個以上與環氧基有反應性之官能基的化合物。此處所謂與環氧基有反應性之官能基,可舉如羧基、酚性羥基、巰基、1級或2級芳香族胺基等。考慮到3維硬化性,以在一分子中具有2個以上該等官能基尤佳。
在分子內具有1個以上環氧基之高分子可舉例如環氧樹脂,且有由雙酚A與表氯醇所衍生之雙酚A型環氧樹脂、由雙酚F與表氯醇所衍生之雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F酚醛清漆型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、二苯基醚型環氧樹脂、氫醌型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、3官能型環氧樹脂及4官能型環氧樹脂等多官能型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、海因(hydantoin)型環氧樹脂、三聚異氰酸酯型環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂等,該等環氧樹脂亦可被鹵素化,亦可被氫化。市售的環氧樹脂製品,可舉例如Japan Epoxy Resins股份公司製的JERCoat 828、1001、801N、806、807、152、604、630、871、YX8000、YX8034、YX4000;DIC股份公司製的Epiclon830、EXA835LV、HP4032D、HP820;股份公司ADEKA製的EP4100系列、EP4000系列、EPU系列;DAICEL化學股份公司製的CELLOXIDE系列(2021、2021P、2083、2085、3000等)、EPOLEAD系列、EHPE系列;新日鐵化學公司製的YD系列、YDF系列、YDCN系列、YDB系列、苯氧樹脂(由雙酚類與表氯醇所合成之聚羥基聚醚並在兩末端具有環氧基;YP系列等);NAGASE CHEMTEX公司製的DENACOL系列;共榮社化學公司製的Epolite系列等,惟不限於該等。該等環氧樹脂亦可併用2種以上。
作為分子內具有烷氧基之化合物,只要是分子內具有1個以上烷氧基者就無特別限制,可使用公知之物。此種化合物可舉如三聚氰胺化合物、胺基樹脂、矽烷耦合劑等作為代表。
相對於接著劑組成物之總量,含烷氧基或環氧基中之任一者的化合物之摻混量通常為30重量%以下,組成物中化合物的含量若過多,接著性就會降低,對落下試驗之耐衝擊性會有惡化的情形。組成物中化合物的含量以20重量%以下較佳。另一方面,從耐水性之觀點來看,組成物中宜含有2重量%以上之化合物,且含有5重量%以上較佳。
在本發明中使用之接著劑組成物為活性能量射線硬化性硬化性的情形下,矽烷耦合劑宜使用活性能量射線硬化性的化合物,但即便不是活性能量射線硬化性,亦能夠賦予同樣的耐水性。
矽烷耦合劑之具體例可使用前述例示之有機矽化合物。
矽烷耦合劑之摻混量以相對於接著劑組成物之總量為0.01~20重量%之範圍為佳,0.05~15重量%較佳,0.1~10重量%更佳。因摻混量大於20重量%時,接著劑組成物之儲存穩定性會惡化,而低於0.1重量%時則會無法充分發揮接著耐水性之效果。
本發明中使用之接著劑組成物在含有具乙烯基醚基之化合物時,偏光件與接著劑層之接著耐水性會提升,故甚為理想。獲得該效果之理由雖尚不明朗,但可推測出理由之一是由於化合物所具有之乙烯基醚基與偏光件相互作用,而提高了偏光件與接著劑層之接著力。為能使偏光件與接著劑層之接著耐水性進一步提高,化合物宜為具乙烯基醚基之自由基聚合性化合物。此外,化合物之含量以含有相對於接著劑組成物之總量為0.1~19重量%為佳。
本發明中使用之接著劑組成物中可含有可產生酮-烯醇互變異構性之化合物。例如,在含有交聯劑之接著劑組成物中或在摻混交聯劑作使用之接著劑組成物中,可適於採用包含上述可產生酮-烯醇互變異構性之化合物的態樣。藉此,在摻混有機金屬化合物後接著劑組成物的黏度過度上升或膠化現象、以及微凝膠物的生成會受到抑制,而能實現延長該組成物之使用期限的效果。
