CN118259395A - 光学层叠体和图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体包含偏振片和相位元件,放置于高温下时的面内相位差值的变化量的面内偏差得到抑制。提供一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体依次具备第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件,偏振片是吸附有二色性色素并取向而成的厚度15μm以下的聚乙烯醇系树脂膜,在将第2保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量设为E2[MPa]、将厚度设为T2[μm]时,满足式(i):E2×T2≤16000。
Description
技术领域
本发明涉及光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置。
背景技术
已知在有机EL显示装置等图像显示装置中,为了抑制由外部光的反射引起的可视性的降低,使用圆偏振板来提高防反射性能(例如专利文献1)。圆偏振板是包含偏振片和相位元件的光学层叠体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-121862号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往的光学层叠体中,关于在高温下放置时的面内相位差值的变化量而言,存在面内偏差大的课题。本发明的目的在于提供一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体包含偏振片和相位元件,上述面内偏差得到抑制。
用于解决课题的手段
本发明提供以下内容。
[1]一种光学层叠体,其依次具备第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件,
上述偏振片是吸附有二色性色素并取向而成的厚度15μm以下的聚乙烯醇系树脂膜,
在将上述第2保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量设为E2[MPa]、将厚度设为T2[μm]时,满足下述式(i):
E2×T2≤16000 (i)。
[2]根据[1]中记载的光学层叠体,其中,E2×T2的值为1850以下。
[3]根据[1]或[2]中记载的光学层叠体,其中,上述相位元件包含相位差膜。
[4]根据[1]~[3]中任一项记载的光学层叠体,其还满足下述式(ii):
T2≤7 (ii)。
[5]根据[1]~[4]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述第2保护层的透湿度为1700g/m2/24hr以下。
[6]根据[1]~[5]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述第2保护层包含环状聚烯烃系树脂。
[7]根据[1]~[6]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述第2保护层的波长550nm处的面内相位差值为10nm以下。
[8]根据[1]~[7]中任一项记载的光学层叠体,其中,在上述偏振片与上述第2保护层之间包含粘合粘接剂层。
[9]根据[1]~[8]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述偏振片的硼含量为0.5质量%以上且5.5质量%以下。
[10]根据[1]~[9]中任一项记载的光学层叠体,其中,在将上述第1保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量设为E1[MPa]、将厚度设为T1[μm]时,满足下述式(iii):
17000≤E1×T1≤40000 (iii)。
[11]根据[1]~[10]中任一项记载的光学层叠体,其还具备层叠于上述相位元件的与上述第2保护层侧相反的一侧的粘合剂层。
[12]根据[11]中记载的光学层叠体,其中,将从与上述偏振片中的上述相位元件侧的面相邻的层至与上述粘合剂层中的上述相位元件侧的面相邻的层为止的层叠体的温度23℃时的拉伸弹性模量设为E3[MPa]、将厚度设为T3[μm]时,满足下述式(iv):
7000≤E3×T3≤22000 (iv)。
[13]一种图像显示装置,其包含[1]~[12]中任一项记载的光学层叠体。
发明效果
能够提供一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体包含偏振片和相位元件,上述面内偏差得到抑制。
附图说明
图1是表示本发明的光学层叠体的层构成的一个例子的示意截面图。
