CN107090259B - 光固化性胶粘剂、以及使用其的偏振板及层叠光学构件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光固化性胶粘剂以及使用其的偏振板,所述光固化性胶粘剂是用于在聚乙烯醇系偏振片上粘接热塑性树脂膜的光固化性胶粘剂,其以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,并且包含光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B),光阳离子固化性成分(A)含有式(I)所示的第1环氧化合物(A1)。
Description
技术领域
本发明涉及用于在聚乙烯醇系偏振片上粘接热塑性树脂膜的光固化性胶粘剂、以及使用其的偏振板及层叠光学构件。
背景技术
偏振板作为构成液晶显示装置的光学部件之一是有用的。偏振板通常具有在偏振片的两面层叠保护膜的结构,并且被组装在液晶显示装置内。已知有仅在偏振片的单面设置保护膜的情况,但是,多数情况在另一个面并非粘接单一的保护膜而是粘接具有其他光学功能的膜兼作保护膜。作为偏振片的制造方法,广泛采用将利用二色性色素染色后的单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜进行硼酸处理、水洗后进行干燥的方法。
通常,在对偏振片进行上述水洗及干燥后,立即粘接保护膜。这是因为干燥后的偏振片的物理强度弱,一旦将其卷绕,则有在加工方向上容易破裂等问题。因而,通常对干燥后的偏振片立即涂布聚乙烯醇系树脂的水溶液即水系胶粘剂,介由该胶粘剂在偏振片的两面同时粘接保护膜。作为惯例,使用厚度为30~100μm的三乙酰基纤维素膜作为保护膜。
三乙酰基纤维素具有透明性优异、容易在其表面形成各种表面处理层、光学功能层,而且透湿度高,使用如上述的水系胶粘剂粘接于偏振片后的干燥可以顺利地进行这样的作为保护膜优异的优点,然而,因透湿度高而将其作为保护膜的偏振板在湿热下例如温度70℃、相对湿度90%的条件下存在容易引起劣化等问题。因此,还已知有:将比三乙酰基纤维素的透湿度更低的、例如以降冰片烯系树脂作为代表例的非晶性聚烯烃系树脂作为保护膜的情况。
在将包含透湿度低的树脂的保护膜粘接于聚乙烯醇系偏振片时,若将以往用于聚乙烯醇系偏振片与三乙酰基纤维素膜的粘接的聚乙烯醇系树脂的水溶液作为胶粘剂,则有粘接强度不充分或所得的偏振板的外观不良等问题。这是由于透湿度低的树脂膜一般为疏水性,或因透湿度低而无法充分干燥作为溶剂的水等原因所造成的。另一方面,还已知有在偏振片的两面粘接不同种类的保护膜的情况。例如还提出了以下方案:在偏振片的一面粘接包含非晶性聚烯烃系树脂之类的透湿度低的树脂的保护膜,并且在偏振片的另一面粘接包含以三乙酰基纤维素为代表的纤维素系树脂之类的透湿度高的树脂的保护膜。
因此,作为在包含透湿度低的树脂的保护膜与聚乙烯醇系偏振片之间赋予高粘接力、同时在纤维素系树脂之类的透湿度高的树脂与聚乙烯醇系偏振片之间也赋予高粘接力的胶粘剂,尝试过使用光固化性胶粘剂。例如,日本特开2008-257199号公报中公开了如下将组合脂环式环氧化合物和不具有脂环式环氧基的环氧化合物、再配合光阳离子聚合引发剂的光固化性胶粘剂用于偏振片与保护膜的粘接的技术,但是密合力不充分,在裁断加工时偏振片与保护膜会剥离。
另外,在日本特开2014-037477号公报中提出了含有萘型环氧树脂的光固化性胶粘剂,但是其会因光照射而产生着色,不适合作为光学用途。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种光固化性胶粘剂,其是用于在聚乙烯醇系偏振片上粘接热塑性树脂膜的光固化性胶粘剂,作为固化物的胶粘剂层的储能模量高,可以以较强的密合力粘接聚乙烯醇系偏振片和热塑性树脂膜,因此可以制作耐久性高的偏振板。本发明的另一目的在于,提供使用上述光固化性胶粘剂将聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜贴合而成的偏振板、以及在该偏振板上层叠其他光学层而成的适合用于液晶显示装置的层叠光学构件。
本发明提供以下所示的光固化性胶粘剂、偏振板及层叠光学构件。
[1]一种光固化性胶粘剂,其是用于在乙烯醇系偏振片上粘接热塑性树脂膜的光固化性胶粘剂,
其以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,
所述光固化性胶粘剂包含光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B),
所述光阳离子固化性成分(A)含有下述式(I)所示的第1环氧化合物(A1),
式中,n表示1以上的整数,V表示包含由脂环式环构成的稠环的n价基团。
[2]根据[1]所述的光固化性胶粘剂,其中,上述光阳离子固化性成分(A)以其整体量为基准计,含有上述第1环氧化合物(A1)5~85重量%及下述式(II)所示的第2环氧化合物(A2)15~85重量%。
(式中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在烷基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
X表示氧原子、碳原子数为1~6烷二基或下述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团,
其中,Y1~Y4分别表示碳原子数为1~20的烷二基,在碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
a及b分别表示0~20的整数。)
[3]根据[1]或[2]所述的光固化性胶粘剂,其中,上述光阳离子固化性成分(A)以其整体量为基准计,还含有下述式(III)所示的第3环氧化合物(A3)1~70重量%。
(式中,Z表示碳原子数为3~8的支链亚烷基、或式-CmH2m-Z1-CnH2n-所示的2价基团,其中,-Z1-表示-O-、-CO-O-或-O-CO-,m及n中的一者表示1以上的整数、另一者表示2以上的整数,两者的合计为8以下,且CmH2m及CnH2n中的一者表示支链2价饱和烃基。)
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的光固化性胶粘剂,其还含有相对于所述光阳离子固化性成分(A)100重量份为0.1~5重量份的选自下述式(IVa)所示的蒽系化合物及下述式(IVb)所示的萘系化合物中的1种以上的化合物,
(式中,R3及R4分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基或碳原子数为2~12的烷氧基烷基,R5表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。)
(式中,R6及R7分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。)
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的光固化性胶粘剂,其中,水分含量相对于上述光阳离子固化性成分(A)100重量份为超过0重量份且4重量份以下。
[6]一种偏振板,其包含:
聚乙烯醇系偏振片、和
介由[1]~[5]中任一项所述的光固化性胶粘剂的固化物而层叠于上述聚乙烯醇系偏振片的至少一面的热塑性树脂膜。
[7]一种层叠光学构件,其包含[6]所述的偏振板与1层以上的其他光学层的层叠体。
[8]根据权利要求[7]所述的层叠光学构件,其中,所述其他光学层包括相位差板。
根据本发明,可以提供一种光固化性胶粘剂,其不易使热塑性树脂膜溶解,作为其固化物的胶粘剂层的储能模量高,可以以较强的密合力粘接聚乙烯醇系偏振片和热塑性树脂膜,因此可以制作耐久性高的偏振板。根据本发明的光固化性胶粘剂,可以提供耐久性优异的偏振板及使用其的层叠光学构件。因此,根据本发明的光固化性胶粘剂,可以提供即使在裁断加工时也不易产生偏振片与热塑性树脂膜之间的剥离且即使通过例如冷热循环试验偏振片也不易破裂的偏振板、以及使用其的层叠光学构件。
具体实施方式
<光固化性胶粘剂>
本发明的光固化性胶粘剂是用于在聚乙烯醇系偏振片上粘接热塑性树脂膜的胶粘剂,其以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,且含有光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B)。