上述可產生酮-烯醇互變異構性之化合物可使用各種β-二羰基化合物。具體例可舉如乙醯丙酮、2,4-己二酮、3,5-庚二酮、2-甲基己-3,5-二酮、6-甲基庚-2,4-二酮、2,6-二甲基庚-3,5-二酮等的β-二酮類;乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙醯乙酸異丙酯、乙醯乙酸三級丁酯等乙醯乙酸酯類;丙醯基乙酸乙酯、丙醯基乙酸乙酯、丙醯基乙酸異丙酯、丙醯基乙酸三級丁酯等丙醯基乙酸酯類;異丁醯基乙酸乙酯、異丁醯基乙酸乙酯、異丁醯基乙酸異丙酯、異丁醯基乙酸三級丁酯等異丁醯基乙酸酯類;丙二酸甲酯、丙二酸乙酯等丙二酸酯類等。其中適宜的化合物可舉如乙醯丙酮及乙醯乙酸酯類。所述可產生酮-烯醇互變異構性之化合物可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
可產生酮-烯醇互變異構性之化合物的使用量,係設為例如相對於1重量份之有機金屬化合物為0.05重量份~10重量份,較佳為0.2重量份~3重量份(例如0.3重量份~2重量份)。上述化合物之使用量相對於1重量份之有機金屬化合物若低於0.05重量份,就會有難以發揮充分使用效果的情形。另一方面,該化合物之使用量相對於1重量份之有機金屬化合物若超過10重量份,就會對有機金屬化合物有過剩的相互作用,而有難以展現所欲獲得之耐水性之情況。
又,本發明中使用之接著劑組成物可在不損及本發明之目的及效果的範圍內,摻混各種添加劑作為其他任意成分。此種添加劑可舉如環氧樹脂、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚胺甲酸酯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚醚、聚酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、石油樹脂、二甲苯樹脂、酮樹脂、纖維素樹脂、氟系寡聚物、聚矽氧系寡聚物、聚硫醚系寡聚物等聚合物或寡聚物;啡噻、2,6-二-三級丁基-4-甲苯酚等聚合抑制劑;聚合起始助劑;調平劑;濕潤性改良劑;界面活性劑;塑化劑;紫外線吸收劑;無機填充劑;顏料;染料等。
上述添加劑相對於接著劑組成物之總量通常為0~10重量%,並宜為0~5重量%,最佳為0~3重量%。
本發明中使用之接著劑組成物的黏度由塗敷性之觀點,於25℃下宜為100cp以下。另一方面,若本發明之接著劑組成物在25℃下高於100cp,則亦可在塗敷時控制接著劑組成物的溫度,調整至100cp以下使用。黏度更理想之範圍為1~80cp,最宜為10~50cp。黏度可使用東機產業公司製E型黏度計TVE22LT來測定。
又,從安全性之觀點來看,本發明中使用之接著劑組成物是以使用皮膚刺激較低之材料作為前述硬化性成分為佳。皮膚刺激性可用P.I.I指標來判斷。P.I.I是廣泛使用之表示皮膚損害程度的指標,以崔氏試驗(Draize法)測定。測定值是以0~8的範圍表示,值越小判定為刺激性越低,但因測定值之誤差大,故作為參考值就好。P.I.I宜為4以下,較佳為3以下,最佳為2以下。
>偏光薄膜>
本發明之偏光薄膜具備於至少一表面具備耐久性提升層之偏光件,該耐久性提升層係由含有化合物(A)的硬化性組成物形成且該化合物(A)具有碳-碳雙鍵及環狀骨架。並且本發明偏光薄膜亦可為於前述偏光件之至少一面積層有透明保護薄膜者。又較宜於耐久性提升層與透明保護薄膜之間更具備接著劑層。以下舉例說明於耐久性提升層與透明保護薄膜之間更具備接著劑層之偏光薄膜。
本發明之偏光薄膜可利用例如下述製造方法製造:
一種偏光薄膜之製造方法,包含:第1塗佈步驟,係於偏光件之貼合面塗佈含有化合物(A)的硬化性組成物,形成耐久提升層;硬化步驟,係使構成耐久性提升層的硬化性組成物硬化;第2塗佈步驟,係於透明保護薄膜的貼合面塗佈接著劑組成物;貼合步驟,係貼合偏光件的耐久性提升層形成面與透明保護薄膜的接著劑組成物塗佈面;及接著步驟,係從偏光件面側或透明保護薄膜側照射活性能量射線,使接著劑組成物硬化從而製得接著劑層,並透過該接著劑層接著偏光件及透明保護薄膜。另外,亦可於前述第1塗佈步驟之前追加一於偏光件之至少一面形成易接著層之易接著層形成步驟,而後再實施一於偏光件的易接著層形成面塗佈硬化性組成物之第1塗佈步驟。並且可於前述易接著層形成步驟前,實施對偏光件之至少一面進行表面改質處理之處理步驟。
