CN111527427A - 偏振板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偏振板(100),其为依次含有偏振片(11)、第1粘合剂层(12)、相位差层(14)、以及第2粘合剂层(13)的偏振板(100),将上述第1粘合剂层(12)的储能弹性模量设为E1(Pa)、上述第1粘合剂层(12)的厚度设为T1(μm)、上述第2粘合剂层(13)的储能弹性模量设为E2(Pa)、上述第2粘合剂层(13)的厚度设为T2(μm)时,满足Log(E1/T1)+Log(E2/T2)≥6.4。

Description

偏振板
技术领域
本发明涉及偏振板。
背景技术
近年来,以液晶显示装置和有机电致发光显示装置(以下,也称为有机EL。)为代表的图像显示装置正在急速普及。图像显示装置中广泛使用具备偏振片和相位差层的偏振板。
最近,由于有机EL的势头增长,伴随着对图像显示装置的薄型化的期望加强,对于偏振板也要求薄型化。此外,从柔性用途出发,基于现有的相位差膜,开展了使用韧性更高的聚合性的液晶化合物作为相位差层的原料的研究(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-54093号公报
发明内容
发明要解决的课题
另一方面,当尝试偏振板的薄型化时,存在偏振板的耐久性变得不充分的问题。特别是偏振板暴露于高温、高湿的环境中时,会发生偏振板产生褶皱的不良情况。
偏振板的褶皱会使以有机EL为代表的图像显示装置的图像扭曲。因此,存在上述偏振板的褶皱显著地损害图像显示装置的可视性的问题。随着手机等的防水技术的进步,在高温、高湿的环境的浴室、桑拿等中使用手机等的人越来越多。因此,对于在高温、高湿的环境中具有耐久性的偏振板的需求日益高涨。
本发明鉴于上述情况而成,课题在于提供在高温、高湿的环境中也可以抑制偏振板产生褶皱的耐久性高的偏振板。
用于解决课题的手段
本发明人等进行了深入研究,结果发现以下的偏振板可以解决上述课题。
即,本发明具有以下的构成。
[1]一种偏振板,其为依次包含偏振片、第1粘合剂层、相位差层、以及第2粘合剂层的偏振板,
将上述第1粘合剂层的储能弹性模量设为E1(Pa)、上述第1粘合剂层的厚度设为T1(μm)、上述第2粘合剂层的储能弹性模量设为E2(Pa)、上述第2粘合剂层的厚度设为T2(μm)时,满足Log(E1/T1)+Log(E2/T2)≥6.4。
[2]根据[1]所述的偏振板,其中,上述相位差层的穿刺强度为100gf以下。
[3]根据[1]或[2]所述的偏振板,其中,满足以下的(1)和(2)的任一者。
(1)上述Log(E1/T1)为3.1以上。
(2)上述Log(E2/T2)为3.0以上。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的偏振板,其中,上述第1粘合剂层和上述第2粘合剂层的至少一者的储能弹性模量为20,000Pa以上。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的偏振板,其中,上述第1粘合剂层和上述第2粘合剂层的至少一者的厚度为40μm以下。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的偏振板,其中,作为上述相位差层,至少包含第1相位差层和第2相位差层。
[7]根据[6]所述的偏振板,其中,作为上述相位差层,是至少第1相位差层和第2相位差层经由粘接剂层层叠而成的层叠体。
[8]根据[7]所述的偏振板,其中,上述层叠体的穿刺强度为100gf以下。
发明效果
根据本发明,可提供在高温、高湿的环境中也可以抑制偏振板产生褶皱的耐久性高的偏振板。
附图说明
图1为示出第1实施方式的偏振板的构成的概略截面图的一个例子。
图2为示出第2实施方式的包含2个相位差层的偏振板的构成的概略截面图的一个例子。
图3为示出第2实施方式的包含3个相位差层的偏振板的构成的概略截面图的一个例子。
具体实施方式
以下,对于本发明的偏振板的具体实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明并不限定于以下的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。
[第1实施方式]
<偏振板>
本说明书中,“偏振板”是指具备偏振片和相位差层的光学膜。第1实施方式的偏振板依次具备偏振片、第1粘合剂层、相位差层、以及第2粘合剂层。
图1为示出第1实施方式的偏振板的构成的概略截面图的一个例子。如图1所示,偏振板100依次层叠有偏振片11、第1粘合剂层12、相位差层14、以及第2粘合剂层13。
在此,相位差层14为例如赋予λ/2的相位差的层、赋予λ/4的相位差的层、和正C层、以及将这些层的组合进行层叠而得到的层。作为组合而得到的层叠体,可举出赋予λ/2的相位差的层与赋予λ/4的相位差的层的层叠体、赋予λ/4的相位差的层与正C层的层叠体等作为例子。
本说明书中,“赋予λ/2的相位差的层”是指将某特定波长的直线偏振光的偏振方向变换90°的相位差层。本说明书中,“赋予λ/4的相位差的层”是指将某特定波长的直线偏振光变换为圆偏振光(或者将圆偏振光变换为直线偏振光)的相位差层。相位差层14为赋予λ/4的相位差的层的情况下,具备偏振片11和相位差层14的偏振板100可作为圆偏振板发挥功能。本说明书中,“正C层”是指将面内的慢轴方向的折射率设为Nx、该面内的快轴方向的折射率设为Ny、该厚度方向的折射率设为Nz时,满足Nz>Nx≥Ny的关系的层。Nx的值与Ny的值之差优选为Ny的值的0.5%以内,更优选为0.3%以内。如果为0.5%以内,则可以视为实质上Nx=Ny。
当在高温、高湿环境中保存上述那样的构成的偏振板时,有时偏振板会产生褶皱。发明人进行了研究,结果另外确认了在高温、高湿环境中保存后产生褶皱的偏振板的相位差层发生了变形。这样的现象暗示:在高温高湿环境下,使相位差层变形的应力在起作用。可认为对于使相位差层变形的应力而言,与相位差层相接的粘合剂的影响大。
发明人进一步研究的结果发现,在上述那样的构成的偏振板中,通过控制与相位差层相接的粘合剂层的构成,可以抑制将偏振板在高温、高湿环境中保存后的褶皱。即,得到了下述构思,从而完成了发明:在上述那样的构成的偏振板中,通过控制与相位差层相接的粘合剂的构成,可以抑制施加至相位差层的应力。
以下,对于构成本实施方式的偏振板100的各层进行详细说明。
<偏振片>
本实施方式的偏振板100具有偏振片11。本说明书中,“偏振片”是指具有下述性质的光学膜:在使无偏振的光入射时,使具有与吸收轴正交的振动面的直线偏振光透射。
作为偏振片,可采用任意适当的偏振片。例如,形成偏振片的树脂膜可以是单层的树脂膜,也可以是两层以上的层叠膜。偏振片可以是在聚合性液晶化合物中使二色性色素取向并使聚合性液晶化合物聚合而得到的固化膜。
作为由单层的树脂膜构成的偏振片的具体例子,可举出:对聚乙烯醇(以下,有时简称为PVA。)系膜、部分缩甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜实施了利用碘、二色性染料等二色性物质的染色处理、以及拉伸处理的产物;PVA的脱水处理物、聚氯乙烯的脱氯化氢处理物等多烯系取向膜等。从光学特性优异的方面出发,优选使用将PVA系膜用碘染色并单轴拉伸所得到的偏振片。
作为PVA系膜的原料的聚乙烯醇系树脂可以通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化来制造。就聚乙酸乙烯酯系树脂而言,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可以是乙酸乙烯酯和能够与乙酸乙烯酯共聚的其它单体的共聚物。作为能够与乙酸乙烯酯共聚的其它单体,可举出例如不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的丙烯酰胺类等。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如也能够使用经醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1,000~10,000左右,优选为1,500~5,000左右。
将这样的聚乙烯醇系树脂制膜而得到的膜可用作PVA系膜。将聚乙烯醇系树脂制膜的方法没有特别限定,可以通过公知的方法来制膜。PVA系膜的膜厚例如为10~100μm左右,优选为10~50μm左右。
偏振片的厚度优选为2μm以上,更优选为3μm以上,进一步优选为5μm以上。此外,上述偏振片的厚度优选为30μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为15μm以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
若偏振片的厚度变薄,则高温、高湿的环境下偏振片端部的碘变得容易脱离。因此,偏振片的厚度优选为5μm以上。此外,偏振片的厚度厚的情况下,在冷热交换试验中偏振片的破裂变得容易发生。因此,偏振片的厚度优选为15μm以下。
本说明书中“层的厚度”是指偏振板中的层的层叠方向的尺寸。作为本实施方式中的“层”,可举出例如偏振片、粘合剂层、粘接剂层、相位差层、保护膜等。层的厚度例如可以通过使用白光干涉式的非接触膜厚计或使用接触式的膜厚计,测定层的任意点,算出其平均值,从而得到。使用非接触式的膜厚计的情况下,能够在不接触测定的对象的情况下精细地测定,即使测定的对象为层叠体的一部分的层,也可以在不剥离各层的情况下测定对象的膜厚。
需要说明的是,在偏振片的一面或两面层叠有后述的保护膜的情况下,上述偏振片的厚度中不包含上述保护膜的厚度。
上述偏振片可以在一面或两面经由后述的粘合剂层或粘接剂层而层叠有保护膜。作为可以层叠于偏振片的一面或两面的保护膜,可使用例如由透明性、机械强度、热稳定性、水分阻挡性、各向同性、拉伸性等优异的热塑性树脂形成的膜。作为这样的热塑性树脂的具体例子,可以举出:三乙酰纤维素等纤维素树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂;聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚碳酸酯树脂;尼龙、芳香族聚酰胺等聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃树脂;具有环系和降冰片烯结构的环状聚烯烃树脂(也称为降冰片烯系树脂);(甲基)丙烯酸类树脂;聚芳酯树脂;聚苯乙烯树脂;聚乙烯醇树脂;以及它们的混合物。
在偏振片的两面层叠有保护膜的情况下,两个保护膜的树脂组成可以相同,也可以不同。
为了提高与包含PVA系树脂和二色性物质的偏振片的密合性,由热塑性树脂形成的膜可以实施表面处理(例如,电晕处理等),也可以形成有底漆层(也称为底涂层)等薄层。