光固化性胶粘剂以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分。不包含芳香环的环氧化合物为芳香族系环氧化合物以外的环氧化合物,以下称作脂肪族系环氧化合物。“环氧化合物”是指在分子内具有至少1个环氧基的化合物。作为主成分的脂肪族系环氧化合物可以包含2种以上的环氧化合物。“主成分”是指脂肪族系环氧化合物的含量在光固化性胶粘剂100重量%中为50重量%以上。脂肪族系环氧化合物的含量优选为60重量%以上、更优选为70重量%以上、进一步优选为80重量%以上,更进一步优选为90重量%以上。
脂肪族系环氧化合物可以为具有脂环式环的环氧化合物,也可以为不包含脂环式环且仅由直链状烃结构和/或支链状烃结构构成的环氧化合物。另外,脂肪族系环氧化合物可以包含双键等不饱和键,也可以包含环氧基中所含的除氧原子以外的杂原子(氧原子、氮原子、硫原子、卤素原子等)。
(1)光阳离子固化性成分(A)
光阳离子固化性成分(A)是通过基于活性能量射线照射的聚合固化而赋予粘接力的成分,含有以下所详细叙述的第1环氧化合物(A1)。光阳离子固化性成分(A)优选在含有第1环氧化合物(A1)的同时还含有以下所详细叙述的第2环氧化合物(A2)或第3环氧化合物(A3),更优选在含有第1环氧化合物(A1)的同时还至少含有第2环氧化合物(A2)。光阳离子固化性成分(A)进一步优选在含有第1环氧化合物(A1)的同时还含有第2环氧化合物(A2)及第3环氧化合物(A3)。
(1-1)第1环氧化合物(A1)
第1环氧化合物(A1)为下述式(I)所示的缩水甘油基化合物。
式(I)中,n表示键合于V的缩水甘油氧基的数量,且为1以上的整数。V表示包含由脂环式环构成的稠环的n价基团。“由脂环式环构成的稠环”是指仅由脂环式环构建的稠环,换言之,是指不为芳香环的稠环或不包含芳香环的稠环。稠环可以为2环式,也可以为3环式,还可以为4环式以上的多环式,但是优选为2环式或3环式。稠环可以包含双键等不饱和键、杂原子(氧原子、氮原子、硫原子、卤素原子等)、其他取代基(烷基等)。构成稠环的各脂环式环的碳原子数通常分别独立地为4~8,优选为5或6。
光阳离子固化性成分(A)含有第1环氧化合物(A1)时,在减小光固化性胶粘剂将粘接于聚乙烯醇系偏振片的热塑性树脂膜溶解的能力(以下也将该能力简称为“溶解力”。)上是有利的,并且在提高光固化性胶粘剂的固化物的储能模量、以及聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力上是有利的。另外,在提高光固化性胶粘剂的耐着色性上也是有利的。例如,在上述n价基团V包含芳香族的稠环时,此种含有较多环氧化合物的光固化性胶粘剂有时会因上述芳香族的稠环本身在可见光域显示吸收而产生着色。另外,即使在上述n价基团V包含在可见光域无吸收的芳香族的稠环的情况下,也会因活性能量射线的照射而发生生成二聚物或二聚物以上的低聚物的反应,使光固化性胶粘剂产生着色的可能性高。
上述n价基团V可以是包含由脂环式环构成的稠环(例如多环烃系、交联烃系等的稠环)的n价基团,也可以是由该稠环、和同该稠环键合的1个或2个以上的连结基团构成的n价基团。连结基团为将稠环、和第1环氧化合物(A1)所具有的缩水甘油氧基连结的基团。在n价基团V由上述稠环、和同该稠环键合的1个或2个以上的连结基团构成的情况下,稠环及连结基团各自可以具有与缩水甘油氧基的键合键,也可以是仅连结基团具有键合键。
n通常为6以下的整数,从提高上述储能模量及上述密合力的观点、以及光固化性胶粘剂(固化前的光固化性胶粘剂。以下同样。)的低粘度化的观点出发,优选为1~4的整数,更优选为2或3。
作为将稠环和第1环氧化合物(A1)所具有的缩水甘油氧基连结的连结基团,可列举2价的脂肪族烃基。2价的脂肪族烃基可以包含脂环式环,也可以不包含脂环式环且仅由直链状烃结构和/或支链状烃结构构成。2价的脂肪族烃基优选碳原子数为1~8的亚烷基,更优选碳原子数为1~4的亚烷基。碳原子数进一步优选为1~3,特别优选为1或2(即亚甲基、亚乙基)。构成亚烷基的至少1个CH2基可以被氧原子或硫原子置换。亚烷基可以为直链状,也可以为支链状。
若列举包含由脂环式环构成的稠环的n价基团V的具体例,则例如如下表所示。下述表中,Q分别独立地为单键或上述连结基团。*表示与第1环氧化合物(A1)所具有的缩水甘油氧基的键合键。需要说明的是,下述所示的基团V的具体例均为2价基团(n=2),但是,如上述所示,并不限定于2价基团。
【表1】
此外,作为基团V,还可列举以下的基团。
(1-2)第2环氧化合物(A2)
第2环氧化合物(A2)为下述式(II)所示的脂环式二环氧化合物。
光阳离子固化性成分(A)除第1环氧化合物(A1)外还含有第2环氧化合物(A2)时,在提高光固化性胶粘剂的固化物的储能模量、以及聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力上是有利的。另外,在提高光固化性胶粘剂的耐着色性上也是有利的。
上述式(II)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在烷基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构。式(II)中,将键合于X的环己烷环的位置设为1-位(因此,2个环己烷环中的环氧基的位置均为3,4-位)时,该烷基在可键合于1-位~6-位中的任意位置。该烷基当然可以为直链状,在碳原子数为3以上时也可以为支链状。另外,如上所述,在碳原子数为3以上时,也可具有脂环结构。作为具有脂环结构的烷基的典型例,有环戊基或环己基。
上述式(II)中,将2个3,4-环氧环己烷环连结的X为氧原子、碳原子数为1~6的烷二基或下述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团。
上述烷二基是包含烷撑基和烷叉基的概念,烷撑基可以为直链状,在碳原子数为3以上时也可以为支链状,还可以具有脂环结构。式(IIa)中的a及式(IId)中的b分别表示0~20的整数。a及b分别优选为0~12的整数,更优选为0~8的整数,进一步优选为0~4的整数。
在X为上述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团时,各式中的连结基团Y1、Y2、Y3及Y4分别是碳原子数为1~20的烷二基,在该烷二基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构。这些烷二基当然也可以为直链状,在碳原子数为3以上时也可以为支链状。另外,如上所述,在碳原子数为3以上时,也可具有脂环结构。作为具有脂环结构的烷二基的典型例,有亚环戊基、亚环己基。
以下,对式(II)所示的第2环氧化合物(A2)进行具体说明。式(II)中的X为上述式(IIa)所示的2价基团且该式中的a为0的化合物,是3,4-环氧环己基甲醇(在其环己烷环上可以键合有碳原子数为1~6的烷基。)与3,4-环氧环己烷甲酸(在其环己烷环上可以键合有碳原子数为1~6的烷基。)的酯化物。若列举其具体例,则有:
3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲酯〔式(II)(其中,X为a=0的式(IIa)所示的2价基团)中,R1=R2=H的化合物〕、
3,4-环氧-6-甲基环己烷甲酸3,4-环氧-6-甲基环己基甲酯〔具有与以上相同的X的式(II)中,R1=6-甲基、R2=6-甲基的化合物〕、
3,4-环氧-1-甲基环己烷甲酸3,4-环氧-1-甲基环己基甲酯〔具有与以上相同的X的式(II)中,R1=1-甲基、R2=1-甲基的化合物〕、
3,4-环氧-3-甲基环己烷甲酸3,4-环氧-3-甲基环己基甲酯〔具有与以上相同的X的式(II)中,R1=3-甲基、R2=3-甲基的化合物〕等。
式(II)中的X为式(IIb)所示的2价基团的化合物,是亚烷基二醇类与3,4-环氧环己烷甲酸(在其环己烷环上可以键合有碳原子数为1~6的烷基。)的酯化物。
式(II)中的X为式(IIc)所示的2价基团的化合物,是脂肪族二羧酸类与3,4-环氧环己基甲醇(在该环己烷环上可键合有碳原子数为1~6的烷基)的酯化物。
式(II)中的X为式(IId)所示的2价基团的化合物,是3,4-环氧环己基甲醇(在其环己烷环上可以键合有碳原子数为1~6的烷基。)的醚体(b=0时)、或者、亚烷基二醇类或聚亚烷基二醇类与3,4-环氧环己基甲醇(在其环己烷环上可以键合有碳原子数为1~6的烷基。)的醚化物(b>0时)。