不僅偏光件、亦可對透明保護薄膜進行表面改質處理。表面改質處理可列舉電暈處理、電漿處理及ITRO處理(火焰矽烷處理)等處理,尤以電暈處理為佳。
於透明保護薄膜塗佈接著劑組成物的方法可視接著劑組成物之黏度或所欲獲得之厚度來適當選擇,可舉例如逆向式塗佈機、凹版塗佈機(直接、逆向或間接)、棒式逆向式塗佈機、輥塗佈機、模塗機、棒塗機、桿塗機等。本發明中使用之接著劑組成物的黏度宜為3~100mPa・s,更宜為5~50mPa・s,最宜為10~30mPa・s。接著劑組成物的黏度高時,塗佈後的表面平滑性差而會產生外觀不良,故不佳。本發明中使用之接著劑組成物,可加熱或冷卻該組成物來調整為較佳範圍的黏度後再行塗佈。
透過如上述塗敷後之接著劑組成物,貼合偏光件與透明保護薄膜。偏光件與透明保護薄膜之貼合可使用輥壓積層器等來進行。
本發明中所使用之接著劑組成物宜以活性能量射線硬化性接著劑組成物作使用。活性能量射線硬化性接著劑組成物可以電子射線硬化性、紫外線硬化性、可見光線硬化性之態樣使用。前述接著劑組成物之態樣由生產性之觀點,宜為可見光線硬化性接著劑組成物。
活性能量射線硬化性接著劑組成物係在貼合偏光件與透明保護薄膜後,照射活性能量射線(電子射線、紫外線、可見光線等),使活性能量射線硬化性接著劑組成物硬化而形成接著劑層。活性能量射線(電子射線、紫外線、可見光線等)之照射方向可從任意且適當方向照射。較理想的是從透明保護薄膜側進行照射。若從偏光件側進行照射,則會有偏光件因活性能量射線(電子射線、紫外線、可見光線等)劣化之虞。
關於電子射線硬化性,電子射線之照射條件只要是可將上述活性能量射線硬化性接著劑組成物硬化的條件,則可採用任意且適當之條件。例如,照射電子射線時,加速電壓宜為5kV~300kV,更宜為10kV~250kV。加速電壓低於5kV時,電子射線會無法到達接著劑而有硬化不足之虞;加速電壓超過300kV時,通過試料之滲透力會過強,而有對透明保護薄膜或偏光件造成傷害之虞。照射線量為5~100kGy,較佳為10~75kGy。照射線量低於5kGy時,接著劑會硬化不足;超過100kGy時,會對透明保護薄膜或偏光件造成傷害,使得機械強度降低或產生黃變,無法獲得預定之光學特性。
電子射線照射通常係於非活性氣體中進行照射,然若有必要,亦可於大氣中或導入了少量氧的條件下進行。雖因透明保護薄膜的材料而定,惟藉由適當導入氧可在電子射線會一開始接觸的透明保護薄膜面上特意產生氧阻障,防止透明保護薄膜受損,並能有效率地只對接著劑照射電子射線。
本發明之偏光薄膜之製造方法中,活性能量射線以使用包含有波長範圍380nm~450nm之可見光線的射線為佳,特別是以使用波長範圍380nm~450nm之可見光線的照射量最多之活性能量射線為佳。紫外線硬化性、可見光線硬化性當中,若使用賦予了紫外線吸收能之透明保護薄膜(紫外線不透射型透明保護薄膜)時,會吸收波長較約380nm短之光,故波長較380nm短之光不會到達活性能量射線硬化性接著劑組成物,而對其聚合反應沒有幫助。並且,被透明保護薄膜吸收之波長較380nm短之光會轉換成熱,使透明保護薄膜本身發熱,造成偏光薄膜產生捲曲、起皺等不良之原因。因此,本發明中採用紫外線硬化性、可見光線硬化性時,活性能量射線產生裝置以使用不發出波長比380nm短之光的裝置為佳,更具體來說,以波長範圍380~440nm之累積照度與波長範圍250~370nm之累積照度的比為100:0至100:50為佳,較佳為100:0至100:40。本發明之活性能量射線宜為充有鎵之金屬鹵素燈、可發出波長範圍380~440nm之LED光源。或可使用低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、白熱燈泡、氙燈、鹵素燈、碳弧燈、金屬鹵素燈、螢光燈、鎢絲燈、鎵燈、包含準分子雷射或太陽光等紫外線與可見光線之光源,亦可用帶通濾波器遮蔽波長較380nm短之紫外線來使用。為了提高偏光件與透明保護薄膜之間的接著劑層的接著性能,同時防止偏光薄膜捲曲,宜使用:使用充有鎵之金屬鹵素燈並透過可遮蔽波長較380nm短之光的帶通濾波器而得到的活性能量射線、或使用LED光源而得到之波長405nm的活性能量射線。