图2是表示本发明的光学层叠体的层构成的另一个例子的示意截面图。
图3是表示制作用于测定层叠体α的拉伸弹性模量E3的测定试样的方法的示意俯视图。
附图标记说明
5:偏振片,10:第1保护层,20:第2保护层,30:相位元件,41:第1粘合粘接剂层,42:第2粘合粘接剂层,43:第3粘合粘接剂层,50:粘合剂层,16:层叠体α,17:带胶衬纸,18:切除部。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不限定于以下的实施方式。以下的所有附图是为了帮助理解本发明而示出的,附图所示的各构成要素的尺寸、形状未必与实际的构成要素的尺寸、形状一致。
<光学层叠体>
(1)概要
图1是表示本发明的光学层叠体(以下,也简称为“光学层叠体”。)的层构成的一个例子的示意截面图。图1所示的光学层叠体依次具备第1保护层10、偏振片5、第2保护层20和相位元件30。光学层叠体能够适宜用作圆偏振板。术语“圆偏振板”包含椭圆偏振板。光学层叠体能够用作有机电致发光(有机EL)显示装置等图像显示装置中的防反射膜等。
图1所示的光学层叠体在第1保护层10与偏振片5之间包含第1粘合粘接剂层41。优选第1保护层10与第1粘合粘接剂层41直接接触,优选第1粘合粘接剂层41与偏振片5直接接触。本发明的光学层叠体可以不具有第1粘合粘接剂层41,在该情况下,第1保护层10与偏振片5直接接触。
图1所示的光学层叠体在偏振片5与第2保护层20之间包含第2粘合粘接剂层42。优选偏振片5与第2粘合粘接剂层42直接接触,优选第2粘合粘接剂层42与第2保护层20直接接触。本发明的光学层叠体可以不具有第2粘合粘接剂层42,在该情况下,偏振片5与第2保护层20直接接触。
图1所示的光学层叠体在第2保护层20与相位元件30之间包含第3粘合粘接剂层43。优选第2保护层20与第3粘合粘接剂层43直接接触,优选第3粘合粘接剂层43与相位元件30直接接触。
图2是表示本发明的光学层叠体的层构成的另一个例子的示意截面图。图2所示的光学层叠体除了还具备层叠于相位元件30的与第2保护层20相反侧的粘合剂层50以外,具有与图1所示的光学层叠体相同的层构成。
在本发明的光学层叠体中,偏振片5是吸附有二色性色素并取向而成的厚度15μm以下的聚乙烯醇系树脂膜,在将第2保护层20的温度85℃时的拉伸弹性模量设为E2[MPa]、将厚度设为T2[μm]时,满足下述式(i):
E2×T2≤16000(i)。
根据本发明,能够提供关于在高温下放置时的面内相位差值的变化量而言面内偏差(以下,也称为“相位差变化量的面内偏差”。)得到抑制的光学层叠体。认为这是因为,如果偏振片因热而收缩,则拉伸应力施加于第2保护层、甚至相位元件30,结果通过第2保护层满足式(i),从而上述拉伸应力变得难以集中于第2保护层的端部、甚至相位元件30的端部。
以下,对构成或能够构成光学层叠体的要素进行详细说明。
(2)偏振片
偏振片5是具有在使无偏振的光入射时使具有与吸收轴正交的振动面的线偏振光透射的性质的光学膜(线偏振片)。偏振片5具体而言是吸附有二色性色素并取向而成的聚乙烯醇系树脂膜(以下,也称为“PVA系膜”。)。
构成PVA系膜的聚乙烯醇系树脂(以下,也称为“PVA系树脂”。)可以通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化来制造。聚乙酸乙烯酯系树脂除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,也可以为乙酸乙烯酯和能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体的共聚物。作为能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如可举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的(甲基)丙烯酰胺类等。
需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸中的任意者。(甲基)丙烯酸酯等的“(甲基)”也是同样的含义。
PVA系树脂的皂化度通常为85~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。PVA系树脂可以被改性,例如,也可以使用被醛类改性了的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。PVA系树脂的平均聚合度通常为1000~10000左右,优选为1500~5000左右。PVA系树脂的平均聚合度可以依据JIS K 6726(1994)求出。如果平均聚合度小于1000,则难以得到优选的偏振性能,如果超过10000,则有时膜加工性差。