保护膜在温度40℃、湿度90%RH下的透湿度优选为1~1500g/m2·24hr。当保护膜的透湿度大于1500g/m2·24hr时,在高温高湿环境中,有时包含上述保护膜的偏振板变得容易产生褶皱。保护膜的透湿度越低,包含上述保护膜的偏振板的褶皱防止效果越显著,温度40℃、湿度90%RH下的透湿度更优选为1000g/m2·24hr以下,进一步优选为100g/m2·24hr以下。透湿度可以按照JIS Z 0208:1976进行测定。
上述保护膜的厚度优选为3μm以上,更优选为5μm以上。此外,上述保护膜的厚度优选为50μm以下,更优选为30μm以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
偏振片的一面或两面具有保护膜的情况下,可以充分地加强偏振片,因此偏振板的各种耐久性提高。
<第1粘合剂层>
偏振片与相位差层经由第1粘合剂层而层叠。
本说明书中,“粘合剂”是指为柔软的橡胶状、且通过将其自身贴附于上述偏振片、上述保护膜等被粘物而表现出粘接性的物质。此外,后述的活性能量射线固化型粘合剂可以通过照射能量射线来调节粘接力。
作为构成第1粘合剂层的粘合剂,可以没有特别限制地使用以往公知的光学透明性优异的粘合剂,例如,可以使用具有丙烯酸系、氨基甲酸酯系、硅酮系、聚乙烯基醚系等的基础聚合物的粘合剂。此外,也可以为活性能量射线固化型粘合剂、热固化型粘合剂等。在它们之中,优选以透明性、粘合力、再剥离性(以下,也称为再利用性)、耐候性、耐热性等优异的丙烯酸系树脂作为基础聚合物的粘合剂。本实施方式中,第1粘合剂层优选由包含(甲基)丙烯酸系树脂(1)、交联剂(2)、硅烷化合物(3)的粘合剂组合物的反应产物构成。
[(甲基)丙烯酸系树脂(1)]
本实施方式中,构成第1粘合剂层的粘合剂组合物所包含的(甲基)丙烯酸系树脂(1)优选为以源自下述式(I)所示的(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元(以下,也称为“结构单元(I)”)作为主成分(例如,包含50质量%以上的该结构单元)的聚合物(以下,也称为“(甲基)丙烯酸酯聚合物”)。
本说明书中,“源自”是指由于(甲基)丙烯酸烷基酯等化合物发生聚合,因此化学结构发生变化的情况。
[化学式1]
Figure BDA0002557018330000081
式(I)中,R10表示氢原子或甲基,R20表示碳数1~20的烷基,上述烷基可以具有直链状、分支状或环状的任一结构,上述烷基的氢原子可以被碳数1~10的烷氧基取代。
需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸的任一者皆可的意思。(甲基)丙烯酸酯等的“(甲基)”也是同样的意思。
作为式(I)所示的(甲基)丙烯酸酯,可举出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯和异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等。作为丙烯酸含烷氧基烷基酯的具体例子,可举出(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基甲酯等。其中,优选包含(甲基)丙烯酸正丁酯或(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,特别优选包含(甲基)丙烯酸正丁酯。
(甲基)丙烯酸酯聚合物可以包含结构单元(I)以外的源自其它单体的结构单元。源自其它单体的结构单元可以为1种,也可以为2种以上。作为(甲基)丙烯酸酯聚合物可包含的其它单体,可举出具有极性官能团的单体、具有芳香族基团的单体、丙烯酰胺系单体。
作为具有极性官能团的单体,可举出具有极性官能团的(甲基)丙烯酸酯。作为极性官能团,可以举出羟基、羧基、取代氨基、无取代氨基等。作为极性官能团,还可举出环氧基等杂环基等。
相对于(甲基)丙烯酸酯聚合物的全部结构单元100质量份,(甲基)丙烯酸酯聚合物中的源自于具有极性官能团的单体的结构单元的含量优选为20质量份以下,更优选为0.1质量份以上且20质量份以下,进一步优选为0.1质量份以上且10质量份以下,特别优选为0.5质量份以上且10质量份以下。
作为具有芳香族基团的单体,在分子内具有1个(甲基)丙烯酰基和1个以上的芳香环(例如苯环、萘环等),可举出具有苯基、苯氧乙基或苄基的(甲基)丙烯酸酯。通过包含这些结构单元,可以抑制高温、高湿环境中发生的偏振板的漏白现象。
相对于(甲基)丙烯酸酯聚合物的全部结构单元100质量份,(甲基)丙烯酸酯聚合物中的源自于具有芳香族基团的单体的结构单元的含量优选为50质量份以下,更优选为4质量份以上且50质量份以下,进一步优选为4质量份以上且25质量份以下。
作为丙烯酰胺系单体,可举出N-(甲氧基甲基)丙烯酰胺、N-(乙氧基甲基)丙烯酰胺、N-(丙氧基甲基)丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-(2-甲基丙氧基甲基)丙烯酰胺等。通过包含这些结构单元,可以抑制后述的抗静电剂等添加物的渗出。
进而,作为结构单元(I)以外的源自其它单体的结构单元,可以包含源自苯乙烯系单体的结构单元、源自乙烯基系单体的结构单元、源自在分子内具有多个(甲基)丙烯酰基的单体的结构单元等。
(甲基)丙烯酸系树脂(1)的重均分子量(以下,也简称为“Mw”)优选为50万~250万。当重均分子量为50万以上时,可以使高温、高湿的环境下的第1粘合剂层的耐久性提高。当重均分子量为250万以下时,涂敷含有粘合剂组合物的涂敷液时的操作性变得良好。重均分子量(Mw)与数均分子量(以下,也简称为“Mn”)的比所表示的分子量分布(Mw/Mn)通常为2~10。本说明书中,“重均分子量”和“数均分子量”为通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算值。
(甲基)丙烯酸系树脂(1)在溶解于乙酸乙酯而制成浓度20质量%的溶液时,在25℃下的粘度优选为20Pa·s以下,更优选为0.1~15Pa·s。当(甲基)丙烯酸系树脂(1)在25℃下的粘度为上述范围内时,有助于包含由上述树脂形成的第1粘合剂层的偏振板的耐久性提高和再利用性。上述粘度可以利用布鲁克菲尔德粘度计测定。
从兼顾粘合性与耐久性的观点出发,(甲基)丙烯酸系树脂(1)的玻璃化转变温度优选为-60℃~-10℃。需要说明的是,玻璃化转变温度可以利用差示扫描量热仪(DSC)测定。
(甲基)丙烯酸系树脂(1)可以包含2种以上的(甲基)丙烯酸酯聚合物。作为这样的(甲基)丙烯酸酯聚合物,可举出例如以上述源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元(I)作为主成分、且重均分子量处于5万~30万的这样的较低分子量的(甲基)丙烯酸酯聚合物。
[交联剂(2)]
形成第1粘合剂层的粘合剂组合物优选包含交联剂(2)。作为交联剂(2),可举出常用的交联剂(例如,异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、金属螯合物化合物、过氧化物等),特别是从粘合剂组合物的适用期、交联速度和偏振板的耐久性等的观点出发,优选为异氰酸酯系化合物。
作为异氰酸酯系化合物,优选在分子内具有至少2个异氰酸酯基(-NCO)的化合物,可举出例如脂肪族异氰酸酯系化合物(例如六亚甲基二异氰酸酯等)、脂环族异氰酸酯系化合物(例如异佛尔酮二异氰酸酯)、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、芳香族异氰酸酯系化合物(例如甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯等)等。此外,交联剂(2)可以为上述异氰酸酯化合物的利用多元醇化合物的加成物(加合物)[例如,利用甘油、三羟甲基丙烷等的加成物];异氰脲酸酯化物;缩二脲型化合物;与聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸类多元醇、聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇等进行了加成反应的氨基甲酸酯预聚物型的异氰酸酯化合物等衍生物。交联剂(2)可以单独使用或组合使用2种以上。在它们之中,从耐久性的观点出发,优选甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、以及它们的多元醇化合物或它们的异氰脲酸酯化合物。
相对于丙烯酸系树脂(1)100质量份,交联剂(2)的比例可以为例如0.01~10质量份,优选0.1~3质量份,更优选0.1~1质量份。当交联剂(2)的比例为上述上限值以下时,对提高耐久性是有利的,当交联剂(2)的比例为上述下限值以上时,抑制气体的产生,对提高再利用性是有利的。
[硅烷化合物(3)]
粘合剂组合物可以含有硅烷化合物(3)。通过含有硅烷化合物(3),可以提高第1粘合剂层与层叠于上述第1粘合剂层的层的密合性。也可以使用2种以上的硅烷化合物(3)。
作为硅烷化合物(3),可举出例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基乙氧基二甲基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。
此外,硅烷化合物(3)可以包含源自上述硅烷化合物(3)的低聚物。
相对于(甲基)丙烯酸系树脂(1)100重量份,粘合剂组合物中的硅烷化合物(3)的含量通常为0.01~10重量份,优选为0.03~5重量份,更优选为0.05~2重量份,进一步优选为0.1~1质量份。当硅烷化合物(3)的含量为0.01质量份以上时,第1粘合剂层与被粘物的密合性容易提高。当含量为10重量份以下时,可以抑制硅烷化合物(3)从第1粘合剂层的渗出。
[其它成分(4)]
形成第1粘合剂层的粘合剂组合物可以单独包含紫外线吸收剂、抗静电剂、溶剂、交联催化剂、增粘树脂(增粘剂)、增塑剂等添加剂,或者包含它们2种以上。此外,在粘合剂组合物中配合紫外线固化性化合物并在形成第1粘合剂层后照射紫外线使其固化而制成更硬的粘合剂层方面也是有用的。
第1粘合剂层的厚度优选为3μm以上,更优选为5μm以上。此外,第1粘合剂层的厚度优选为40μm以下,更优选为30μm以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
当第1粘合剂层的厚度为上述下限值以上时,可以将偏振片与相位差层充分地贴合。当第1粘合剂层的厚度为上述上限值以下时,不易发生相位差层的偏离,抑制与相位差层的变形相伴的偏振板褶皱的产生的效果提高。