關於紫外線硬化性或可見光線硬化性,較佳為在照射紫外線或可見光線之前將活性能量射線硬化性接著劑組成物加溫(照射前加溫),此時以加溫至40℃以上為佳,加溫至50℃以上較佳。此外,在照射紫外線或可見光線之後將活性能量射線硬化性接著劑組成物加溫(照射後加溫)亦適宜,此時以加溫至40℃以上為佳,加溫至50℃以上較佳。
本發明中使用之活性能量射線硬化性接著劑組成物尤其可適用於形成用以將偏光件與波長365nm之透光率低於5%之透明保護薄膜接著的接著劑層。此時,本發明之活性能量射線硬化性接著劑組成物藉由含有上述通式(3)之光聚合起始劑,隔著具有UV吸收能之透明保護薄膜照射紫外線時,能夠硬化形成接著劑層。因此,即便對在偏光件兩面積層有具有UV吸收能之透明保護薄膜而成的偏光薄膜,亦可使接著劑層硬化。而理所當然,對積層有不具有UV吸收能之透明保護薄膜而成的偏光薄膜,亦可使接著劑層硬化。此外,所謂具有UV吸收能之透明保護薄膜,意指對380nm之光的透射率低於10%的透明保護薄膜。
對透明保護薄膜賦予UV吸收能之方法,可舉如使透明保護薄膜中含有紫外線吸收劑之方法、與在透明保護薄膜表面積層含有紫外線吸收劑之表面處理層之方法。
紫外線吸收劑之具體例可舉例如公知之氧二苯基酮系化合物、苯并三唑系化合物、柳酸酯系化合物、二苯基酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯合鹽系化合物、三系化合物等。
在貼合偏光件與透明保護薄膜後,照射活性能量射線(電子射線、紫外線、可見光線等),使活性能量射線硬化性接著劑組成物硬化形成接著劑層。活性能量射線(電子射線、紫外線、可見光線等)之照射方向可從任意且適當方向照射。較理想的是從透明保護薄膜側進行照射。若從偏光件側進行照射,則會有偏光件因活性能量射線(電子射線、紫外線、可見光線等)劣化之虞。
本發明之偏光薄膜以連續生產線製造時,生產線速度係依據接著劑組成物之硬化時間而定,惟以1~500m/min為佳,並以5~300m/min較佳,10~100m/min更佳。生產線速度過低時,生產性差,或對透明保護薄膜造成過大傷害,而無法製作出可承受耐久性試驗等的偏光薄膜。生產線速度過大時,接著劑組成物的硬化會不足,而有無法獲得所欲獲得之接著性的情況。
另,本發明之偏光薄膜理想的是透過上述活性能量射線硬化性接著劑組成物之硬化物層所形成的接著劑層來貼合偏光件與透明保護薄膜,惟在透明保護薄膜與接著劑層之間可設置第2易接著層。第2易接著層可由具有例如以下骨架的各種樹脂所形成:聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚胺甲酸酯骨架、聚矽氧系、聚醯胺骨架、聚醯亞胺骨架、聚乙烯醇骨架等。該等聚合物樹脂可單獨使用1種,或組合2種以上來使用。又,亦可於形成第2易接著層時添加其他添加劑。具體上可使用增黏劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、耐熱穩定劑等之穩定劑等。
第2易接著層通常是先設置於透明保護薄膜上,再藉由接著劑層將該透明保護薄膜之第2易接著層之側與偏光件相貼合。第2易接著層的形成,是經由將第2易接著層的形成材以公知技術塗佈在透明保護薄膜上並進行乾燥來實施。第2易接著層之形成材通常會考慮乾燥後之厚度、塗敷的圓滑性等進行調整做成已稀釋成適當濃度之溶液。第2易接著層於乾燥後之厚度為0.01~5μm,較宜為0.02~2μm,更宜為0.05~1μm。又,第2易接著層可設置多層,此時亦宜使第2易接著層之總厚度落在上述範圍內。
>透明保護薄膜>