其中,式(II)中的X为上述式(IIa)所示的2价基团的脂环式二环氧化合物,在提高光固化性胶粘剂的固化物的储能模量、以及聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力上是优选的化合物之一。式(II)中的X为上述式(IIa)所示的2价基团的脂环式二环氧化合物,其上述式(IIa)中的a优选为0~4的整数,更优选为0~2的整数,进一步优选为0或1。
(1-3)第3环氧化合物(A3)
第3环氧化合物(A3)为下述式(III)所示的二缩水甘油基化合物。
光阳离子固化性成分(A)除第1环氧化合物(A1)外还含有第3环氧化合物(A3),尤其是在除第1环氧化合物(A1)外还含有第2环氧化合物(A2)及第3环氧化合物(A3)时,在提高光固化性胶粘剂的固化物的储能模量、以及聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力上是有利的。另外,在提高光固化性胶粘剂的耐着色性上也是有利的。
上述式(III)中,Z是碳原子数为3~8的支链亚烷基或式-CmH2m-Z1-CnH2n-所示的2价基团。其中,-Z1-为-O-、-C(=O)-O-或-O-C(=O)-,m及n中的一者为1以上的整数、另一者为2以上的整数,两者的合计为8以下,且CmH2m及CnH2n中的一者为支链2价饱和烃基。光阳离子固化性成分(A)除第1环氧化合物(A1)外、还含有在Z中包含支链结构的第3环氧化合物(A3)时,在减小上述溶解力的方面是有利的,并且在降低光固化性胶粘剂的粘度上也是有利的。
通过减小光固化性胶粘剂的溶解力,从而可以抑制在固化后的胶粘剂层中产生气泡缺陷的不良情况。推测其原因在于:可以抑制由热塑性树脂膜熔入光固化性胶粘剂所致的光固化性胶粘剂的粘度上升。
从提高上述储能模量及上述密合力的观点、以及光固化性胶粘剂的低粘度化的观点出发,上述支链亚烷基的碳原子数优选为3~6的整数。
在式(III)中,Z为支链亚烷基的化合物,是支链烷二醇的二缩水甘油基醚。若列举其具体例,有丙二醇二缩水甘油基醚、1,3-丁二醇二缩水甘油基醚、1,2-丁二醇二缩水甘油基醚、新戊二醇二缩水甘油基醚、3-甲基-1,5-戊二醇二缩水甘油基醚、2-甲基-1,8-辛二醇二缩水甘油基醚、1,4-环己烷二甲醇等。
式(III)中的Z为上述的式-CmH2m-Z1-CnH2n-所示的2价基团的化合物,相当于Z为支链亚烷基且该亚烷基的C-C键被-O-、-C(=O)-O-或-O-C(=O)-中断的情况。
其中,从提高上述储能模量及上述密合力的观点、以及光固化性胶粘剂的低粘度化及上述溶解力的降低的观点出发,式(III)中的Z是碳原子数为3~8、优选为3~6的支链亚烷基的二缩水甘油基化合物为优选的化合物之一。
(1-4)第1环氧化合物(A1)~第3环氧化合物(A3)的含量
光阳离子固化性成分(A)可以仅由第1环氧化合物(A1)构成。但是,从提高上述储能模量及上述密合力的观点出发,光阳离子固化性成分(A)优选在含有第1环氧化合物(A1)的同时还含有第2环氧化合物(A2)或第3环氧化合物(A3),更优选在含有第1环氧化合物(A1)的同时还至少含有第2环氧化合物(A2),进一步优选在含有第1环氧化合物(A1)的同时还含有第2环氧化合物(A2)及第3环氧化合物(A3)。
从提高上述储能模量及上述密合力的观点出发,优选为:在以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计、即在光阳离子固化性成分(A)100重量%中,将光阳离子固化性成分(A)中的第1环氧化合物(A1)的含量优选设为5~85重量%、更优选设为10~50重量%、进一步优选设为12~40重量%,更进一步优选设为15~30重量%,并在此基础上,在光阳离子固化性成分(A)中含有第2环氧化合物(A2)、或者含有第2环氧化合物(A2)和第3环氧化合物(A3)。若光阳离子固化性成分(A)中的第1环氧化合物(A1)的含量过小,则上述溶解力变大,容易产生气泡缺陷,并且上述储能模量也容易变低。另外,若光阳离子固化性成分(A)中的第1环氧化合物(A1)的含量过大,则光固化性胶粘剂的粘度容易变大,而且活性能量射线照射时的固化收缩变大,上述密合力容易变低。
在光阳离子固化性成分(A)含有第2环氧化合物(A2)时,从提高上述储能模量的观点出发,光阳离子固化性成分(A)中的第2环氧化合物(A2)的含量以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计,优选为15~85重量%,更优选为20~85重量%,进一步优选为25~60重量%,更进一步优选为30~50重量%。若光阳离子固化性成分(A)中的第2环氧化合物(A2)的含量过小,则活性能量射线照射时的固化容易变得不充分,由此,聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力容易变低。光阳离子固化性成分(A)中的第2环氧化合物(A2)的含量可以超过85重量%,但是为了以充足的量含有第3环氧化合物(A3),而优选为85重量%以下。另外,从提高上述密合力的观点出发,光阳离子固化性成分(A)中的第2环氧化合物(A2)的含量以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计,优选为65重量%以下,更优选为60重量%以下,进一步优选为55重量%以下。
在光阳离子固化性成分(A)含有第3环氧化合物(A3)时,从减小上述粘度的观点出发,光阳离子固化性成分(A)中的第3环氧化合物(A3)的含量以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计,优选为1~70重量%,更优选为5~60重量%,进一步优选为5~55重量%,更进一步优选为10~50重量%。从光固化性胶粘剂的低粘度化、及提高上述密合力的观点出发,含有1重量%以上的第3环氧化合物(A3)也是有利的。为了更有效地实现固化前的光固化性胶粘剂的低粘度化、以及由其固化物带来的偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力提高,第3环氧化合物(A3)的含量以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计而优选设为25重量%以上。若光阳离子固化性成分(A)中的第3环氧化合物(A3)的含量过大,则活性能量射线照射时的固化容易变得不充分,由此,上述密合力容易变低。另外,从上述储能模量及上述溶解力的观点出发,光阳离子固化性成分(A)中的第3环氧化合物(A3)的含量以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计,优选为60重量%以下,更优选为55重量%以下,进一步优选为50重量%以下。
从提高上述储能模量及上述密合力的观点出发,脂肪族系环氧化合物的含量中的第1环氧化合物(A1)、第2环氧化合物(A2)及第3环氧化合物(A3)的合计含量在脂肪族系环氧化合物100重量%中,通常为50重量%以上,优选为60重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为80重量%以上,更进一步优选为90重量%以上,特别优选为95重量%以上,最优选为100重量%。
(1-5)其他光阳离子固化性成分
光阳离子固化性成分(A)可以包含除第1环氧化合物(A1)、第2环氧化合物(A2)及第3环氧化合物(A3)以外的其他光阳离子固化性化合物。作为其他光阳离子固化性化合物,可列举:氧杂环丁烷化合物;乙烯基醚化合物;除脂肪族系环氧化合物以外的环氧树脂(芳香族系环氧化合物);除第1环氧化合物(A1)、第2环氧化合物(A2)及第3环氧化合物(A3)以外的脂肪族系环氧化合物等。
(2)光阳离子聚合引发剂(B)
光固化性胶粘剂含有光阳离子聚合引发剂(B)。由此可以通过基于活性能量射线的照射的阳离子聚合使光阳离子固化性成分(A)固化,而形成胶粘剂层。光阳离子聚合引发剂(B)是通过可见光线、紫外线、X射线及电子束之类的活性能量射线的照射而产生阳离子种或路易斯酸并引发光阳离子固化性成分(A)的聚合反应的聚合引发剂。光阳离子聚合引发剂(B)由于以光进行催化性作用,因而即使混合于光阳离子固化性成分(A),保存稳定性、操作性也优异。作为能够用作光阳离子聚合引发剂(B)的通过活性能量射线的照射而产生阳离子种、路易斯酸的化合物,可列举例如:芳香族重氮盐;芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐之类的鎓盐;铁-芳烃络合物等。