制造本实施方式的层叠体时,以强的压力将偏振片与相位差层经由第1粘合剂贴合的情况下,相比于以弱的压力贴合时,有时第1粘合剂层的厚度变薄。这是由于第1粘合剂层具有伸缩性而引起的,但如果在将偏振片与相位差层贴合后放置一段时间,则第1粘合剂层的厚度变回原样。因此,在以强的压力将偏振片与相位差层经由第1粘合剂贴合时,可以通过例如在放置5分钟后再测定第1粘合剂层的厚度来得到一定的值。
第1粘合剂层的储能弹性模量优选为20,000Pa以上,更优选为25,000Pa以上,进一步优选为50,000Pa以上。此外,第1粘合剂层的储能弹性模量优选为150,000Pa以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
“储能弹性模量”是显示粘合剂层的硬度的指标。当第1粘合剂层的储能弹性模量为上述下限值以上时,第1粘合剂层具有充分的硬度,因此偏振片与相位差层之间不易发生偏离,抑制与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱的产生的效果提高。当第1粘合剂层的储能弹性模量为上述上限值以下时,将粘合剂层与相位差层贴合时上述粘合剂层与相位差层之间变得不易产生气泡,与气泡产生相伴的相位差层的变形受到抑制,抑制偏振板的褶皱的产生的效果提高。
本说明书中,“第1粘合剂层的储能弹性模量”可以利用市售的粘弹性测定装置来测定。作为粘弹性测定装置,例如可以如后述的实施例所示那样,使用Physica公司制MCR300。“第1粘合剂层的储能弹性模量”采用按照JIS K7244-6在25℃下测定的值。
将第1粘合剂层的储能弹性模量设为E1(Pa)、第1粘合剂层的厚度设为T1(μm)时,Log(E1/T1)通常为3.1以上,优选为3.3以上,更优选为3.5以上,进一步优选为3.8以上。此外,上述Log(E1/T1)优选为5.0以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
当上述Log(E1/T1)为上述下限值以上时,可以取得第1粘合剂层的厚度与储能弹性模量的平衡,将偏振片与相位差层牢固地贴合。因此,结果是抑制与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱的产生的效果提高。
当上述Log(E1/T1)为上述上限值以下时,将粘合剂层与相位差层贴合时上述粘合剂层与相位差层之间变得不易产生气泡,与气泡产生相伴的相位差层的变形受到抑制,抑制偏振板的褶皱的产生的效果提高。
<第2粘合剂层>
第2粘合剂层层叠于相位差层的与相接于第1粘合剂层的面相反一侧的面。偏振板经由第2粘合剂层而层叠于例如显示面板等。
作为构成用于相位差层与例如显示面板等的层叠的第2粘合剂层的粘合剂,可以没有特别限制地使用以往公知的光学透明性优异的粘合剂。作为构成第2粘合剂层的粘合剂,可以使用与作为构成上述第1粘合剂层的粘合剂而例示的粘合剂同样的粘合剂。第1粘合剂层与第2粘合剂层的储能弹性模量、厚度各自可以相同,也可以不同。
此外,作为第2粘合剂层的粘合剂也可以使用活性能量射线固化型粘合剂。“活性能量射线固化型粘合剂”具有受到紫外线、电子束等能量射线的照射而发生固化的性质。活性能量射线固化型粘合剂是具有如下性质的粘合剂:在能量射线照射前也具有粘合性,因此可以与膜等被粘物密合,并通过活性能量射线的照射而发生固化来调节密合力。本实施方式中,作为第2粘合剂层所使用的粘合剂,优选活性能量射线固化型粘合剂,其中更优选紫外线固化型粘合剂。
活性能量射线固化型粘合剂一般包含丙烯酸系粘合剂和活性能量射线聚合性化合物作为主成分。通常进一步配合有交联剂,此外根据需要,也可以配合光聚合引发剂、光敏化剂等。
使用活性能量射线固化型粘合剂将相位差层与例如显示面板贴合的情况下,首先经由活性能量射线固化型粘合剂将相位差层层叠于显示面板上。接着,照射紫外线、可见光、电子束、X射线之类的活性能量射线,使包含活性能量射线固化型粘合剂的粘合剂层固化。作为活性能量射线,优选紫外线,作为该情况下的光源,可以使用低压汞灯、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。
第2粘合剂层的厚度优选为3μm以上,更优选为5μm以上。此外,第2粘合剂层的厚度优选为40μm以下,更优选为30μm以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
当第2粘合剂层的厚度为上述下限值以上时,可以将相位差层与例如显示面板等充分地贴合。当第2粘合剂层的厚度为上述上限值以下时,不易发生经由第2粘合剂层而层叠的相位差层与例如显示面板的偏离。因此,可牢固地固定相位差层,偏振片与相位差层变得不易偏离。结果是,抑制与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱的产生的效果提高。
制造本实施方式的层叠体时,以强的压力将相位差层与例如显示面板等经由第2粘合剂贴合的情况下,相比于以弱的压力贴合时,有时第2粘合剂层的厚度变薄。这是由于第2粘合剂层具有伸缩性所引起的,但如果在将相位差层与例如显示面板等贴合后放置一段时间,则第2粘合剂层的厚度变回原样。因此,在以强的压力将相位差层与例如显示面板等经由第2粘合剂贴合时,可以通过例如在放置5分钟后再测定第2粘合剂层的厚度来得到一定的值。
第2粘合剂层的储能弹性模量优选为20,000Pa以上,更优选为25,000Pa以上,进一步优选为50,000Pa以上。此外,第2粘合剂层的储能弹性模量优选为150,000Pa以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
如上所述,储能弹性模量是显示粘合剂层的硬度的指标。当第2粘合剂层的厚度为上述下限值以上时,第2粘合剂层具有充分的硬度,因此不易发生相位差层与例如显示面板等的偏离,可牢固地固定相位差层,因此结果是,偏振片与相位差层变得不易偏离,抑制与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱的产生的效果提高。当第2粘合剂层的储能弹性模量为上述上限值以下时,与被粘物基材的密合性和耐冲击性提高。具体而言,将粘合剂层与相位差层贴合时上述粘合剂层与相位差层之间变得不易产生气泡,与气泡产生相伴的相位差层的变形受到抑制,抑制偏振板的褶皱的产生的效果提高。第2粘合剂为活性能量射线固化型粘合剂的情况下,可以照射能量射线,使第2粘合剂固化成为目标硬度后测定储能弹性模量。
本说明书中,“第2粘合剂层的储能弹性模量”的测定可以与己说明的“第1粘合剂层的储能弹性模量”的测定同样地进行。
将第2粘合剂层的储能弹性模量设为E2(Pa)、第2粘合剂层的厚度设为T2(μm)时,Log(E2/T2)优选为3.0以上,更优选为3.3以上,进一步优选为3.5以上。此外,上述Log(E2/T2)通常为7.0以下,优选为5.0以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
当上述Log(E2/T2)为上述下限值以上时,可以取得第2粘合剂层的厚度与储能弹性模量的平衡,不易发生相位差层与例如显示面板的偏离,可将相位差层牢固地固定。因此,结果是偏振片与相位差层变得不易偏离,抑制与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱的产生的效果提高。
当上述Log(E2/T2)为上述上限值以下时,将粘合剂层与相位差层贴合时上述粘合剂层与相位差层之间变得不易产生气泡,与气泡产生相伴的相位差层的变形受到抑制,抑制偏振板的褶皱的产生的效果提高。
本实施方式中,Log(E1/T1)+Log(E2/T2)的值为6.4以上,优选为6.8以上,更优选为7.0以上。
当Log(E1/T1)+Log(E2/T2)的值为上述下限值以上时,可以将偏振片与相位差层、以及相位差层与例如显示面板牢固地贴合,因此结果是抑制与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱的产生的效果提高。
此外,Log(E1/T1)+Log(E2/T2)优选为9.0以下,也可以为8.0以下。
当Log(E1/T1)+Log(E2/T2)的值为上述范围内时,将粘合剂层与相位差层贴合时上述粘合剂层与相位差层之间变得不易产生气泡,与气泡产生相伴的相位差层的变形受到抑制,抑制偏振板的褶皱的产生的效果提高。
上述的上限值和下限值可以任意组合。
本实施方式中,优选满足以下的(1)和(2)的任一者,更优选满足以下的(1-1)和(2-1)的任一者。进一步优选满足以下的(1)和(2)两者,更优选满足以下的(1-1)和(2-1)两者。
(1)Log(E1/T1)为3.1以上。
(2)Log(E2/T2)为3.0以上。
(1-1)Log(E1/T1)为3.8以上。
(2-1)Log(E2/T2)为3.5以上。
温度40℃、湿度90%下的第1粘合剂层和第2粘合剂层的水蒸气透过度各自优选为1,000~10,000g/m2·24h,也可以为2,000~9,000g/m2·24h。上述水蒸气透过度可以利用Systech ILLINOIS公司制的Lyssy水蒸气透过度计L80系列来测定。当粘合剂层的水蒸气透过度高时,粘合剂强烈地受到高温、高湿环境的影响,因此与相位差层的变形相伴的偏振板的褶皱变得容易产生。难以用粘合剂单独地测定水蒸气透过度的情况下,可以将粘合剂贴合于透湿性高的基材,在此基础上,根据与透湿性高的基材的比来算出水蒸气透过度。
<相位差层>
相位差层14具有由包含液晶化合物的液晶材料(也称为液晶组合物)构成的层。具体而言,由包含液晶化合物的液晶材料构成的层是指液晶化合物固化而得到的层。本说明书中,有时将赋予λ/2的相位差的层、赋予λ/4的相位差的层和正C层等统称为相位差层。进而,相位差层也可以包含后述的透明基材、取向层。
液晶化合物固化而得到的层形成在例如设置于透明基材的取向层上。“透明基材”是指具有可透射光、特别是可见光的程度的透明性的基材。本说明书中,“透明性”是指对于横跨波长380~780nm的可见光区域的光线的透射率为80%以上的特性。
上述透明基材可以为具有支承取向层的功能并形成为长条的基材。该透明基材可以作为脱模性支承体发挥功能,支承转印用的相位差层。进而,优选其表面具有能够剥离的程度的粘接力。
作为上述透明基材,可以举出例如玻璃基材和塑料基材,优选为塑料基材。作为构成塑料基材的塑料,可举出例如聚乙烯、聚丙烯、降冰片烯系聚合物等聚烯烃、环状烯烃系树脂;聚乙烯醇;聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚甲基丙烯酸酯;聚丙烯酸酯;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素和乙酸丙酸纤维素酯等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚以及聚苯醚。其中,从容易由市场获得或透明性优异的观点出发,尤其优选纤维素酯、环状烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲基丙烯酸酯。作为透明基材,可以为包含这些材料的单层,也可以使2种以上层叠而形成层叠体。此外,形成多层的层叠体的情况下,可以将同一组成的层进行层叠。