透明保護薄膜宜為透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性及各向同性等優異者。可舉如:聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物;二乙醯纖維素或三乙醯纖維素等纖維素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物;聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系聚合物;以及聚碳酸酯系聚合物等。又,亦可列舉下述聚合物作為形成上述透明保護薄膜之聚合物之例:聚乙烯、聚丙烯、具有環系乃至降莰烯結構之聚烯烴、如乙烯-丙烯共聚物之聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚伸苯硫系聚合物、乙烯醇系聚合物、氯化亞乙烯系聚合物、乙烯醇縮丁醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物或上述聚合物之摻合物等。透明保護薄膜中亦可含有1種以上任意且適當的添加劑。添加劑可舉如紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、塑化劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。透明保護薄膜中之上述熱塑性樹脂含量宜為50~100重量%,較佳為50~99重量%,更佳為60~98重量%,特佳為70~97重量%。透明保護薄膜中之上述熱塑性樹脂含量在50重量%以下時,會有無法充分發揮熱塑性樹脂原有的高透明性等之虞。
又,作為透明保護薄膜,可舉日本特開2001-343529號公報(WO01/37007)所記載之聚合物薄膜,例如一種含有(A)在側鏈具有取代及/或非取代醯亞胺基之熱塑性樹脂、與在側鏈具有取代及/或非取代苯基以及腈基之熱塑性樹脂的樹脂組成物。具體例可舉出含有由異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺所構成之交替共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組成物之薄膜。薄膜可使用樹脂組成物之混合擠製物等所構成之薄膜。該等薄膜由於相位差小、光彈性係數小,而能消除偏光薄膜應變所造成的不均等不良狀況,且因透濕度低而有優良的加濕耐久性。
上述偏光薄膜中,前述透明保護薄膜的透濕度宜為150g/m2
/24h以下。根據所述構成,空氣中的水分就難以進入偏光薄膜中,而可抑制偏光薄膜本身的含水率變化。結果能抑制儲存環境所造成之偏光薄膜的彎曲與尺寸變化。
設於上述偏光件之單面或兩面的透明保護薄膜,以透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性及各向同性等優異者為佳,尤其是透濕度在150g/m2
/24h以下者較佳,120g/m2
/24h以下者尤佳,5~70g/m2
/24h以下者更佳。透濕度可藉由實施例中記載之方法求得。
滿足前述低透濕度之透明保護薄膜的形成材料,可使用例如聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯樹脂;聚碳酸酯樹脂;芳酯系樹脂;尼龍或芳香族聚醯胺等醯胺系樹脂;聚乙烯、聚丙烯、如乙烯-丙烯共聚物之聚烯烴系聚合物、具有環系乃至降莰烯結構之環狀烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂或是該等混合物。前述樹脂中以聚碳酸酯系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂為佳,環狀聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂尤佳。
透明保護薄膜之厚度可適當決定,一般而言從強度與操作性等之作業性、薄層性等之觀點來看,宜為5~100μm。尤以10~60μm為佳,13~40μm較佳。
貼合偏光件與保護薄膜之方法可利用輥壓機來進行。於偏光件兩面積層保護薄膜之方法可選自以下方法:貼合偏光件與1片保護薄膜後再貼合另1片保護薄膜之方法;及,同時貼合偏光件與2片保護薄膜之方法。採用前者之方法可顯著減低貼合時產生的夾入氣泡而較為理想,亦即採用貼合偏光件與1片保護薄膜後再貼合另1片保護薄膜之方法。
>光學薄膜>