作为芳香族重氮盐,可列举例如重氮苯六氟锑酸盐、重氮苯六氟磷酸盐、重氮苯六氟硼酸盐。
作为芳香族碘鎓盐,可列举例如二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐、二(4-壬基苯基)碘鎓六氟磷酸盐。
作为芳香族锍盐,可列举例如:三苯基锍六氟磷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐、4,4’-双〔二苯基锍〕二苯基硫醚双六氟磷酸盐、4,4’-双〔二(β-羟基乙氧基)苯基锍〕二苯基硫醚双六氟锑酸盐、4,4’-双〔二(β-羟基乙氧基)苯基锍〕二苯基硫醚双六氟磷酸盐、7-〔二(对甲苯酰基)锍〕-2-异丙基噻吨酮六氟锑酸盐、7-〔二(对甲苯酰基)锍〕-2-异丙基噻吨酮四(五氟苯基)硼酸盐、4-苯基羰基-4’-二苯基锍-二苯基硫醚六氟磷酸盐、4-(对叔丁基苯基羰基)-4’-二苯基锍-二苯基硫醚六氟锑酸盐、4-(对叔丁基苯基羰基)-4’-二(对甲苯酰基)锍-二苯基硫醚四(五氟苯基)硼酸盐。
作为铁-芳烃络合物,可列举例如:二甲苯-环戊二烯基铁(II)六氟锑酸盐、异丙苯-环戊二烯基铁(II)六氟磷酸盐、二甲苯-环戊二烯基铁(II)三(三氟甲基磺酰基)甲烷化物。
光阳离子聚合引发剂(B)可以单独仅使用1种,也可以并用2种以上。在上述当中,特别是芳香族锍盐在300nm附近的波长区域也具有紫外线吸收特性,因而可提供固化性优异、具有良好的机械强度、粘接强度的胶粘剂层,因此优选使用。
光阳离子聚合引发剂(B)的含量相对于光阳离子固化性成分(A)整体100重量份优选为1~10重量份,更优选为2~6重量份。通过含有1重量份以上的光阳离子聚合引发剂(B),从而可以使光阳离子固化性成分(A)充分固化,并且可以对所得的偏振板赋予较高的机械强度和粘接强度。另一方面,若其含量变多,则固化物中的离子性物质增加,由此固化物的吸湿性变高,具有使偏振板的耐久性能降低的可能性,因此光阳离子聚合引发剂(B)的含量相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份优选为10重量份以下。
(3)在光固化性胶粘剂中可以配合的其他成分
光固化性胶粘剂可以含有已知配合于一般的光固化性树脂或胶粘剂中的其他成分。作为其他成分的优选例,可列举光敏化剂及光敏化助剂。光敏化剂是在比光阳离子聚合引发剂(B)所显示的极大吸收波长更长的波长显示极大吸收、并且促进由光阳离子聚合引发剂(B)所致的聚合引发反应的化合物。另外,光敏化助剂是进一步促进光敏化剂的作用的化合物。有时优选根据热塑性树脂膜的种类来配合此种光敏化剂、光敏化助剂。
作为光敏化剂及光敏化助剂,可列举蒽系化合物、萘系化合物等。作为蒽系化合物,可列举例如下式(IVa)所示的化合物。
式中,R3及R4分别独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基或碳原子数为2~12的烷氧基烷基,R5表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。若列举上述式(IVa)所示的蒽系化合物的具体例,则有以下所示的化合物。
9,10-二甲氧基蒽、
9,10-二乙氧基蒽、
9,10-二丙氧基蒽、
9,10-二异丙氧基蒽、
9,10-二丁氧基蒽、
9,10-二戊氧基蒽、
9,10-二己氧基蒽、
9,10-双(2-甲氧基乙氧基)蒽、
9,10-双(2-乙氧基乙氧基)蒽、
9,10-双(2-丁氧基乙氧基)蒽、
9,10-双(3-丁氧基丙氧基)蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二丙氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二异丙氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二丁氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二戊基氧基蒽、
2-甲基-或2-乙基-9,10-二己氧基蒽等。
作为萘系化合物,可列举例如下式(IVb)所示的化合物。
式中,R6及R7分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。若列举上述式(IVb)所示的蒽系化合物的具体例,则有以下所示的化合物。
4-甲氧基-1-萘酚、
4-乙氧基-1-萘酚、
4-丙氧基-1-萘酚、
4-丁氧基-1-萘酚、
4-己氧基-1-萘酚、
1,4-二甲氧基萘、
1-乙氧基-4-甲氧基萘、
1,4-二乙氧基萘、
1,4-二丙氧基萘、
1,4-二丁氧基萘等。
通过在光固化性胶粘剂中配合如上所述的光敏化剂、光敏化助剂,从而与不配合其时相比,更能提高胶粘剂的固化性。通过配合相对于光阳离子固化性成分(A)的100重量份为0.1重量份以上的光敏化剂、光敏化助剂,从而可以体现此种效果。
从维持偏振板的中性灰色的观点及抑制在低温保存时发生析出等问题的观点出发,上述蒽系化合物的含量相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份优选为0.1~0.3重量份。另外,从抑制在低温保存时发生析出等问题的观点出发,萘系化合物的含量相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份优选为5重量份以下,更优选为3重量份以下。
只要不损害本发明效果,则在光固化性胶粘剂中可以含有除光敏化剂及光敏化助剂以外的其他添加剂成分。作为其他添加剂成分,可列举:热阳离子聚合引发剂、醇化合物(多元醇类等)、离子捕捉剂、抗氧化剂、光稳定剂、链转移剂、增粘剂、热塑性树脂、填充剂、流动调整剂、增塑剂、消泡剂、流平剂、色素、有机溶剂等。在含有添加剂成分时,其含量相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份优选为1000重量份以下。
(4)光固化性胶粘剂的水分含量
光固化性胶粘剂可以含有水分。水分的含量相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份通常为4重量份以下,优选为3重量份以下,更优选为不足3重量份。通过含有超过0重量份的少许量的水分,会使聚乙烯醇系偏振片与热塑性树脂膜之间的粘接强度提高。水分的含量相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份通常为0.01重量份以上,优选为0.03重量份以上,更优选为0.04重量份以上。但是,若水分含量太多,则发生光固化性胶粘剂与水的分离,无法将光固化性胶粘剂均匀地涂敷于偏振片、热塑性树脂膜的表面,或者光固化性胶粘剂的固化性变差。在光固化性胶粘剂中可以有意地添加水分,此时,并无特别限定,可以使用蒸馏水及纯水等纯化水。水分可以是来自原料的水分、在制造工序中混入的水分等。光固化性胶粘剂的水分含量利用卡尔·费歇尔(Karl Fischer)容量法来测定。
(5)光固化性胶粘剂的物性
本发明的光固化性胶粘剂可以如上述那样具有低粘度性,由此在使用该光固化性胶粘剂将热塑性树脂膜贴合于聚乙烯醇系偏振片时,可以显示优异的涂敷适应性。具体而言,本发明的光固化性胶粘剂可以在25℃下显示2~300mPa·s的范围的粘度。在此所说的粘度为实质上不包含溶剂的状态下的粘度。若粘度小于2mPa·s,则有时在贴合后的运送中,偏振片与热塑性树脂膜剥离,若粘度超过300mPa·s,则在介由光固化性胶粘剂将偏振片和热塑性树脂膜贴合时、尤其是胶粘剂层较薄时,在偏振片与热塑性树脂膜之间、即胶粘剂层容易混入气泡。上述粘度优选为5~200mPa·s,更优选为10~150mPa·s,进一步优选为100mPa·s以下,特别优选为80mPa·s以下。光固化性胶粘剂的粘度使用E型粘度计来测定。
本发明的光固化性胶粘剂可以用于在聚乙烯醇系偏振片上贴合热塑性树脂膜来制造偏振板。此时,若胶粘剂溶解热塑性树脂膜,则如上述那样,有时会因该溶解而在偏振板的胶粘剂层中产生气泡缺陷。本发明的光固化性胶粘剂可以如上述那样成为溶解热塑性树脂膜的能力(溶解力)小的胶粘剂。包含上述式(III)中的Z具有支链结构、优选为支链亚烷基的第3环氧化合物(A3)时,在抑制溶解力的上升上是有利的。关于本发明的光固化性胶粘剂,在将粘接于聚乙烯醇系偏振片的热塑性树脂膜于23℃下浸渍2天时,该热塑性树脂膜的重量减少可为0~30重量%、更优选可为25重量%以下。本发明的光固化性胶粘剂对例如经拉伸后的乙酰基纤维素系树脂膜可以具有较小的溶解力。作为经拉伸后的乙酰基纤维素系树脂膜,可列举例如波长590nm的面内相位差值为10nm以上、进一步为50nm以上的乙酰基纤维素系树脂膜。