作为透明基材的厚度,没有特别限定,优选设为例如20μm以上且200μm以下的范围。当透明基材的厚度为20μm以上时,可赋予强度。另一方面,当厚度为200μm以下时,在将透明基材进行裁切加工而制成单张的透明基材时,可以抑制加工屑的增加、裁切刀的磨损。
透明基材可以实施各种抗粘连处理。作为抗粘连处理,可举出易粘接处理、混炼填料等的处理、压花加工(滚花处理)等。通过对透明基材实施这样的抗粘连处理,可以有效地防止将透明基材卷起时基材彼此的贴附即粘连,能够高生产率地制造光学膜。
液晶化合物固化而得到的层经由取向层而形成在透明基材上。即,相位差层以透明基材、取向层的顺序层叠,液晶化合物固化而得到的层层叠在上述取向层上。
取向层不限于垂直取向层,也可以是使液晶化合物的分子轴水平取向的取向层,还可以是使液晶化合物的分子轴倾斜取向的取向层。作为取向膜,优选具有不因后述的包含液晶化合物的涂敷液的涂敷等而溶解的耐溶剂性,且具有对用于除去溶剂、使液晶化合物取向的加热处理的耐热性。作为取向膜,可举出包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜以及在表面形成凹凸图案、多个槽而进行取向的沟槽取向膜。取向膜的厚度通常为10nm~10000nm的范围,优选为10nm~1000nm的范围,更优选为500nm以下,进一步优选为10nm~200nm的范围。
作为取向层中使用的树脂,只要是作为公知的取向膜的材料而使用的树脂就没有特别限定,可以使用使以往公知的单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯系单体在聚合引发剂下固化而得到的固化物等。具体而言,作为(甲基)丙烯酸酯系单体,可以例示例如丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、二乙二醇单2-乙基己基醚丙烯酸酯、二乙二醇单苯基醚丙烯酸酯、四乙二醇单苯基醚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸、氨基甲酸酯丙烯酸酯等。取向层中使用的树脂可以是使它们的1种固化而得到的固化物,也可以是使2种以上的混合物固化而得到的固化物。
本实施方式中使用的液晶化合物的种类没有限定。根据其形状,可以分为棒状类型(棒状液晶化合物)和圆盘状类型(圆盘状液晶化合物、碟状液晶化合物)。进而,各自有低分子类型和高分子类型。需要说明的是,高分子一般是指聚合度为100以上的物质(高分子物理·相变动力学,土井正男著,2页,岩波书店,1992)。
本实施方式中,可以使用任意的液晶化合物。可以使用2种以上的棒状液晶化合物、2种以上的盘状液晶化合物、或者棒状液晶化合物与盘状液晶化合物的混合物。
作为棒状液晶化合物,可以适宜地使用日本特表平11-513019号公报的权利要求1、日本特开2005-289980号公报的[0026]~[0098]段等记载的液晶化合物。作为圆盘状液晶化合物,可以适宜地使用日本特开2007-108732号公报的[0020]~[0067]段、日本特开2010-244038号公报的[0013]~[0108]段等记载的液晶化合物。
上述液晶化合物固化而得到的层更优选使用具有聚合性基团的棒状液晶化合物、或具有聚合性基团的圆盘状液晶化合物而形成。由此,可以使光学特性的温度变化、湿度变化小。
作为液晶化合物,可以并用2种以上。该情况下,优选至少1种在分子内具有2个以上的聚合性基团。即,上述液晶化合物固化而得到的层优选为通过具有聚合性基团的棒状液晶化合物或具有聚合性基团的圆盘状液晶化合物聚合而固定并形成的层。该情况下,形成层后,不再需要表现出液晶性。
棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物具有聚合性基团的情况下,其聚合性基团的种类没有特别限制。作为聚合性基团,优选例如聚合性烯键式不饱和基团、环聚合性基团等能够发生加成聚合反应的官能团。更具体而言,作为聚合性基团,可以举出例如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。其中,优选(甲基)丙烯酰基。需要说明的是,(甲基)丙烯酰基是包括甲基丙烯酰基和丙烯酰基两者的概念。
如后所述,液晶化合物固化而得到的层可以通过将包含液晶化合物的涂敷液涂敷在例如取向层上来形成。上述涂敷液中可以包含上述液晶化合物以外的成分。例如,上述涂敷液中可以包含聚合引发剂。就使用的聚合引发剂而言,根据聚合反应的形式,可选择例如热聚合引发剂、光聚合引发剂。例如,作为光聚合引发剂,可举出α-羰基化合物、偶姻醚、α-烃基取代芳香族偶姻化合物、多核醌化合物、三芳基咪唑二聚体与对氨基苯基酮的组合等。相对于上述涂敷液中的全部固体成分,聚合引发剂的用量优选为0.01~20质量%,更优选为0.5~5质量%。
从涂敷膜的均匀性和膜的强度的观点出发,上述涂敷液中可以包含聚合性单体。作为聚合性单体,可举出自由基聚合性或阳离子聚合性的化合物。其中,优选多官能性自由基聚合性单体。
作为聚合性单体,优选可以与上述具有聚合性基团的液晶化合物(以下,也称为聚合性液晶化合物)共聚的聚合性单体。作为具体的聚合性单体,可举出例如日本特开2002-296423号公报中的[0018]~[0020]段记载的聚合性单体。相对于液晶化合物的总质量,聚合性单体的用量优选为1~50质量%,更优选为2~30质量%。
从涂敷膜的均匀性和膜的强度的观点出发,上述涂敷液中可以包含表面活性剂。作为表面活性剂,可举出以往公知的化合物。其中,特别优选氟系化合物。作为具体的表面活性剂,可举出例如日本特开2001-330725号公报中的[0028]~[0056]段记载的化合物、日本特愿2003-295212号说明书中的[0069]~[0126]段记载的化合物。
上述涂敷液中可以包含溶剂,优选使用有机溶剂。作为有机溶剂,可举出例如酰胺(N,N-二甲基甲酰胺等)、亚砜(二甲基亚砜等)、杂环化合物(吡啶等)、烃(苯、己烷等)、卤代烷(氯仿、二氯甲烷等)、酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、酮(丙酮、甲乙酮等)、醚(四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷等)。其中,优选卤代烷、酮。作为上述涂敷液,可以并用2种以上的有机溶剂。
上述涂敷液中,可以包含偏振片界面侧垂直取向剂、空气界面侧垂直取向剂等垂直取向促进剂;以及偏振片界面侧水平取向剂、空气界面侧水平取向剂等水平取向促进剂之类的各种取向剂。上述涂敷液中,除上述成分以外,还可以包含密合改良剂、增塑剂、聚合物等。
本实施方式中相位差层的厚度优选为0.5μm以上。上述相位差层的厚度优选为10μm以下,更优选为5μm以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
当相位差层的厚度为上述下限值以上时,可得到充分的耐久性。当相位差层的厚度为上述上限值以下时,可以有助于偏振板的薄层化。
相位差层的厚度可以以能得到赋予λ/4的相位差的层、赋予λ/2的相位差的层或正C层所需的面内相位差值和厚度方向的相位差值的方式进行调节。
本实施方式中,相位差层的穿刺强度没有特别限定。当使用穿刺强度弱的相位差层时,高温、高湿的环境下偏振板容易产生褶皱。根据本实施方式,即使是包含穿刺强度弱的相位差层的偏振板,也可以抑制产生褶皱。
本发明中,偏振板含有包含多个相位差层的层叠体的情况下,采用对于该层叠体的穿刺强度作为相位差层的穿刺强度。上述层叠体包含用于将相位差层彼此贴合的粘接层和取向层的情况下,采用对于将这些层也包含在内的层叠体的穿刺强度。
相位差层的穿刺强度可以为100gf以下,可以为95gf以下,可以为90gf以下,也可以为80gf以下。相位差层的穿刺强度可以为10gf以上,可以为30gf以上,也可以为50gf以上。
偏振板所包含的相位差层为1层的情况下,这样的穿刺强度的相位差层可以通过例如使构成相位差层的层的厚度变小来得到。
偏振板所包含的相位差层为多个相位差层的层叠体的情况下,这样的穿刺强度的相位差层可以通过例如粘接剂的种类、厚度,相位差层的厚度来得到。
穿刺强度为将穿刺夹具对相位差层垂直地穿刺,相位差层开裂时的强度。穿刺强度可以通过例如具备测力传感器的压缩试验机来测定。作为压缩试验机的例子,可举出KATO TECH株式会社制的轻便式压缩试验机“KES-G5型”、株式会社岛津制作所制的小型台式试验机“EZ Test(注册商标)”等。
将相位差层夹在开有穿刺夹具可以通过的直径15mm以下的圆形孔的2个样品台之间来进行测定。穿刺夹具为圆柱状的棒且具备穿刺针,该穿刺针的与相位差层接触的顶端为球形或半球形。顶端的球形部或半球形部的直径为1mmφ。此外,其曲率为0.5R。压缩试验机的穿刺速度为0.0033cm/秒。可以对12个相位差层的试验片进行穿刺强度的测定,求出其平均值作为穿刺强度。
作为相位差层的温度40℃、湿度90%RH下的透湿度比,优选0.5~1.0的范围。透湿度比是指通过以下方法算出的值。相位差层单独的厚度、机械特性低,因此透湿度的测定是困难的。因此,经由粘合剂而使相位差层与透湿度高的基材贴合,测定透湿度。透湿度的测定可以通过与保护膜的透湿度的测定同样的方法进行。透湿度比通过测定的透湿度与基材的透湿度的比算出。
透湿度比越低,对高温、高湿环境下的褶皱的抑制越有效。
本说明书中“偏振板的总厚度”是指偏振板的层叠方向的尺寸。即,“第1实施方式的偏振板的总厚度”是指将偏振片的厚度、第1粘合剂层的厚度、相位差层的厚度、第2粘合剂层的厚度、其它包含在偏振板中的全部的光学膜层、粘合剂层、粘接剂层的厚度进行合计的厚度。最终不保留在显示装置中的部件不包含在偏振板的总厚度中。作为最终不保留在显示装置中的部件,可举出层叠在偏振板的与显示面板相反一侧的面的表面保护膜、层叠在第2粘合剂层上的隔膜。这些层在显示装置的制造过程中被剥离除去,最终不保留在显示装置中。
偏振板的总厚度可以通过例如利用千分尺在偏振板的任意5点进行测定并算出其平均值来得到。
偏振板的总厚度也可以通过分别测定偏振片的厚度、第1粘合剂层的厚度、相位差层的厚度、第2粘合剂层的厚度、其它包含在偏振板中的全部的光学膜层、粘合剂层、粘接剂层的厚度并将其值进行合计来得到。
偏振片的厚度、第1粘合剂层的厚度、相位差层的厚度、第2粘合剂层的厚度、其它包含在偏振板中的全部的光学膜层、粘合剂层、粘接剂层的厚度可以通过本说明书记载的方法来测定。
第1实施方式中偏振板的总厚度优选为30μm以上。此外,上述偏振板的总厚度优选为500μm以下,更优选为300μm以下,进一步优选为100μm以下。需要说明的是,上述的上限值和下限值可以任意组合。
当偏振板的总厚度为上述上限值以下时,可以有助于偏振板的薄层化。当偏振板的总厚度为上述下限值以上时,偏振板的强度提高。