本發明之偏光薄膜在實際使用時,可作為與其他光學層積層而成之光學薄膜來使用。關於其光學層並無特別限定,可舉如相位差薄膜(包含1/2或1/4等之波長板)、視覺補償薄膜、亮度提升薄膜、反射板或半透射板等能成為可用於形成液晶顯示裝置等的光學層。該等光學層在本發明中可作為附易接著層之基材薄膜的基材薄膜使用,並且可視需求藉由施行表面改質處理而具有羥基、羰基或胺基等反應性官能基。因此,於表面至少含有反應性官能基之相位差薄膜的至少一面具備前述通式(1)所示化合物的易接著處理相位差薄膜、特別是形成有含有前述通式(1)所示化合物之易接著層的附易接著層之相位差薄膜等,可提升相位差薄膜等與接著劑層之密著性,結果能格外提升接著性,故為適宜。
作為前述相位差薄膜,可使用具有正面相位差為40nm以上及/或厚度方向相位差為80nm以上之相位差的相位差薄膜。正面相位差通常係控制在40~200nm之範圍,厚度方向相位差通常係控制在80~300nm之範圍。
作為相位差薄膜,可舉如將高分子素材進行單軸或雙軸延伸處理而成之雙折射性薄膜、液晶聚合物之定向薄膜、以薄膜支持液晶聚合物之定向層者等。相位差薄膜之厚度也並無特別限制,一般為20~150μm左右。
作為相位差薄膜,亦可使用滿足下述式(1)至(3)之逆波長分散型相位差薄膜:
0.70<Re[450]/Re[550]<0.97…(1)
1.5×10-3<Δn<6×10-3…(2)
1.13<NZ<1.50…(3)
(式中,Re[450]及Re[550]分別係在23℃下以波長450nm及550nm之光測得之相位差薄膜的面內相位差值;Δn係分別將相位差薄膜之慢軸方向、快軸方向之折射率設為nx、ny時nx-ny的面內雙折射;NZ係令nz為相位差薄膜之厚度方向的折射率時,厚度方向雙折射之nx-nz與面內雙折射之nx-ny的比)。
在前述偏光薄膜或積層有至少1層偏光薄膜之光學薄膜上,亦可設置用於與液晶單元等其他構件接著之黏著層。形成黏著層之黏著劑並無特別限制,可適當選擇以丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基底聚合物之物來使用。尤佳的是可使用如丙烯酸系黏著劑般可展現優異光學透明性以及適度濡濕性、凝集性與接著性等之黏著特性並且具有優異耐候性及耐熱性等之物。
黏著層亦可以不同組成或種類等之物的重疊層形式設置於偏光薄膜或是光學薄膜之單面或兩面。又,在設置於兩面之情形下,於偏光薄膜或光學薄膜之表背亦可做成組成、種類或厚度等相異的黏著層。黏著層之厚度可因應使用目的或接著力等來適宜決定,一般為1~500μm,宜為1~200μm,尤宜為1~100μm。
對於黏著層之露出面為防止其受污染,可在供實際使用前之期間用分離件暫時貼附並覆蓋。藉此,可防止在一般操作狀態下接觸到黏著層。作為分離件,除了上述厚度條件外,可使用依循習知之適當物品,例如可使用經將塑膠薄膜、橡膠片、紙、布、不織布、網狀物、發泡片或金屬箔及該等之積層體等適當的薄片體因應需要以聚矽氧系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當的剝離劑進行塗佈處理者。
>影像顯示裝置>
本發明之偏光薄膜或光學薄膜可適宜使用在液晶顯示裝置等各種裝置的形成等等。液晶顯示裝置之形成可照以往行事。即,液晶顯示裝置一般是藉由將液晶單元與偏光薄膜或光學薄膜及因應需求的照明系統等構成零件適當組裝並組入驅動電路等而形成,而在本發明中,除使用本發明之偏光薄膜或光學薄膜此點以外無特別限定,可依習知為準。關於液晶單元,可使用譬如TN型或STN型、π型等任意型式者。
可形成液晶單元之單側或兩側配置有偏光薄膜或光學薄膜之液晶顯示裝置、或是於照明系統使用了背光件或反射板等適當的液晶顯示裝置。此時,本發明之偏光薄膜或光學薄膜可設置於液晶單元之單側或兩側。於兩側設置偏光薄膜或光學薄膜時,其等可相同亦可相異。此外,於形成液晶顯示裝置時,可在適當位置上配置1層或2層以上諸如擴散板、防眩層、抗反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列片材、光擴散板、背光件等適當零件。
實施例
以下記載本發明之實施例,惟本發明之實施形態不受限於此。