将热塑性树脂膜浸渍于光固化性胶粘剂时的重量减少按照以下方式求得。即,首先,将热塑性树脂膜裁切成适当的大小,求得其重量。接着,将该所裁切的热塑性树脂膜浸渍于以液体状态制备、温度保持为23℃的光固化性胶粘剂中,放置2天后将其取出,擦掉附着于表面的胶粘剂后,求得其重量。然后,根据以下的式子求得浸渍后的重量减少。
重量减少(%)={(浸渍前的膜重量-浸渍后的膜重量)/浸渍前的膜重量}×100
<偏振板>
本发明的偏振板包含聚乙烯醇系偏振片、和介由上述光固化性胶粘剂的固化物即胶粘剂层贴合于该聚乙烯醇系偏振片的至少一面的热塑性树脂膜。
另外,在本发明的偏振板中,固化后的胶粘剂层可以形成为具有高储能模量、且偏振片与热塑性树脂膜之间的密合力优异的胶粘剂层。本发明的偏振板中,上述胶粘剂层的储能模量在80℃下可以为例如1000MPa以上、进一步为1500Mpa以上。本发明的偏振板中,偏振片与热塑性树脂膜之间的剥离强度可以为0.5N/25mm以上、0.6N/25mm以上、进一步0.7N/25mm以上、尤其1.0N/25mm以上。胶粘剂层的80℃时的储能模量、以及偏振片与热塑性树脂膜之间的剥离强度按照后述的实施例项的记载来进行测定。
(1)聚乙烯醇系偏振片
聚乙烯醇系偏振片由吸附取向有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜构成。构成偏振片的聚乙烯醇系树脂通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯之外,还可例示出乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其他单体的共聚物等。作为与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,可列举例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%,优选为98~100摩尔%的范围。聚乙烯醇系树脂可进一步被改性,可使用例如以醛类改性后的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000~10000、优选为1500~5000的范围。
偏振片可经过将聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序、将聚乙烯醇系树脂膜以二色性色素染色而使该二色性色素吸附的工序、将吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜以硼酸水溶液进行处理的工序而制造。
单轴拉伸可在利用二色性色素的染色之前进行,也可与利用二色性色素的染色同时进行,也可在利用二色性色素的染色之后进行。当在利用二色性色素的染色后进行单轴拉伸时,该单轴拉伸可以在硼酸处理前进行,也可以在硼酸处理中进行。也可以在上述多个阶段中进行单轴拉伸。对于单轴拉伸的方法并无特别限制,可在周速不同的辊间进行单轴拉伸,也可使用热辊单轴进行拉伸。另外,可以为在大气中进行拉伸的干式拉伸,也可以为在通过溶剂溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸。拉伸倍率通常为4~8倍左右。
通过将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有二色性色素的水溶液中,从而可以使二色性色素吸附。作为二色性色素,可使用碘或二色性有机染料。
在使用碘作为二色性色素的情况下,通常,采用在含有碘和碘化钾的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜进行染色的方法。该水溶液中的碘的含量通常是相对于水100重量份为0.01~0.5重量份左右,碘化钾的含量通常是相对于水100重量份为0.5~10重量份左右。该水溶液的温度通常为20~40℃左右,而且在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为30~300秒左右。
另一方面,当使用二色性有机染料作为二色性色素时,通常采用在包含水溶性的二色性有机染料的水溶液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜而进行染色的方法。该水溶液中的二色性有机染料的含量是通常相对于水100重量份为1×10-3~1×10-2重量份左右。该水溶液也可含有硫酸钠等无机盐。该水溶液的温度通常为20~80℃左右,而且在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为30~300秒左右。
染色后的硼酸处理通过浸渍被染色后的聚乙烯醇系树脂膜于硼酸水溶液来进行。硼酸水溶液中的硼酸的含量是通常相对于水100重量份为2~15重量份左右,优选为5~12重量份左右。在使用碘作为二色性色素的情况下,该硼酸水溶液优选含有碘化钾。硼酸水溶液中的碘化钾的含量通常是相对于水100重量份为2~20重量份左右,优选为5~15重量份。在硼酸水溶液中的浸渍时间通常为100~1200秒左右,优选为150~600秒左右,更优选为200~400秒左右。硼酸水溶液的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃。
通常对硼酸处理后的聚乙烯醇系树脂膜进行水洗处理。水洗处理例如可以通过将进行了硼酸处理的聚乙烯醇系树脂膜浸渍在水中来进行。水洗后实施干燥处理而得到偏振片。水洗处理的水的温度通常为5~40℃左右,浸渍时间通常为2~120秒左右。其后进行的干燥处理通常可以使用热风干燥机、远红外线加热器来进行。干燥温度通常为40~100℃。另外,干燥处理的时间通常为120~600秒左右。聚乙烯醇系偏振片的厚度可以为2~50μm左右(例如5~20μm)。
(2)热塑性树脂膜
热塑性树脂膜可以由以一直以来最为广泛地用作偏振片用的保护膜的三乙酰基纤维素为代表的乙酰基纤维素系树脂膜、透湿度比三乙酰基纤维素更低的透明树脂膜构成。三乙酰基纤维素的透湿度为大致400g/m2/24hr左右。热塑性树脂膜的透湿度利用JIS Z0208中规定的杯法,在40℃的温度及90%的相对湿度下进行测定。
热塑性树脂膜可以为未被拉伸的膜、或者被单轴或双轴拉伸的膜中的任一种。热塑性树脂膜除可以为例如偏振片用的保护膜外,还可以为相位差膜等光学补偿膜。
在一个优选实施方式中,贴合于偏振片的至少一面的热塑性树脂膜由乙酰基纤维素系树脂构成。该乙酰基纤维素系树脂膜可以含有紫外线吸收剂。在其他优选的实施方式中,贴合于偏振片的至少一面的热塑性树脂膜由透湿度比三乙酰基纤维素低的热塑性树脂膜、例如透湿度为300g/m2/24hr以下的热塑性树脂膜构成。作为构成此种透湿度低的热塑性树脂膜的树脂,可列举非晶性聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、链状聚烯烃系树脂等。其中,优选使用非晶性聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、链状聚烯烃系树脂。此外,在其他优选的实施方式中,在偏振片的一面介由本发明的光固化性胶粘剂的固化物即胶粘剂层,贴合包含乙酰基纤维素系树脂的第1热塑性树脂膜,并且在偏振片的另一面同样介由本发明的光固化性胶粘剂的固化物即胶粘剂层,贴合如上所述的透湿度更低的包含透明树脂的第2热塑性树脂膜。
乙酰基纤维素系树脂是纤维素中的羟基的至少一部分被乙酸酯化的树脂,也可以为一部分被乙酸酯化、一部分被其他酸酯化的混合酯。作为乙酰基纤维素系树脂的具体例,可列举三乙酰基纤维素、二乙酰基纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等。
非晶性聚烯烃系树脂为降冰片烯、四环十二烯(别名二甲桥八氢萘)、或在它们上键合有取代基的化合物之类的具有环状烯烃的聚合单元的聚合物,也可以为使环状烯烃与链状烯烃和/或芳香族乙烯基化合物共聚而得的共聚物。在环状烯烃的均聚物、或2种以上的环状烯烃的共聚物的情况下,会因开环聚合而残留双键,因此,一般使用对其加氢后的树脂作为非晶性聚烯烃系树脂。其中,热塑性降冰片烯系树脂是代表性的树脂。