[第2实施方式]
第2实施方式的偏振板包含至少2个相位差层。作为第2实施方式的偏振板所包含的相位差层的层数,没有特别限定,可举出2层、3层作为例子。
包含2个相位差层的第2实施方式的偏振板为依次具备偏振片、第1粘合剂层、第1相位差层、第1粘接层、第2相位差层、以及第2粘合剂层的偏振板。
图2为示出包含2个相位差层的第2实施方式的偏振板的构成的概略截面图的一个例子。如图2所示,偏振板101依次层叠有偏振片11、第1粘合剂层12、第1相位差层15、第1粘接层17、第2相位差层16、以及第2粘合剂层13。
包含3个相位差层的第2实施方式的偏振板为依次具备偏振片、第1粘合剂层、第1相位差层、第1粘接层、第2相位差层、第2粘接层、第3相位差层、以及第2粘合剂层的偏振板。
图3为示出包含3个相位差层的第2实施方式的偏振板的构成的概略截面图的一个例子。如图3所示,偏振板102依次层叠有偏振片11、第1粘合剂层12、第1相位差层15、第1粘接层17、第2相位差层16、第2粘接层18、第3相位差层19、以及第2粘合剂层13。
需要说明的是,对于与上述第1实施方式同一形态的构成要素(偏振片11、第1粘合剂层12、第2粘合剂层13)附上同一符号,并省略其说明。
<包含多个相位差层的层叠体>
偏振板包含2个相位差层的情况下,第1相位差层15与第2相位差层16经由第1粘接层17而层叠。
偏振板包含3个相位差层的情况下,第1相位差层15与第2相位差层16经由第1粘接层17而层叠,第2相位差层16与第3相位差层19经由第2粘接层18而层叠。
第1相位差层15、第2相位差层16和第3相位差层19为相位差层,各自可以为例如赋予λ/2的相位差的层、赋予λ/4的相位差的层、或正C层。
作为本实施方式的1个方案,偏振板包含2个相位差层的情况下,优选第1相位差层15和第2相位差层16的任一者作为赋予λ/4的相位差的层而发挥功能,且另一者作为赋予λ/2的相位差的层而发挥功能;或者第1相位差层15和第2相位差层16的任一者作为赋予λ/4的相位差的层而发挥功能,且另一者作为正C层而发挥功能。
偏振板包含3个相位差层的情况下,优选第1相位差层15、第2相位差层16以及第3相位差层19的任一者作为赋予λ/4的相位差的层而发挥功能,且其它两者作为正C层而发挥功能。
第1相位差层15、第2相位差层16以及第3相位差层19的厚度和构成材料可以以能得到赋予λ/4的相位差的层、赋予λ/2的相位差的层或正C层所需的面内相位差值、厚度方向的相位差值的方式进行调节。
包含2个相位差层的偏振板中,第1相位差层15作为赋予λ/2的相位差的层而发挥功能,且第2相位差层16作为赋予λ/4的相位差的层而发挥功能的情况下,第1相位差层15的厚度为例如1μm以上且10μm以下,第2相位差层16的厚度为例如1μm以上且10μm以下。包含2个相位差层的偏振板中,第1相位差层15作为赋予λ/4的相位差的层而发挥功能,且第2相位差层16作为正C层而发挥功能的情况下,第1相位差层15的厚度为例如1μm以上且10μm以下,第2相位差层16的厚度为例如1μm以上且10μm以下。
第1相位差层、第2相位差层以及第3相位差层各自的透明基材、取向层、液晶化合物可以使用与第1实施方式中例示的透明基材、取向层、液晶化合物同样的那些。第1相位差层、第2相位差层以及第3相位差层的组成可以相同,也可以不同。第1相位差层、第2相位差层以及第3相位差层的各厚度可以分别通过第1实施方式中说明的层的厚度的测定方法得到。
第1相位差层、第2相位差层以及第3相位差层各自为与第1实施方式的相位差层同样的构成,依次层叠有透明基材、取向层、相位差层。也可以将透明基材和取向层剥离。
偏振板包含2个相位差层的情况下,第1相位差层与第2相位差层经由第1粘接层而层叠。即,包含2个相位差层的层叠体可以为依次层叠了第1相位差层、第1粘接层、第2相位差层的层叠体。
偏振板包含3个相位差层的情况下,例如,第1相位差层与第2相位差层经由第1粘接层而层叠,第2相位差层与第3相位差层经由第2粘接层而层叠。即,包含3个相位差层的层叠体可以为依次层叠了第1相位差层、第1粘接层、第2相位差层、第2粘接层、第3相位差层的层叠体。
本说明书中,“粘接层”是指粘接剂层或粘合剂层。作为粘合剂层,可以适当使用上述的粘合剂层。本实施方式中,从防止产生褶皱的观点出发,优选使用粘接剂层作为粘接层。构成粘接剂层的“粘接剂”是涂敷于基材时可以以液状涂抹于基材,且通过固化而表现出粘接性(即,固化为止不表现出粘接性)的物质。
<粘接剂层>
作为将第1相位差层与第2相位差层、以及第2相位差层与第3相位差层贴合的粘接剂,可举出例如水系粘接剂、或活性能量射线固化性粘接剂。作为水系粘接剂,可举出例如使聚乙烯醇系树脂溶解或分散于水的粘接剂。作为活性能量射线固化性粘接剂,可举出例如含有通过紫外线、可见光、电子束、X射线之类的活性能量射线的照射而固化的固化性化合物的粘接剂。大多情况下,固化后的活性能量射线固化性粘接剂的储能弹性模量比水系粘接剂的储能弹性模量高。当相位差层间的粘接剂层的储能弹性模量高时,不易发生相位差层间的偏离,因此优选使用活性能量射线固化性粘接剂。
作为活性能量射线固化性粘接剂,从显示出良好的粘接性出发,优选使用包含阳离子聚合性的固化性化合物和自由基聚合性的固化性化合物的一者或两者。活性能量射线固化性粘接剂可以进一步包含用于引发上述固化性化合物的固化反应的阳离子聚合引发剂和自由基聚合引发剂的任一者或两者。
作为阳离子聚合性的固化性化合物,可以举出例如环氧系化合物(在分子内具有1个或2个以上的环氧基的化合物)、氧杂环丁烷系化合物(在分子内具有1个或2个以上的氧杂环丁烷环的化合物)、或它们的组合。
作为自由基聚合性的固化性化合物,可以举出(甲基)丙烯酸系化合物(在分子内具有1个或2个以上(甲基)丙烯酰氧基的化合物)、具有自由基聚合性双键的其它乙烯基系化合物、它们的组合等。
活性能量射线固化性粘接剂根据需要可以含有阳离子聚合促进剂、离子捕捉剂、抗氧化剂、链转移剂、增粘剂、热塑性树脂、填充剂、流动调节剂、增塑剂、消泡剂、抗静电剂、流平剂、溶剂等添加剂。
使用粘接剂将第1相位差层与第2相位差层、以及将第2相位差层与第3相位差层贴合的情况下,首先将粘接剂涂敷于第1相位差层和第2相位差层中的任一者的接合面或两者的接合面、以及第2相位差层和第3相位差层中的任一者的接合面或两者的接合面。
作为将粘接剂涂敷于上述接合面的方法,可以采用使用了模头涂布机、缺角轮涂布机、反向辊涂布机、凹版涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、刮刀涂布机、空气刮刀涂布机等的通常的涂布技术。
对于使用水系粘接剂的情况下的干燥方法没有特别限定,可以采用例如使用热风干燥机、红外线干燥机进行干燥的方法。
使用活性能量射线固化性粘接剂的情况下,照射紫外线、可见光、电子束、X射线之类的活性能量射线,使活性能量射线固化性粘接剂固化。作为活性能量射线,优选紫外线,作为该情况下的光源,可以使用低压汞灯、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。
粘接剂层的厚度优选为10μm以下,更优选为5μm以下。
当粘接剂层的厚度为上述上限值以下时,第1相位差层与第2相位差层、以及第2相位差层与第3相位差层之间不易产生浮起、剥离。
“第2实施方式的偏振板的总厚度”是指将偏振片的厚度、第1粘合剂层的厚度、第1相位差层的厚度、第1粘接层的厚度、第2相位差层的厚度、第2粘合剂层的厚度、其它包含在偏振板中的全部的光学膜层(第3相位差层等)、粘合剂层、粘接剂层(第2粘接层等)的厚度进行合计的厚度。与上述同样地,最终不保留在显示装置中的部件不包含在偏振板的总厚度中。
本实施方式的偏振板的总厚度例如可以通过利用千分尺在偏振板的任意5点进行测定并算出测定值的平均值来得到。
偏振板的总厚度也可以通过例如分别测定偏振片的厚度、第1粘合剂层的厚度、第1相位差层的厚度、粘接层的厚度、第2相位差层的厚度、第2粘合剂层的厚度、其它包含在偏振板中的全部的光学膜层、粘合剂层、粘接剂层的厚度并将其值进行合计来得到。
偏振片的厚度、第1粘合剂层的厚度、第1相位差层的厚度、粘接层的厚度、第2相位差层的厚度、第2粘合剂层的厚度、其它包含在偏振板中的全部的光学膜层、粘合剂层、粘接剂层的厚度可以通过本说明书记载的方法测定。
第2实施方式的偏振板的总厚度优选为500μm以下,更优选为300μm以下。第2实施方式的偏振板的总厚度优选为30μm以上。
当偏振板的总厚度为上述上限值以下时,可以有助于偏振板的薄层化。当偏振板的总厚度为上述下限值以上时,偏振板的强度提高。
《偏振板的制造方法》
以下对本发明的偏振板的制造方法的例子进行说明。
[偏振片的制造方法]
偏振片通常经过以下工序来制造:将PVA系膜进行单轴拉伸的工序、用二色性色素将PVA系膜染色从而使其吸附二色性色素的工序、用硼酸水溶液处理吸附了二色性色素的PVA系膜并进行交联的工序、以及在利用硼酸水溶液的交联处理后进行水洗的工序(以下,也称为硼酸处理)。
PVA系膜的单轴拉伸可以在利用二色性色素的染色之前、与染色同时或者染色之后进行。在染色之后进行单轴拉伸的情况下,该单轴拉伸可以在硼酸处理之前进行,也可以在硼酸处理中进行。当然,也可以在此处示出的多个阶段中进行单轴拉伸。单轴拉伸可以采用在圆周速度不同的辊之间沿膜输送方向进行单轴拉伸的方法、使用热辊沿膜输送方向进行单轴拉伸的方法、使用拉幅机沿宽度方向进行拉伸的方法等。此外,单轴拉伸可以通过在大气中进行拉伸的干式拉伸来进行,也可以通过使用水等溶剂在使PVA系膜溶胀的状态下进行拉伸的湿式拉伸来进行。拉伸倍率通常为3~8倍左右。
PVA系膜的利用二色性色素的染色可以通过例如在含有二色性色素的水溶液中浸渍PVA系膜的方法来进行。作为二色性色素,具体而言,可使用碘、二色性有机染料。需要说明的是,PVA系膜优选在染色处理之前预先实施浸渍在水中而使其溶胀的处理。
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PVA系膜而进行染色的方法。该水溶液中碘的含量相对于每100质量份的水,通常为0.01~1质量份左右,碘化钾的含量相对于每100质量份的水,通常为0.5~20质量份左右。用于染色的水溶液的温度通常为20~40℃左右。此外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为20~1,800秒左右。
另一方面,使用二色性有机染料作为二色性色素的情况下,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PVA系膜而进行染色的方法。该水溶液中二色性有机染料的含量相对于每100质量份的水,通常为0.0001~10质量份左右、优选为0.001~1质量份左右。该染料水溶液可以含有硫酸钠之类的无机盐作为染色助剂。用于染色的二色性有机染料水溶液的温度通常为20~80℃左右。此外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为10~1,800秒左右。