>偏光件>
首先將非晶性PET基材上成膜有厚9μm之PVA層的積層體,利用延伸溫度130℃之空中輔助延伸生成延伸積層體,接著將延伸積層體利用染色生成著色積層體後,利用延伸溫度65度之硼酸水中延伸將著色積層體與非晶性PET基材一體地進行延伸,以使總延伸倍率成為5.94倍,而生成出包含厚5μm之PVA層的光學薄膜積層體。而可獲得包含用以構成薄型偏光件之厚度5μm之PVA層的光學薄膜積層體,該光學薄膜積層體之成膜於非晶性PET基材之PVA層的PVA分子經所述2段延伸而高度定向,且藉染色而吸附的碘以多碘離子錯合物之形式於一方向高度定向。
>透明保護薄膜>
利用雙軸捏合機將日本特開2010-284840號公報中製造例1記載之醯亞胺化MS樹脂100重量份及三系紫外線吸收劑(ADEKA公司製,商品名:T-712)0.62重量份於220℃下混合,而製出樹脂丸粒。使所獲得之樹脂丸粒在100.5kPa、100℃下乾燥12小時,並以單軸擠製機於模具溫度270℃下從T型模頭擠製出而成形為薄膜狀(厚度160μm)。並再將該薄膜在150℃的氣體環境下沿其輸送方向延伸(厚度80μm),接著塗佈含有水性胺甲酸酯樹脂的易接著劑後,在150℃的氣體環境下沿正交於薄膜輸送方向的方向延伸,而製得厚度40μm(透濕度58g/m2
/24h)的透明保護薄膜。
>活性能量射線>
活性能量射線係使用可見光線(充有鎵之金屬鹵素燈),照射裝置:Fusion UV Systems, Inc公司製的Light HAMMER10,燈泡:V燈泡,峰值照度:1600mW/cm2
,累積照射量1000/mJ/cm2
(波長380~440nm)。此外,可見光線之照度係使用Solatell公司製Sola-Check系統測定。
(化合物(A)之滴定試驗)
選擇γ-丁內酯丙烯酸酯(GBLA)作為化合物(A)進行滴定試驗,藉此確認GBLA會展現模擬性緩衝作用。如表1所示,於已調整至60℃的0.1M_GBLA水溶液中滴下0.1M_NaOH水溶液並測定其pH上升,結果即使滴下0.1M_NaOH水溶液50.2g(=0.5當量),pH仍為5.3而在6.0以下。由該滴定試驗結果可理解因GBLA展現模擬性緩衝作用,故可將偏光件的pH維持在酸性側。
[表1]
(調整易接著組成物)
相對於調整成15重量%之4-乙烯基苯硼酸的異丙醇溶液6.9重量份,調整出含有丙烯醯基嗎福林5.1重量份、Olfine EXP4200(日信化學公司製)0.2重量份、純水87.9重量份之易接著組成物。
>附易接著層之偏光件>使用線棒(第一理化公司製,No.2)於上述偏光件之包含厚度5μm之PVA層的光學薄膜積層體之PVA面塗佈前述易接著組成物,並於60℃下進行2分鐘風乾燥以去除溶劑,而製作出附易接著層之偏光件。
(調整硬化性組成物)
相對於GBLA 100重量份,調整出含有IRGACURE 907(聚合起始劑,BASF公司製)3重量份、KAYACURE DETX-S(聚合起始劑,日本化藥公司製)3重量%之接著劑組成物。
(調整接著劑組成物)
相對於1,9-壬二醇二丙烯酸酯(共榮社化學公司製)100重量份,調整出含有IRGACURE 907(聚合起始劑,BASF公司製)3重量份、KAYACURE DETX-S(聚合起始劑,日本化藥公司製)3重量%之接著劑組成物。
(製作偏光薄膜)
實施例1
使用MCD塗佈機(富士機械公司製)(凹槽形狀:蜂巢狀,凹版輥筒線數:1000條/inch,轉速140%/相對生產線速度),於前述附易接著層之偏光件的易接著層面側將上述硬化性組成物塗敷成厚度0.7μm,而形成耐久性提升層。接著,使用輥軋機從上述偏光件之耐久性提升層側貼合透明保護薄膜。之後,從已貼合之透明保護薄膜側利用活性能量射線照射裝置照射上述可見光線,使構成耐久性提升層的硬化性組成物硬化,而使偏光件與透明保護薄膜接著後,於70℃下進行3分鐘熱風乾燥,並將積層於偏光件另一側的非晶性PET基材剝離去除,從而製得於偏光件的單側具有透明保護薄膜的偏光薄膜。貼合之生產線速度係以25m/min來進行。
實施例2