聚酯系树脂是利用二元酸与二元醇的缩聚得到的聚合物,代表性的是聚对苯二甲酸乙二醇酯。(甲基)丙烯酸系树脂为以甲基丙烯酸甲酯为主要单体的聚合物,除甲基丙烯酸甲酯的均聚物外,还可以为甲基丙烯酸甲酯、与甲基丙烯酸甲酯以外的单体(像丙烯酸甲酯那样的丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸系单体、芳香族乙烯基化合物等)的共聚物。需要说明的是,本说明书中的“(甲基)丙烯酸”是指选自丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者。
聚碳酸酯系树脂是在主链上具有碳酸酯键-O-CO-O-)的聚合物,代表性的是利用双酚A与碳酰氯的缩聚而得到的聚合物。链状聚烯烃系树脂为以乙烯、丙烯之类的链状烯烃为主要单体的聚合物,可以为均聚物或共聚物。其中,代表性的为丙烯的均聚物、丙烯与少量的乙烯共聚而得的共聚物。
热塑性树脂膜可以根据需要含有公知的添加剂を。作为公知的添加剂,可列举例如润滑剂、抗粘连剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防静电剂、耐光剂、耐冲击性改良剂、表面活性剂等。紫外线吸收剂包括水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并***系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络盐系化合物等。但是,由于作为层叠于偏振片的热塑性树脂膜,必须具有透明性,因此这些添加剂的量优选限制为最小限度。
作为热塑性树脂膜,也可使用赋予了光学补偿功能的膜。此外,也可以使用乙酰基纤维素系树脂膜。作为这样的光学补偿膜,可列举例如:使乙酰基纤维素系树脂含有具有调整相位差功能的化合物的相位差膜、在乙酰基纤维素系树脂的表面涂布有具有调整相位差功能的化合物的相位差膜、将乙酰基纤维素系树脂进行单轴或双轴拉伸得到的相位差膜等。作为光学补偿膜,也可以使用包含其他热塑性树脂的膜。
热塑性树脂膜的厚度通常为5~200μm左右的范围,优选为10~120μm,更优选为10~100μm。热塑性树脂膜在与偏振片的粘接面相反侧的表面,可以具有硬涂层、防反射层、防眩层、抗静电层、光扩散层等各种表面处理层(涂层)。
(3)偏振板的制造
使用上述的光固化性胶粘剂,在偏振片的至少一面粘接热塑性树脂膜,由此得到偏振板。具体而言,在偏振片和/或热塑性树脂膜的粘接面形成上述的光固化性胶粘剂的涂布层,介由该涂布层将偏振片和热塑性树脂膜贴合后,利用活性能量射线的照射使未固化的光固化性胶粘剂的涂布层固化,使热塑性树脂膜固着于偏振片上。在形成光固化性胶粘剂的涂布层时,可利用例如刮板、绕线棒、模涂、逗点涂布、凹版涂布等各种涂布方式。另外,也可采用一边将偏振片与热塑性树脂膜以使两者的粘接面成为内侧的方式进行连续供应、一边在其间流延胶粘剂的方式。
可以根据光固化性胶粘剂的涂敷方式,而使用溶剂进行光固化性胶粘剂的粘度调节。溶剂使用不降低偏振片的光学性能且可良好地溶解光固化性胶粘剂的溶剂,但其种类并无特别限定。例如可使用甲苯为代表的烃类、乙酸乙酯为代表的酯类等有机溶剂。但是,在含有溶剂的情况下,需要在照射活性能量射线之前设置除去溶剂的干燥工序,因此优选尽可能不使用溶剂。
固化后的胶粘剂层的厚度可以根据偏振板的特性设计进行任意设定,但是,从降低胶粘剂材料费的观点出发,优选较小的厚度。一般而言,该厚度为0.01~20μm,优选为0.1~10μm,更优选为0.5~5μm。若减小胶粘剂层的厚度,则容易产生向胶粘剂层的气泡混入、密合性及耐久性的降低,但是,根据本发明的光固化性胶粘剂,可以对其有效地抑制。若胶粘剂层过厚,则胶粘剂的反应率降低,存在偏振板的耐湿热性变差的倾向。
当仅在偏振片的单面粘接热塑性树脂膜时,例如也可以采取在偏振片的另一面直接设置用于粘接于液晶单元等其他光学构件的粘合剂层等的形态。另一方面,当在偏振片的双面粘接热塑性树脂膜时,这些热塑性树脂膜可以由同种树脂构成,也可以由异种树脂构成。粘接于偏振片的一面的热塑性树脂膜使用上述的本发明的光固化性胶粘剂进行粘接,但粘接于偏振片的另一面的热塑性树脂膜可以使用本发明的光固化性胶粘剂进行粘接,也可以使用其他胶粘剂进行粘接。
在将热塑性树脂膜粘接于偏振片之前,可以对热塑性树脂膜和/或偏振片的粘接面实施皂化处理、电晕处理、等离子体处理、底涂处理、锚固涂布处理、火焰处理等易粘接处理。
关于用于对光固化性胶粘剂的涂布层照射活性能量射线的光源,只要是可产生紫外线、电子射线、X射线等的光源即可。特别优选使用在波长400nm以下具有发光分布的例如低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。
对光固化性胶粘剂的活性能量射线照射强度并无特别限制,对光阳离子聚合引发剂(B)的活化有效的波长区域的照射强度优选为0.1~3000mW/cm2。若不足0.1mW/cm2,则反应时间过长,若超过3000mW/cm2,则存在因从灯辐射的热及光固化性胶粘剂的聚合时的发热而发生光固化性胶粘剂的黄变、偏振片的劣化的可能性。
对光固化性胶粘剂的光照射时间也并无特别限制,优选按照使照射强度与照射时间之积表示的累积光量达到10~5000mJ/cm2的方式进行设定。若不足10mJ/cm2,则来自光阳离子聚合引发剂(B)的活性种的产生并不充分,存在所得的胶粘剂层的固化变得不充分的可能性,另一方面,若该累积光量超过5000mJ/cm2,则照射时间非常长,对提高生产率不利。
当在偏振片的双面粘接热塑性树脂膜时,活性能量射线的照射可以从任意的热塑性树脂膜侧进行,但是,例如在一侧的热塑性树脂膜含有紫外线吸收剂、另一侧的热塑性树脂膜不含有紫外线吸收剂时,在有效利用所照射的活性能量射线、提高固化速度的方面,优选从不含有紫外线吸收剂的热塑性树脂膜侧照射活性能量射线。
关于使光固化性胶粘剂固化而得的偏振板,依据后述的实施例的项的记载而测定的偏振片与热塑性树脂膜之间的剥离强度优选为0.5N/25mm以上,更优选为0.6N/25mm以上,进一步优选为0.7N/25mm以上。若剥离强度不足0.5N/25mm,则在裁切偏振板时,有时会在偏振片与胶粘剂层之间发生剥离。
<层叠光学构件及液晶显示装置>
本发明的偏振板可层叠偏振板以外的具有光学功能的光学层来制成层叠光学构件。典型地,在偏振板的热塑性树脂膜上介由胶粘剂或粘合剂而层叠贴合光学层,由此制成层叠光学构件,另外例如也可在偏振片的一个面介由本发明的光固化性胶粘剂粘接热塑性树脂膜,在偏振片的另一个面介由胶粘剂或粘合剂而层叠贴合光学层。在后者的情况下,若使用本发明的光固化性胶粘剂作为用于将偏振片和光学层贴合的胶粘剂,则该光学层同时也可以为热塑性树脂膜。偏振板上可以层叠2个以上的光学层。
作为层叠于偏振板的光学层,对于配置于液晶单元的背面侧的偏振板,可列举层叠于该偏振板的与液晶单元相反一侧的、反射层、半透射反射层、光扩散层、聚光板、增亮膜等。另外,对于配置于液晶单元的前面侧的偏振板和/或配置于液晶单元的背面侧的偏振板,可列举层叠于该偏振板的液晶单元侧的相位差板(相位差膜)等。
反射层、半透射反射层、光扩散层分别被设置成用于制成作为反射型偏振板、半透射反射型偏振板、扩散型偏振板的层叠光学构件。反射型偏振板用于反射来自辨识侧的入射光来进行显示的类型的液晶显示装置,可省略背光源等光源,因此容易使液晶显示装置薄型化。另外,半透射型偏振板用于在亮处作为反射型、在暗处通过来自背光的光进行显示的类型的液晶显示装置。反射型偏振板例如可以通过在偏振片上的热塑性树脂膜上附设由铝等金属形成的箔、蒸镀膜而形成反射层来制作。半透射型偏振板可以通过将上述反射层作为半反射镜、或使含有珍珠颜料等而显示光透过性的反射板粘接于偏振板来制作。另一方面,扩散型偏振板例如可以通过使用对偏振板上的热塑性树脂膜进行消光处理的方法、涂布含有微粒的树脂的方法、粘接含有微粒的膜的方法等各种方法在表面形成微细凹凸结构来制作。
此外,层叠光学构件也可以为反射扩散两用的偏振板。反射扩散两用的偏振板例如可以通过在扩散型偏振板的微细凹凸结构面设置反映(日文:反映)其凹凸结构的反射层来制作。细微凹凸结构的反射层使入射光通过漫反射而扩散,防止指向性或晃眼,具有可抑制明暗不均等优点。另外,含有微粒的树脂层、膜会使入射光及其反射光扩散,因此也具有可以抑制明暗不均等优点。作为反映表面细微凹凸结构的反射层,例如可通过如真空蒸镀、离子镀、溅射之类的蒸镀或电镀等方法,使金属直接附设于细微凹凸结构的表面来形成。为了形成表面细微凹凸结构而配合的微粒例如可以是平均粒径为0.1~30μm的氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑之类的无机系微粒、交联或未交联的聚合物之类的有机系微粒等。