利用二色性色素的染色后的硼酸处理可以通过将经染色的PVA系膜浸渍在含有硼酸的水溶液中的方法来进行。含有硼酸的水溶液中硼酸的含量相对于每100质量份的水,通常为2~15质量份左右,优选为5~12质量份。使用碘作为二色性色素的情况下,该含有硼酸的水溶液优选含有碘化钾。含有硼酸的水溶液中碘化钾的含量相对于每100质量份的水,通常为0.1~15质量份左右、优选为5~12质量份。在含有硼酸的水溶液中的浸渍时间通常为60~1,200秒左右、优选为150~600秒、进一步优选为200~400秒。含有硼酸的水溶液的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃,更优选为60~80℃。
硼酸处理后的PVA系膜通常进行水洗处理。水洗处理可以通过例如将经硼酸处理的PVA系膜浸渍在水中的方法来进行。水洗处理中的水的温度通常为5~40℃左右。此外,浸渍时间通常为1~120秒左右。
水洗后实施干燥处理,得到偏振片。干燥处理可以使用热风干燥机、远红外线加热器来进行。干燥处理的温度通常为30~100℃左右,优选为50~80℃。干燥处理的时间通常为60~600秒左右,优选为120~600秒。通过干燥处理,将偏振片中的含水率降低到实用程度。该水分率相对于偏振片的总质量,通常为5~20质量%左右,优选为8~15质量%。当水分率为5质量%以上时,偏振片具有充分的可挠性,因此可以抑制在干燥后发生损伤或断裂。此外,当水分率为20质量%以下时,偏振片具有充分的热稳定性。
如上进行,可以制造在PVA系膜中二色性色素进行了吸附取向的偏振片。
此外,上述中得到的偏振片可以进一步在其一面或两面经由上述粘接剂而贴合有保护膜。
[第1粘合剂层和第2粘合剂层的制造方法]
如上所述,第1粘合剂层和第2粘合剂层优选由以丙烯酸系树脂作为基础聚合物的粘合剂形成。
上述的(甲基)丙烯酸系树脂(1)通常可以通过溶液聚合法、本体聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等公知的聚合方法制造。(甲基)丙烯酸系树脂(1)的制造中,通常在聚合引发剂的存在下进行聚合。聚合引发剂的使用量相对于构成(甲基)丙烯酸系树脂(1)的全部单体的合计100质量份,通常为0.001~5质量份。(甲基)丙烯酸系树脂(1)也可以通过利用紫外线等活性能量射线进行聚合的方法来制造。
作为聚合引发剂,可举出热聚合引发剂和光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可举出4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮。作为热聚合引发剂,可以举出2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1′-偶氮二(环己烷-1-甲腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)、2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸)二甲酯、2,2′-偶氮二(2-羟基甲基丙腈)等偶氮化合物;过氧化月桂基、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、氢过氧化枯烯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丙酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化(3,5,5-三甲基己酰基)等有机过氧化物;过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢等无机过氧化物。此外,并用了过氧化物和还原剂的氧化还原系引发剂也可以用作聚合引发剂。
(甲基)丙烯酸系树脂(1)优选通过溶液聚合法制造。具体而言,将所需的单体与有机溶剂混合,在氮气氛下,向得到的溶液中添加热聚合引发剂。将得到的混合物在40℃~90℃左右、优选60℃~80℃左右搅拌3~10小时左右,由此可以得到(甲基)丙烯酸酯聚合物。为了控制聚合反应,可以在聚合反应中连续或间歇地向反应体系中添加单体、热聚合引发剂或这两者,或者以溶解于有机溶剂中的状态来添加。作为有机溶剂,可举出甲苯、二甲苯等芳烃溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯溶剂;丙醇、异丙醇等脂肪族醇溶剂;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮溶剂。
可以将这样得到的(甲基)丙烯酸系树脂(1)、上述交联剂(2)、上述硅烷化合物(3)、进一步根据需要的有机溶剂混合,得到粘合剂组合物的涂敷溶液。作为有机溶剂,可以使用与上述的液相聚合中使用的溶液同样的有机溶剂。可以将上述涂敷溶液涂敷于被粘物并进行干燥,由此形成粘合剂层。此外,也可以将上述涂敷溶液涂敷于例如隔膜上并进行干燥,由此在隔膜上形成粘合剂层。
作为将上述粘合剂组合物的涂敷溶液涂敷于被粘物或隔膜上的方法,可以采用使用了模头涂布机、缺角轮涂布机、反向辊涂布机、凹版涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、刮刀涂布机、空气刮刀涂布机等的通常的涂布技术。
隔膜优选由塑料膜和剥离层构成。作为塑料膜,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜和聚萘二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜;聚丙烯膜等聚烯烃膜。
剥离层可以由例如剥离层形成用组合物形成,作为构成剥离层形成用组合物的主要成分(树脂),没有特别限定,可举出硅酮树脂、醇酸树脂、丙烯酸类树脂、以及长链烷基树脂等。
第1粘合剂层和第2粘合剂层的各储能弹性模量可以通过粘合剂组合物的种类进行调节。
第1粘合剂层和第2粘合剂层的各厚度可以通过包含粘合剂组合物的溶液的涂敷条件进行调节。为了使粘合剂层的厚度薄,使涂敷厚度变小是有效的。
[相位差层的制造方法]
如上所述,相位差层具有液晶化合物固化而得到的层,可以进一步具有透明基材和取向层。
取向层为包含上述那样的树脂的层,通过将包含形成上述树脂的单体的取向层用组合物涂敷于透明基材并使其干燥,其后实施规定的固化处理而形成。取向层由这样形成的固化物构成。
作为取向层用组合物中使用的溶剂(稀释溶剂),只要可以将取向材料溶解为所需的浓度就没有特别限定,可以例示例如苯、己烷等烃系溶剂;甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、环己酮(CHN)等酮系溶剂;四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷、丙二醇单***等醚系溶剂;氯仿、二氯甲烷等卤代烷系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等酯系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂;二甲基亚砜等亚砜系溶剂;环己烷等环己酮系溶剂;甲醇、乙醇、异丙醇等醇系溶剂。溶剂可以为1种,也可以为2种以上溶剂的混合溶剂。
作为将上述取向层用组合物涂敷于透明基材的方法,可以采用使用了模头涂布机、缺角轮涂布机、反向辊涂布机、凹版涂布机、棒式涂布机、线棒涂布机、刮刀涂布机、空气刮刀涂布机等的通常的涂布技术。
液晶化合物固化而得到的层可通过将包含聚合性液晶化合物的涂敷液涂敷于上述取向层并使其干燥,其后实施规定的固化处理来形成。相位差层由这样形成的固化物构成。
相对于包含上述聚合性液晶化合物的涂敷液的总质量的上述聚合性液晶化合物的含量没有特别限定,可以设为5~40质量%的范围。根据在取向层上涂敷的涂敷方法而想要调节粘度等时,可以调节上述聚合性液晶化合物的含量。聚合性液晶化合物可以单独使用1种,或者混合使用2种以上。
包含上述聚合性液晶化合物的涂敷液通常溶于已说明的溶剂(稀释溶剂)中,优选为对上述聚合性液晶化合物的聚合反应非活性的溶剂。
作为涂敷包含聚合性液晶化合物的涂敷液的方法,可以采用公知的方法,例如线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、以及模头涂布法等。
通过使在取向层上形成的膜中包含的聚合性液晶化合物聚合,从而得到相位差层。聚合方法可以根据聚合性液晶化合物的聚合性基团的种类来选择。如果上述聚合性基团为光聚合性基团,则可以通过光聚合法来聚合。此外,如果聚合性基团为热聚合性基团,则可以通过热聚合法来聚合。本实施方式的相位差层的制造方法中,优选光聚合法。光聚合法不一定需要将透明基材加热至高温,因此可以使用耐热性低的透明基材。光聚合法通过对含有包含聚合性液晶化合物的液晶组合物的膜照射可见光或紫外光来进行。从容易操作的观点出发,优选紫外线。
[包含多个相位差层的层叠体的制造方法]
作为第2实施方式的包含多个相位差层的层叠体的制造方法的一个例子,对包含2个相位差层的层叠体的制造方法进行说明。第1相位差层与第2相位差层经由第1粘接层而层叠。
第1相位差层与第2相位差层经由第1粘接层而层叠的情况下,将上述的粘合剂层、水系粘接剂、或活性能量射线固化性粘接剂涂敷于第1相位差层和第2相位差层的任一者或两者,将第1相位差层与第2相位差层贴合。
使用水系粘接剂的情况下,可以在其后通过上述的干燥方法使粘接剂固化,由此得到包含2个相位差层的层叠体。另一方面,使用活性能量射线固化性粘接剂的情况下,可以通过对粘接剂照射以紫外线为代表的能量射线,从而得到包含多个相位差层的层叠体。
包含多个相位差层的层叠体可以为依次层叠了透明基材、取向层、第1相位差层、第1粘接层、第2相位差层、取向层、透明基材的层叠体。使相位差层贴合于偏振板前,可以剥离透明基材和取向层。
此外,包含3个相位差层的层叠体可以与上述的将第1相位差层与第2相位差层经由第1粘接层进行层叠的情况同样地,进一步地将第2相位差层与第3相位差层经由第2粘接层进行层叠从而得到。
[第1实施方式的偏振板的制造方法]
以下说明相位差层为1层的第1实施方式的偏振板100的制造方法的例子。本实施方式所使用的偏振片、粘合剂层和相位差层可以使用通过上述的方法制造的偏振片、粘合剂层和相位差层。
作为粘合剂,可以使用上述的粘合剂组合物或在隔膜上形成的粘合剂层。以下作为例子,对使用在隔膜上形成的粘合剂作为第1粘合剂层和第2粘合剂层的情况进行说明。
将偏振片11与第1粘合剂层12层叠。具体而言,通过将第1粘合剂层12的与层叠了隔膜的面位置相反的粘合剂层的面,与偏振片11的一面贴合,可以将偏振片11与第1粘合剂层12层叠。
接着,将第1粘合剂层12与相位差层14层叠。