使用MCD塗佈機(富士機械公司製)(凹槽形狀:蜂巢狀,凹版輥筒線數:1000條/inch,轉速140%/相對生產線速度),於前述附易接著層之偏光件的易接著層面側將上述硬化性組成物塗敷成厚度0.7μm,而形成耐久性提升層。接著,使用輥軋機從上述偏光件之耐久性提升層側貼合聚酯薄膜(DIAFOIL S-100 38μm Mitsubishi Chemical Co.製)。之後,從已貼合之聚酯薄膜側藉由活性能量射線照射裝置照射上述可見光線,使構成耐久性提升層之硬化性組成物硬化。然後剝離聚酯薄膜。使用MCD塗佈機(富士機械公司製)(凹槽形狀:蜂巢狀,凹版輥筒線數:1000條/inch,轉速140%/相對生產線速度),於透明保護薄膜的貼合面將上述接著劑組成物塗佈成厚度0.7μm,並使用輥軋機將上述偏光件的耐久性提升層形成面與透明保護薄膜的接著劑組成物塗佈面貼合。之後,從已貼合之透明保護薄膜側利用活性能量射線照射裝置照射上述可見光線,使構成接著劑層的接著劑組成物硬化後,於70℃下進行3分鐘熱風乾燥,並將積層於偏光件另一側的非晶性PET基材剝離去除,從而製得於偏光件單側具有透明保護薄膜的偏光薄膜。貼合之生產線速度係以25m/min來進行。
實施例3
使用MCD塗佈機(富士機械公司製)(凹槽形狀:蜂巢狀,凹版輥筒線數:1000條/inch,轉速140%/相對生產線速度),於前述附易接著層之偏光件的易接著層面側將上述硬化性組成物塗敷成厚度0.7μm,而形成耐久性提升層。接著,使用輥軋機從上述偏光件之耐久性提升層側貼合聚酯薄膜(DIAFOIL S-100 38μm Mitsubishi Chemical Co.製)。之後,從已貼合之聚酯薄膜側藉由活性能量射線照射裝置照射上述可見光線,使構成耐久性提升層之硬化性組成物硬化。然後,剝離聚酯薄膜,藉此獲得由其中一表面具備耐久性提升層之偏光件構成的偏光薄膜。
比較例1
使用不具備耐久性提升層之偏光件作為偏光件,除此之外依與實施例2相同方法而製出偏光薄膜。
比較例2
塗佈接著劑組成物取代前述硬化性組成物,除此之外依與實施例3相同方法而製出由其中一表面具備接著劑層之偏光件構成的偏光薄膜。
針對上述實施例及比較例所得偏光薄膜進行以下評估。將評估結果列於表1。
(加濕耐久性試驗)
使用附積分球之分光透射率測定器(村上色彩技術研究所之Dot-3c)測定所製造之偏光薄膜的透射率及偏光度。另,偏光度P係將2片相同之偏光薄膜以兩者之透射軸平行重疊時的透射率(平行透射率:Tp)及以兩者之透射軸正交重疊時的透射率(正交透射率:Tc)套用至下式而求得。偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
各透射率係以令通過格蘭泰勒(Glan-Taylor)稜鏡偏光件所得完全偏光為100%並以JIS Z8701之2度視野(C光源)進行光視效能校正所得Y值表示。對該偏光薄膜之偏光件面施行電暈處理後貼合厚度20μm之丙烯酸系黏著劑,並於丙烯酸系黏著劑之另一面貼合無鹼玻璃後,測定上述所定義之偏光度P及透射率的初始值。接著,將該附玻璃之偏光薄膜投入60℃95%RH之環境下48小時後,測定附玻璃之偏光薄膜歷時後之偏光度。將從歷時後之偏光度P減去初始偏光度P所得數值作為偏光度變化。偏光度變化之絕對值越小意指加濕耐久性越佳。
[表2]
Claims (9)
- 如請求項1之偏光件,其中前述硬化性組成物所含有之前述化合物(A)之至少一部分業經聚合。
- 如請求項1或2之偏光件,其中前述硬化性組成物更含有聚合起始劑。
- 如請求項3之偏光件,其中前述耐久性提升層係由前述硬化性組成物之硬化物層所形成者。
- 一種偏光薄膜,具備如請求項1至4中任一 項之偏光件。
- 如請求項5之偏光薄膜,其中於前述偏光件之至少一面積層有透明保護薄膜,且於前述偏光件具備之前述耐久性提升層側積層有前述透明保護薄膜。
- 如請求項6之偏光薄膜,其中於前述耐久性提升層與前述透明保護薄膜之間更具備接著劑層。
- 一種光學薄膜,其特徵在於:積層有至少1片如請求項5至7中任一項之偏光薄膜。
- 一種影像顯示裝置,其特徵在於:使用有如請求項5至7中任一項之偏光薄膜、或如請求項8之光學薄膜。
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