聚光板是出于光路控制等而使用的构件,可形成为棱镜阵列片、透镜阵列片、或者附设点(ドット)的片。
增亮膜是以提高液晶显示装置的亮度为目的所使用的构件,其具体例包括:设计成将多片的折射率的各向异性互不相同的薄膜层叠而在反射率上产生各向异性的反射型偏振分离片、在膜基材上支撑有胆甾醇液晶聚合物的取向膜或其取向液晶层而成的圆偏振分离片等。
出于补偿液晶单元所致的相位差等目的而使用相位差板(相位差膜)。其具体例包括:各种塑料的拉伸膜等所构成的双折射性膜、碟型液晶或向列液晶经取向固定后的膜、在膜基材上形成有上述液晶层的膜等。在膜基材上形成液晶层的情况下,作为膜基材,优选使用三乙酰基纤维素之类的乙酰基纤维素系树脂膜。
作为形成双折射性膜的塑料,可列举例如:非晶性聚烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚丙烯之类的链状聚烯烃系树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚芳酯、聚酰胺等。拉伸膜可以是通过单轴或双轴等适当方式处理的膜。出于宽频带化等、光学特性的控制的目的,相位差板也可组合使用2片以上。
从在应用于液晶显示装置时有效地进行光学补偿的角度出发,作为层叠光学构件,优选使用包含相位差板(相位差膜)作为除偏振板以外的光学层的构件。相位差板的相位差值(面内及厚度方向)根据所应用的液晶单元进行调整。
关于层叠光学构件,可以将偏振板、以及依据使用目的而从上述各种光学层所选择的1层或2层以上组合,而制成2层或3层以上的层叠体。此时,形成层叠光学构件的各种光学层使用胶粘剂或粘合剂(也称作压敏胶粘剂)与偏振板形成一体,为此所使用的胶粘剂或粘合剂只要是可良好地形成胶粘剂层或粘合剂层的材料,则并无特别限制。从粘接作业的简便性、防止光学应变的发生等的观点出发,优选使用粘合剂。粘合剂可使用以(甲基)丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚醚等作为基质聚合物的粘合剂。其中,优选选择使用像(甲基)丙烯酸系粘合剂那样光学透明性优异,保持适度的润湿性、凝聚力,与基材的粘接性也优异,而且具有耐候性、耐热性等,在加热、加湿的条件下不会产生翘起或剥离等问题的粘合剂。在(甲基)丙烯酸系粘合剂中,重均分子量为10万以上的(甲基)丙烯酸系共聚物作为基质聚合物是有用的,该重均分子量为10万以上的(甲基)丙烯酸系共聚物如下获得:将具有甲基、乙基、丁基等碳原子数为20以下的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羟基乙酯等含有官能团的(甲基)丙烯酸系单体,以使玻璃化转变温度达到优选25℃以下、更优选0℃以下的方式进行配合。
在偏振板上形成粘合剂层例如可通过如下方式来进行:使粘合剂组合物溶解或分散在甲苯或乙酸乙酯等有机溶剂中而制备10~40重量%的溶液,再将其直接涂布于偏振板上的方式;预先在隔离膜(剥离膜)上形成粘合剂层,再将其转印至偏振板上的方式等。粘合剂层的厚度根据其粘接力等来决定,适合为1~50μm左右的范围。
在粘合剂层中可以根据需要配合玻璃纤维、玻璃珠、树脂粒、金属粉或其他无机粉末等所构成的填充剂、颜料、着色剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。紫外线吸收剂包括水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并***系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、镍络合物盐系化合物等。
液晶显示装置包含液晶单元和配置于其至少一面上的上述偏振板或上述层叠光学构件。偏振板、层叠光学构件可以介由粘合剂层层叠于液晶单元的单侧或两侧。偏振板、层叠光学构件分别可以为在它们的外表面层叠有用于贴合于液晶单元的粘合剂层的带粘合剂层的偏振板及层叠光学构件。所使用的液晶单元为任意的,例如可使用以薄膜晶体管型为代表的有源矩阵驱动型的液晶单元、以超扭曲向列型为代表的单纯矩阵驱动型的液晶单元等各种液晶单元而形成液晶显示装置。
实施例
以下,示出实施例及比较例对本发明进行更具体地说明,但本发明并不受这些例子限定。以下,表示使用量或含量的“份”及“%”只要没有特别说明则为重量基准。另外,在以下的例子中使用的光阳离子固化性成分(A)、光阳离子聚合引发剂(B)及光敏化剂·光敏化助剂(C)如下所示,并且按照以下的各个符号来表示。需要说明的是,在表2中,将光阳离子固化性成分(A)、光阳离子聚合引发剂(B)及光敏化剂·光敏化助剂(C)分别简写为(A)、(B)、(C)。
〔光阳离子固化性成分(A)〕
(a1)3,4-环氧环己烷甲酸3,4-环氧环己基甲酯〔上述式(II)中,R1=R2=H、X=-C(=O)-O-CH2-的化合物〕、
(a2)新戊二醇二缩水甘油基醚〔上述式(III)中,Z=-CH2C(CH3)2CH2-的化合物〕、
(a3)株式会社ADEKA制的商品名“Adeka Resin EP-4088S”〔上述式(I)中,V为从三环癸烷二甲醇除去2个OH后的2价基团且n为2的化合物〕、
(a4)东亚合成公司制的氧杂环丁烷化合物、商品名“OXT-221”、
(a5)DIC公司制的萘型环氧树脂、商品名“HP-4032D”、
(a6)异山梨醇二缩水甘油基醚。
〔光阳离子聚合引发剂(B)〕
(b1)下述式(V)所示的化合物与下述式(VI)所示的化合物的混合物的碳酸亚丙酯50%溶液。
〔光敏化剂·光敏化助剂(C)〕
(c1)1,4-二乙氧基萘、
(c2)9,10-二丁氧基蒽。
<实施例1~15、比较例1~3>
(1)光固化性胶粘剂的制备
将表2及表3所示的各成分按照表2及表3所示的配合比例混合后,进行脱泡,制备成光固化性胶粘剂(液状)。表2及表3中的各成分的配合量的单位为“份”。需要说明的是,光阳离子聚合引发剂(B)为50%碳酸亚丙酯溶液,在表2及表3中示出基于该固体成分量的配合量。
【表2】
【表3】
(2)光固化性胶粘剂在25℃时的粘度的测定
对于上述(1)制备的各个光固化性胶粘剂(胶粘剂液)使用东机产业(株)制的E型粘度计“TVE-25L”测定温度25℃时的粘度(mPa·s)。结果如表4以及表5所示。
(3)光固化性胶粘剂在25℃时的水分的测定
对于上述(1)制备的各个光固化性胶粘剂(胶粘剂液)使用平沼产业(株)制的水分计“AQV-2100ST”,测定了在温度25℃时的水分(相对于光阳离子固化性成分(A)100重量份的重量份)。结果如表4以及表5所示。
(4)光固化性胶粘剂溶解热塑性树脂膜的能力(溶解力)的测定
准备了三乙酰基纤维素(TAC)所形成的厚度40μm的相位差膜〔Konica MinoltaOpto(株)制的商品名“N-TAC KC4FR-1”〕。该相位差膜是作为兼具光学补偿功能的热塑性树脂膜而被贴合在聚乙烯醇系偏振片上、并用于制造偏振板的构件。将该相位差膜裁切为10mm×40mm的大小后,在23℃的温度下,将其在以上所制备的各个光固化性胶粘剂(胶粘剂液)20g中浸渍2天。2天后,取出相位差膜,用BEMCOT(ベンコットン)擦拭附着于相位差膜的胶粘剂液,并对重量进行了测定。由在胶粘剂液中浸渍前的膜重量和浸渍后的膜重量,根据下述式求出该膜的重量减少,将其作为溶解力。结果如表4以及表5所示。重量减少越大,溶解力越高。
重量减少(%)={(浸渍前的膜重量-浸渍后的膜重量)/浸渍前的膜重量}×100
(5)胶粘剂层在80℃时的储能模量的测定
将上述(1)中制备的各个光固化性胶粘剂(胶粘剂液)用棒涂机#20涂布于未处理聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺(株)制的商品名“SOFT SHINE”),使用带有带式输送机的紫外线照射装置(金属卤化物灯),按照使累积光量达到3000mJ/cm2(UVA)的方式照射紫外线。在24小时后从聚对苯二甲酸乙二醇酯膜剥离胶粘剂固化物(固化后的胶粘剂层),得到固化膜。对所得的固化膜,以使其长边成为拉伸方向的方式,使用(株)Hitachi High-TechScience制的粘弹性测定装置“DMA7100”并以夹具间隔2cm进行夹持,将拉伸和收缩的频率设为10Hz,升温速度设为3℃/分钟,测定在80℃的储能模量(MPa)。其结果如表4以及表5所示。