通过在第1粘合剂层12的剥离了隔膜而露出的面贴合相位差层14,可以将第1粘合剂层12与相位差层14层叠。需要说明的是,相位差层14的与第1粘合剂层12相接的面,是剥离了透明基材而露出的取向层的面、或剥离了透明基材和取向层而露出的相位差层的面。
接着,将相位差层14与第2粘合剂层13层叠。
通过将第2粘合剂层13的与层叠了隔膜的面位置相反的面,与相位差层14贴合,可以将相位差层14与第2粘合剂层13层叠。需要说明的是,相位差层14的与第2粘合剂层13相接的面,是相位差层14的位于与相接于第1粘合剂层12的面相反一侧的面。
这样得到的第1实施形态的偏振板100可以经由第2粘合剂层13而层叠于显示面板等。
[第2实施方式的偏振板的制造方法]
以下说明至少包含2个相位差层的、第2实施方式的偏振板101和偏振板102的制造方法的例子。需要说明的是,本实施方式所使用的偏振片、粘合剂层和相位差层可以使用通过上述的方法制造的偏振片、粘合剂层和相位差层。
作为粘合剂层,可以使用上述的粘合剂组合物或在隔膜上形成的粘合剂层。以下,以使用在隔膜上形成的粘合剂层作为第1粘合剂层和第2粘合剂层的情况作为例子进行说明。
将偏振片11与第1粘合剂层12层叠。具体而言,通过将第1粘合剂层12的与层叠了隔膜的面位置相反的面,与偏振片11的一面贴合,可以将偏振片11与第1粘合剂层12层叠。
接着,将第1粘合剂层12与包含多个相位差层的层叠体(以下,有时将该层叠体称为“相位差层的层叠体”)层叠。
通过在第1粘合剂层12的剥离了隔膜而露出的面贴合相位差层的层叠体,可以将第1粘合剂层12与相位差层的层叠体层叠。需要说明的是,相位差层的层叠体的与第1粘合剂层12相接的面,是剥离了位于相位差层的层叠体两端的透明基材的任一者而露出的取向层的面、或剥离了位于相位差层的层叠体两端的透明基材和取向层的任一者而露出的相位差层的面。
接着,将相位差层的层叠体与第2粘合剂层13层叠。
通过将第2粘合剂层13的与层叠了隔膜的面位置相反的面,与上述相位差层的层叠体贴合,可以将相位差层的层叠体与第2粘合剂层13层叠。需要说明的是,相位差层的层叠体的与第2粘合剂层13相接的面,是位于与相位差层的层叠体相接于第1粘合剂层12的面相反一侧的面,是剥离了透明基材而露出的取向层的面、或剥离了透明基材和取向层而露出的相位差层的面。
这样得到的第2实施形态的偏振板101可以经由第2粘合剂层13而层叠于显示面板等。
根据以上那样构成的偏振板,在高温、高湿的环境中也可以抑制与相位差层变形相伴的偏振板的褶皱的产生。
<用途>
本偏振板可以用于各种显示装置中。显示装置是指具有显示元件的装置,包含发光元件或发光装置作为发光源。作为显示装置,可举出例如液晶显示装置、有机EL显示装置、无机电致发光(以下,也称为无机EL)显示装置、电子发射显示装置(例如场发射显示装置(也称为FED)、表面电场发射显示装置(也称为SED))、电子纸(使用了电子油墨、电泳元件的显示装置)、等离子体显示装置、投射型显示装置(例如光栅光阀(也称为GLV)显示装置、具有数字微镜设备(也称为DMD)的显示装置)和压电陶瓷显示器等。
液晶显示装置也包括透射型液晶显示装置、半透射型液晶显示装置等的任一者。这些显示装置可以是显示二维图像的显示装置,也可以是显示三维图像的立体显示装置。
本偏振板特别是在有机EL显示装置或无机EL显示装置中可以特别有效地使用。
实施例
以下使用实施例对本发明进一步进行详细说明,但本发明并不限定于这些实施例。各种测定和评价按照以下方式进行。
[重均分子量(Mw)的测定]
粘合剂层形成用的(甲基)丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)为使用凝胶渗透色谱(GPC)在以下的条件下测定的聚苯乙烯换算的重均分子量。
[测定条件]
·GPC测定装置:东曹株式会社制,HLC-8020
·GPC柱(按以下顺序通过):东曹株式会社制
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
·测定溶剂:四氢呋喃
·测定温度:40℃
[粘合剂的储能弹性模量的测定]
粘合剂层的储能弹性模量通过以下方法测定。
以厚度为0.2mm的方式层叠多张粘合剂层。从得到的粘合剂层冲裁出直径8mm的圆柱体,将其作为储能弹性模量G’的测定用样品。
对于上述样品,按照JIS K7244-6,使用粘弹性测定装置(Physica公司制,MCR300),通过扭转剪切法在以下的条件下测定储能弹性模量(Pa)。
[测定条件]
法向力FN:1N
应变γ:1%
频率:1Hz
温度:25℃
[粘合剂层的厚度的测定]
粘合剂层的厚度利用株式会社尼康制的数字测微计MH-15M来测定。
[穿刺强度的测定]
穿刺试验使用安装有顶端为球形(顶端直径1mmφ、0.5R)的针的Kato-tech株式会社制的轻便式压缩试验机“KES-G5针贯穿力测定法”,在温度23±3℃的环境下,在穿刺速度0.0033cm/秒的测定条件下进行。对12个试验片进行穿刺试验,将通过穿刺试验测定的穿刺强度设为其平均值。
[透湿度比的测定]
相位差层的透湿度比按照以下方式测定。
使用棒涂机将后述的粘合剂组合物A涂布在基材上,形成厚度为2~3μm的粘合剂组合物层,得到基材的透湿度评价用层叠体。基材使用Konica Minolta株式会社制的三乙酰纤维素膜。
在上述基材的透湿度评价用层叠体的粘合剂组合物层进一步层叠相位差层,得到相位差层的透湿度评价用层叠体。
得到的评价用层叠体的透湿度按照JIS Z 0208:1976“防湿包装材料的透湿度试验方法(杯法)”,在温度40℃、湿度90%RH下测定。
使用的三乙酰纤维素膜的厚度为20μm。此外,与上述同样地求得的三乙酰纤维素膜透湿度为1200g/m2·24h。
上述基材的透湿度评价用层叠体的透湿度为1000g/m2·24h。
测定相位差层的透湿度评价用层叠体的透湿度,除以上述基材的透湿度评价用层叠体的透湿度,由此算出透湿度比。
[水蒸气透过度的测定]
在温度40℃、湿度90%RH的条件下,使用水蒸气透过度测定仪(Lyssy公司制,机种名称“Lyssy-L80-5000”),测定粘合剂层的水蒸气透过度。
[粘合剂的制造]
粘合剂通过以下的方法制造。
[粘合剂A~D的制造]
在具备搅拌器、温度计、回流冷凝器、滴加装置和氮导入管的反应容器中,装入丙烯酸正丁酯95.0质量份、丙烯酸4.0质量份、丙烯酸2-羟基乙酯1.0质量份、乙酸乙酯200质量份、以及2,2-偶氮二异丁腈0.08质量份,用氮气置换上述反应容器内的空气。在氮气氛下一边搅拌,一边将反应溶液升温至60℃,反应6小时后,冷却至室温。测定所得到的溶液的一部分的重均分子量,结果确认了180万的(甲基)丙烯酸酯聚合物的生成。
将上述工序中得到的(甲基)丙烯酸酯聚合物100质量份(换算成固体成分的值;以下相同)、作为异氰酸酯系交联剂的三羟甲基丙烷改性甲苯二异氰酸酯(东曹株式会社制,商品名“Coronate(注册商标)L”)1.5质量份、作为硅烷偶联剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制,商品名“KBM403”)0.30质量份、作为紫外线固化性化合物的乙氧化异氰脲酸三甲基丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制:品名“A-9300”)7.5质量份、作为光聚合引发剂的2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(BASF公司制:Irgacure(注册商标)907)0.5质量份混合,充分搅拌,用乙酸乙酯稀释,由此得到粘合剂组合物的涂敷溶液。
利用涂抹器在隔离件(Lintec株式会社制:SP-PLR382190)的脱模处理面(剥离层面)以干燥后的厚度分别为5μm(粘合剂A)、15μm(粘合剂B)、20μm(粘合剂C)、或25μm(粘合剂D)的方式涂敷上述涂敷溶液后,在100下干燥1分钟,在粘合剂层的与贴合了隔离件的面的相反一面贴合另一张隔离件(Lintec株式会社制:SP-PLR381031)。使用附有传送带的紫外线照射装置[Fusion UV Systems公司制,灯使用D Bulb]隔着剥离片照射紫外线(照射强度500mW/cm2,累积光量500mJ/cm2),得到两面附有隔离件的粘合剂层。
粘合剂A~D的储能弹性模量G’在25℃下为125,000Pa。
粘合剂A、粘合剂B、粘合剂C、粘合剂D的水蒸气透过率分别为7600g/m2·24h、5500g/m2·24h、5000g/m2·24h、4200g/m2·24h。
[粘合剂E、F的制造]
在具备搅拌器、温度计、回流冷凝器、滴加装置和氮导入管的反应容器中,装入丙烯酸正丁酯97.0质量份、丙烯酸2-羟基乙酯3.0质量份、乙酸乙酯200质量份、以及2,2-偶氮二异丁腈0.08质量份,用氮气置换上述反应容器内的空气。在氮气氛下一边搅拌,一边将反应溶液升温至60℃,反应6小时后,冷却至室温。测定所得到的溶液的一部分的重均分子量,结果确认了180万的(甲基)丙烯酸酯聚合物的生成。
将上述工序中得到的(甲基)丙烯酸酯聚合物100质量份(换算成固体成分的值;以下相同)、作为异氰酸酯系交联剂的三羟甲基丙烷改性苯二亚甲基二异氰酸酯(三井化学株式会社制,商品名“Takenate(注册商标)D-110N”)1.0质量份、作为硅烷偶联剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制,商品名“KBM403”)0.30质量份混合,充分搅拌,用乙酸乙酯稀释,由此得到粘合剂组合物的涂敷溶液。
利用涂抹器在隔离件(Lintec株式会社制:SP-PLR382190)的脱模处理面(剥离层面)以干燥后的厚度分别为15μm(粘合剂E)或20μm(粘合剂F)的方式涂敷上述涂敷溶液后,在100下干燥1分钟,在粘合剂层的与贴合了隔离件的面的相反一面贴合另一张隔离件(Lintec株式会社制:SP-PLR381031),得到两面附有隔离件的粘合剂层。
粘合剂E、F的储能弹性模量G’在25℃下为45,200Pa。
粘合剂E、F水蒸气透过率分别为8200g/m2·24h、4400g/m2·24h。
[粘合剂G~K的制造]
在具备搅拌器、温度计、回流冷凝器、滴加装置和氮导入管的反应容器中,装入丙烯酸正丁酯97.0质量份、丙烯酸1.0质量份、丙烯酸2-羟基乙酯0.5质量份、乙酸乙酯200质量份、以及2,2-偶氮二异丁腈0.08质量份,用氮气置换上述反应容器内的空气。在氮气氛下一边搅拌,一边将反应溶液升温至60℃,反应6小时后,冷却至室温。测定所得到的溶液的一部分的重均分子量,结果确认了180万的(甲基)丙烯酸酯聚合物的生成。
将上述工序中得到的(甲基)丙烯酸酯聚合物100质量份(换算成固体成分的值;以下相同)、作为异氰酸酯系交联剂的三羟甲基丙烷改性甲苯二异氰酸酯(东曹株式会社制,商品名“Coronate(注册商标)L”)0.30质量份、作为硅烷偶联剂的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制,商品名“KBM403”)0.30质量份混合,充分搅拌,用乙酸乙酯稀释,由此得到粘合剂组合物的涂敷溶液。