〔6〕偏振板的制作
在三乙酰基纤维素(TAC)所形成的厚度40μm的相位差膜〔Konica Minolta Opto(株)制的商品名“N-TAC KC4FR-1”〕(表4及表5中,简称为“相位差TAC”。)、包含紫外线吸收剂的厚度80μm的三乙酰基纤维素(TAC)所形成的未经过拉伸的热塑性树脂膜(表4及表5中,简写成“TAC”。)或降冰片烯系树脂(环状聚烯烃系树脂)所形成的厚度50μm的相位差膜〔日本ZEON(株)制的商品名“ZEONOR”〕(表4及表5中,简称为“COP”。)的单面实施电晕处理,在这些电晕处理面上,使用胶粘剂涂敷装置涂敷上述(1)制备的光固化性胶粘剂(胶粘剂液)。在该胶粘剂的涂敷层上层叠厚度25μm的聚乙烯醇-碘系偏振片,使用夹持辊进行贴合(挤按压:1.5MPa)。接着,通过照射总累积光量(波长320~400nm的波长区域中的光照射强度的累积量)为约350mJ/cm2(测定器:采用FusionUV公司制UV Power PuckII得到的测定值)的紫外线(UVA)而使胶粘剂层固化,得到在偏振片的单面贴合有热塑性树脂膜的偏振板。胶粘剂层的厚度以固化后的厚度计为2.8μm。
(7)偏振板的180度剥离试验
将上述(6)制作的偏振板裁切成长度200mm×宽度25mm的大小后,在热塑性树脂膜侧设置丙烯酸系粘合剂层,制成用于测定该热塑性树脂膜与偏振片之间的剥离强度的试验片。使用该粘合剂层层将试验片粘贴于玻璃板,在偏振片与热塑性树脂膜之间放入刀具的刀刃,在长度方向从端部剥离30mm,用试验机的夹持部夹持该剥离的部分。对该状态的试验片,在温度23℃及相对湿度55%的气氛中,依据JIS K 6854-2:1999“胶粘剂-剥离粘接强度试验方法-第2部:180度剥离”,在夹持部移动速度300mm/分钟下进行180度剥离试验,求出除夹持部的30mm外的170mm的长度的平均剥离力,将其设为热塑性树脂膜与偏振片之间的剥离强度。对热塑性树脂膜为上述3种树脂的各个情况测定了剥离强度。需要说明的是,测定的时间是在制作偏振板起经过24小时后。结果如表4以及表5所示。表4及表5中。“不能剥离”是指在上述条件下无法剥离偏振片和热塑性树脂膜。
【表4】
【表5】
Claims (13)
1.一种偏振板,其包含聚乙烯醇系偏振片和介由光固化性胶粘剂的固化物而层叠于所述聚乙烯醇系偏振片的至少一面的热塑性树脂膜,
所述光固化性胶粘剂以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,
所述光固化性胶粘剂包含光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B),
所述光阳离子固化性成分(A)含有下述式(I)所示的第1环氧化合物(A1)以及下述式(II)所示的第2环氧化合物(A2),
式中,n表示1以上的整数,V表示包含由脂环式环构成的稠环的n价基团,但是所述稠环不包括含有杂原子的稠环,
式中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在烷基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
X表示氧原子、碳原子数为1~6的烷二基或下述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团,
其中,Y1~Y4分别表示碳原子数为1~20的烷二基,在碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
a及b分别表示0~20的整数。
2.一种偏振板,其包含聚乙烯醇系偏振片和介由光固化性胶粘剂的固化物而层叠于所述聚乙烯醇系偏振片的至少一面的热塑性树脂膜,
所述光固化性胶粘剂以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,
所述光固化性胶粘剂包含光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B),
所述光阳离子固化性成分(A)含有下述式(I)所示的第1环氧化合物(A1)以及下述式(II)所示的第2环氧化合物(A2),
式中,n表示1以上的整数,V表示包含由脂环式环构成的稠环的n价基团,该稠环为3环式稠环,
式中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在烷基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
X表示氧原子、碳原子数为1~6的烷二基或下述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团,
其中,Y1~Y4分别表示碳原子数为1~20的烷二基,在碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
a及b分别表示0~20的整数。
3.一种偏振板,其包含聚乙烯醇系偏振片和介由光固化性胶粘剂的固化物而层叠于所述聚乙烯醇系偏振片的至少一面的热塑性树脂膜,
所述光固化性胶粘剂以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,
所述光固化性胶粘剂包含光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B),
所述光阳离子固化性成分(A)含有下述式(I)所示的第1环氧化合物(A1)以及下述式(II)所示的第2环氧化合物(A2),
式中,n表示1以上的整数,V表示包含由脂环式环构成的稠环以及将稠环、和式(I)中的缩水甘油氧基连结的连结基团的n价基团,
式中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在烷基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
X表示氧原子、碳原子数为1~6的烷二基或下述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团,
其中,Y1~Y4分别表示碳原子数为1~20的烷二基,在碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
a及b分别表示0~20的整数。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振板,其中,水分含量相对于所述光阳离子固化性成分(A)100重量份为超过0重量份且4重量份以下。
7.一种光固化性胶粘剂,其是用于在聚乙烯醇系偏振片上粘接热塑性树脂膜的光固化性胶粘剂,
其以不包含芳香环的环氧化合物作为主成分,
所述光固化性胶粘剂包含光阳离子固化性成分(A)和光阳离子聚合引发剂(B),
所述光阳离子固化性成分(A)含有下述式(I)所示的第1环氧化合物(A1)以及下述式(II)所示的第2环氧化合物(A2),
式中,n表示1以上的整数,V表示包含由脂环式环构成的稠环的n价基团,
式中,R1及R2分别独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在烷基的碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;
X表示氧原子、碳原子数为1~6烷二基或下述式(IIa)~(IId)中的任一者所示的2价基团,
其中,Y1~Y4分别表示碳原子数为1~20的烷二基,在碳原子数为3以上时可以具有脂环结构;a及b分别表示0~20的整数,
以光阳离子固化性成分(A)的整体量为基准计,所述第2环氧化合物(A2)的含量为30~65重量%。
10.根据权利要求7所述的光固化性胶粘剂,其中,水分含量相对于所述光阳离子固化性成分(A)100重量份为超过0重量份且4重量份以下。
11.一种偏振板,其包含:
聚乙烯醇系偏振片、和
介由权利要求7~10中任一项所述的光固化性胶粘剂的固化物而层叠于所述聚乙烯醇系偏振片的至少一面的热塑性树脂膜。
12.一种层叠光学构件,其包含权利要求1-3或11中的任一项所述的偏振板与1层以上的其他光学层的层叠体。
13.根据权利要求12所述的层叠光学构件,其中,所述其他光学层包括相位差板。
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