利用涂抹器在隔离件(Lintec株式会社制:SP-PLR382190)的脱模处理面(剥离层面)以干燥后的厚度分别为6μm(粘合剂H)、10μm(粘合剂I)、20μm(粘合剂J)、15μm(粘合剂G)、或25μm(粘合剂K)的方式涂敷上述涂敷溶液后,在100℃下干燥1分钟,在粘合剂层的与贴合了隔离件的面的相反一面贴合另一张隔离件(Lintec株式会社制:SP-PLR381031),得到两面附有隔离件的粘合剂层。
粘合剂G~K的储能弹性模量G’在25℃下为25500Pa。
粘合剂G、粘合剂H、粘合剂I、粘合剂J、粘合剂K的水蒸气透过率分别为6300g/m2·24h、8200g/m2·24h、6800g/m2·24h、4700g/m2·24h、3600g/m2·24h。
将制备的粘合剂A~K的厚度和25℃下的储能弹性模量示于表1。
[表1]
Figure BDA0002557018330000411
[偏振片(1)的制造]
将平均聚合度约2400,皂化度99.9摩尔%以上的厚度30μm的聚乙烯醇膜在30℃的纯水中浸渍后,浸渍在碘∶碘化钾∶水的质量比为0.02∶2∶100的30℃的水溶液中从而进行碘染色(以下,也称为碘染色工序。)。将经过了碘染色工序的聚乙烯醇膜浸渍在碘化钾∶硼酸∶水的质量比为12∶5∶100的56.5℃的水溶液中从而进行硼酸处理(以下,也称为硼酸处理工序)。将经过了硼酸处理工序的聚乙烯醇膜用8℃的纯水清洗后,在65℃下干燥,得到碘在聚乙烯醇中吸附取向的偏振片(拉伸后的厚度为12μm)。此时,在碘染色工序和硼酸处理工序中进行拉伸。该拉伸的总拉伸倍率为5.3倍。
在得到的偏振片的两面用夹持辊经由水系粘接剂分别贴合经皂化处理三乙酰纤维素膜(Konica Minolta株式会社制KC4UYTAC、厚度40μm)。一边将得到的贴合物的张力保持为430N/m,一边在60℃下干燥2分钟,得到在两面具有三乙酰纤维素膜作为保护膜的偏振片(1)。需要说明的是,上述水系粘接剂是在水100份中添加羧基改性聚乙烯醇(株式会社Kuraray制Kuraray Poval KL318)3份、以及水溶性聚酰胺环氧树脂(田冈化学工业株式会社制Sumirez Resin(注册商标)650固体成分浓度30%的水溶液)1.5份而制备的。
对于得到的偏振片(1),使用分光光度计(V7100,日本分光株式会社制)进行光学特性的测定。得到的偏振片(1)的视觉灵敏度修正单体透过率为42.1%,视觉灵敏度修正偏振度为99.996%,单体色相a*为-1.1,单体色相b*为3.7。
[第1相位差层的制造]
准备赋予λ/4的相位差的层作为第1相位差层,该赋予λ/4的相位差的层包含向列型液晶化合物固化而得到的层、取向膜和透明基材。需要说明的是,向列型液晶化合物固化而得到的层和取向膜的合计的厚度为2μm。此外,第1相位差层的透湿度比为0.48。
[第2相位差层的制造]
使用厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材作为透明基材,在其一面以膜厚为3μm的方式涂布垂直取向层用组合物,照射20mJ/cm2的偏振紫外线从而制作取向层。需要说明的是,作为该垂直取向层用组合物,使用将丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、二季戊四醇三丙烯酸酯和双(2-乙烯基氧基乙基)醚以1∶1∶4∶5的比例混合并以4%的比例添加了作为聚合引发剂的LUCIRIN(注册商标)TPO的混合物。
接着,利用模头涂布机在形成的取向层上涂敷含有光聚合性向列型液晶化合物(Merck公司制,RMM28B)的液晶组合物。在此,液晶组合物中,作为溶剂,使用将甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、以及沸点为155℃的环己酮(CHN)以质量比(MEK∶MIBK∶CHN)为35∶30∶35的比例混合的混合溶剂。然后,将以固体成分为1~1.5g的方式制备的液晶组合物以涂敷量为4~5g(湿)的方式涂敷在取向层上。
在取向层上涂敷液晶组合物后,将干燥温度设为75℃,将干燥时间设为120秒,实施干燥处理。其后,通过照射紫外线(UV)而使液晶化合物聚合,得到包含光聚合性向列型液晶化合物固化而得到的层、取向层和透明基材的正C层。光聚合性向列型液晶化合物固化而得到的层和取向层的合计的厚度为4μm。此外,第2相位差层的透湿度比为0.60。
[相位差层的层叠体(1)的制造]
利用紫外线固化型粘接剂使2张第1相位差层以各自的相位差层面(与透明基材相反一侧的面)成为贴合面的方式贴合。接着,照射紫外线而使紫外线固化型粘接剂固化。像这样进行,制作具有2张第1相位差层的、相位差层的层叠体(以下,将该层叠体称为“相位差层的层叠体(1)”)。相位差层的层叠体(1)的厚度为5μm。此外,相位差层的层叠体(1)的透湿度比为0.24。
[相位差层的层叠体(2)的制造]
利用紫外线固化型粘接剂使第1相位差层与第2相位差层以各自的相位差层面(与透明基材相反一侧的面)成为贴合面的方式贴合。接着,照射紫外线而使紫外线固化型粘接剂固化。像这样进行,制作具有第1相位差层和第2相位差层的、相位差层的层叠体(以下,将该层叠体称为“相位差层的层叠体(2)”)。相位差层的层叠体(2)的厚度为8μm。从该相位差层的层叠体(2)的两面分别剥离透明基材后,测定相位差层的层叠体(2)的穿刺强度。相位差层的层叠体(2)的穿刺强度为70gf。
[相位差层的层叠体(3)的制造]
利用紫外线固化型粘接剂使相位差层的层叠体(1)与第2相位差层以各自的相位差层面(与透明基材相反一侧的面)成为贴合面的方式贴合。接着,照射紫外线而使紫外线固化型粘接剂固化。像这样进行,制作具有2张第1相位差层和第2相位差层的、相位差层的层叠体(以下,将该层叠体称为“相位差层的层叠体(3)”)。相位差层的层叠体(3)的厚度为10μm。从该相位差层的层叠体(3)的两面分别剥离透明基材后,测定相位差层的层叠体(3)的穿刺强度。相位差层的层叠体(3)的穿刺强度为85gf。
[实施例1]
将粘合剂B作为第1粘合剂层移接到上述偏振片(1)的一面。将粘合剂B上层叠的隔膜剥离,层叠至相位差层的层叠体(2)的剥离了第1相位差层侧的透明基材的面。在相位差层的层叠体(2)的与层叠有偏振片相反一侧的面,层叠粘合剂F作为第2粘合剂层。像这样进行,制作依次包含保护膜、偏振片(1)、保护膜、第1粘合剂层、第1相位差层、粘接层、第2相位差层和第2粘合剂层的偏振板。
[实施例2~20、比较例1~2]
作为第1粘合剂和第2粘合剂,使用表2和表3中记载的粘合剂,除此以外,与实施例1同样地制作偏振板。
[实施例21~40和比较例3~4]
代替相位差层的层叠体(2),使用相位差层的层叠体(3),除此以外,通过与实施例2~20和比较例1~2同样的步骤制作偏振板。需要说明的是,第1粘合剂层层叠在相位差层的层叠体(3)的剥离了第1相位差层侧的透明基材的面,第2粘合剂层叠在相位差层的层叠体(3)的剥离了第2相位差层侧的透明基材的面。
<高温、高湿环境下的偏振板的评价>
将如上所述制作的偏振板的第2粘合剂层的隔膜剥离,贴合于无碱玻璃板[Corning公司制的“Eagle-XG”],作为评价样品。将上述评价样品在高压釜中在温度50℃、压力5MPa的条件下进行20分钟的加压处理,其后,在温度23℃、相对湿度60%的气氛中放置一天。其后,在65℃、湿度90%的环境中放置。在将评价样品放入65℃、湿度90%的环境中起336小时后、504小时后、672小时后、和840小时后,通过目视确认样品的外观。
表2~表5中,对于在840小时的时刻偏振板没有产生褶皱的样品标记为“A”,对于在840小时的时刻偏振板产生了褶皱的样品标记为“B”,对于在672小时的时刻偏振板产生了褶皱的样品标记为“C”,对于在504小时的时刻偏振板产生了褶皱的样品标记为“D”,对于在336小时的时刻偏振板产生了褶皱的样品标记为“E”。表2~表5中,Log(E1/T1)表示第1粘合剂层的储能弹性模量E1除以厚度T1并取常用对数的值,Log(E2/T2)表示第2粘合剂层的储能弹性模量E2除以厚度T2并取常用对数的值。
[表2]
Figure BDA0002557018330000451
[表3]
Figure BDA0002557018330000452
[表4]
Figure BDA0002557018330000461
[表5]
Figure BDA0002557018330000462
如表2~表5所示,Log(E1/T1)与Log(E2/T2)的和为6.4以上的实施例的偏振板即使在65℃、湿度90%这样的高温、高湿的环境中暴露336小时,偏振板中也未确认到褶皱。
根据以上的结果显示,本发明是有用的。
产业上的可利用性
本发明的偏振板在高温、高湿的环境中也不产生偏振板的褶皱,因此能够应用于可能在高温、高湿的环境中使用的图像显示装置,因此在产业上是有用的。
附图标记说明
11:偏振片;12:第1粘合剂层;13:第2粘合剂层;14:相位差层;15:第1相位差层;16:第2相位差层;17:第1粘接层;18:第2粘接层;19:第3相位差层;100:偏振板;101:偏振板;102:偏振板。

Claims (8)

1.一种偏振板,其为依次具有偏振片、第1粘合剂层、相位差层、以及第2粘合剂层的偏振板,
将所述第1粘合剂层的储能弹性模量设为E1、所述第1粘合剂层的厚度设为T1、所述第2粘合剂层的储能弹性模量设为E2、所述第2粘合剂层的厚度设为T2时,满足Log(E1/T1)+Log(E2/T2)≥6.4,所述E1、E2的单位为Pa,所述T1、T2的单位为μm。
2.根据权利要求1所述的偏振板,其中,所述相位差层的穿刺强度为100gf以下。
3.根据权利要求1或2所述的偏振板,其中,满足以下的(1)和(2)的任一者:
(1)所述Log(E1/T1)为3.1以上;
(2)所述Log(E2/T2)为3.0以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振板,其中,所述第1粘合剂层和所述第2粘合剂层的至少一者的储能弹性模量为20,000Pa以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的偏振板,其中,所述第1粘合剂层和所述第2粘合剂层的至少一者的厚度为40μm以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的偏振板,其中,作为所述相位差层,至少包含第1相位差层和第2相位差层。
7.根据权利要求6所述的偏振板,其中,作为所述相位差层,是至少第1相位差层和第2相位差层经由粘接剂层层叠而成的层叠体。
8.根据权利要求7所述的偏振板,其中,所述层叠体的穿刺强度为100gf以下。
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