偏振片通常经过如下工序来制造:对PVA系膜进行单轴拉伸的工序;通过将PVA系膜用二色性色素染色而吸附二色性色素的工序;将吸附有二色性色素的PVA系膜用硼酸水溶液进行处理而使其交联的工序;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,也可以在此处所示的多个阶段进行单轴拉伸。单轴拉伸可以采用在圆周速度不同的辊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。另外,单轴拉伸可以通过在大气中进行拉伸的干式拉伸来进行,也可以通过在使用水等溶剂使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例如可以通过将PVA系膜浸渍于含有二色性色素的水溶液中的方法来进行。作为二色性色素,具体而言,可以使用碘、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于水而使其溶胀的处理。
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。该水溶液中的碘的含量相对于水100质量份通常为0.01~1质量份左右,碘化钾的含量相对于水100质量份通常为0.5~20质量份左右。染色中使用的水溶液的温度通常为20~40℃左右。另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为20~1,800秒钟左右。
另一方面,在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。该水溶液中的二色性有机染料的含量相对于水100质量份通常为0.0001~10质量份左右,优选为0.001~1质量份。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。染色中使用的二色性有机染料水溶液的温度通常为20~80℃左右。另外,在该水溶液中的浸渍时间(染色时间)通常为10~1,800秒钟左右。
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系膜浸渍于含硼酸的水溶液中的方法来进行。含硼酸的水溶液中的硼酸的含量相对于水100质量份通常为2~15质量份左右,优选为5~12质量份。在使用碘作为二色性色素的情况下,该含硼酸的水溶液优选含有碘化钾。含硼酸的水溶液中的碘化钾的含量相对于水100质量份通常为0.1~15质量份左右,优选为5~12质量份。在含硼酸的水溶液中的浸渍时间通常为60~1,200秒钟左右,优选为150~600秒钟,进一步优选为200~400秒钟。含硼酸的水溶液的温度通常为50℃以上,优选为50~85℃,进一步优选为60~80℃。
硼酸处理后的PVA系膜通常进行水洗处理。水洗处理例如可以通过将经硼酸处理的PVA系膜浸渍于水中的方法来进行。水洗处理中的水的温度通常为5~40℃左右。浸渍时间通常为1~120秒钟左右。
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秒钟左右,优选为120~600秒钟。通过干燥处理,偏振片中的水分率降低至实用程度。其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%。如果水分率为5质量%以上,则偏振片具有充分的挠性,因此能够抑制干燥后损伤或断裂。另外,如果水分率为20质量%以下,则偏振片具有充分的热稳定性。
如上所述,能够制造在PVA系膜上吸附有二色性色素并取向而成的偏振片。
偏振片的可见度修正偏振度Py通常为95%以上,优选为97%以上,更优选为98%以上,进一步优选为98.7%以上,更进一步优选为99.0%以上,特别优选为99.4%以上,可以为99.9%以上。偏振片的可见度修正偏振度Py可以为99.99%以下。可见度修正偏振度Py可以使用带积分球的分光光度计(日本分光株式会社制的“V7100”),利用“JIS Z 8701”的2度视野(C光源)对所得到的偏振度进行可见度修正来算出。
提高偏振片的可见度修正偏振度Py在提高光学层叠体的作为防反射膜的功能和光学层叠体的耐久性方面是有利的。如果偏振片的可见度修正偏振度Py小于95%,则有时无法发挥作为防反射膜的功能。
偏振片的硼含量优选为0.5质量%以上,更优选为1.5质量%以上,进一步优选为2.5质量%以上,特别优选为2.7质量%以上。通过使硼含量为0.5质量%以上,能够稳定地保持二色性色素,能够期待偏振片的偏振度降低抑制效果、以及光学层叠体的耐久性提高效果。硼含量越高,则存在越能够提高保持二色性色素的能力的趋势。另外,偏振片的硼含量优选为5.5质量%以下,更优选为5.0质量%以下,进一步优选为4.5质量%以下,更进一步优选为4.2质量%以下,特别优选为4.0质量%以下。如果硼含量为该范围内,则能够更有效地抑制相位差变化量的面内偏差。硼含量越低,则有相位差变化量的面内偏差越容易被抑制的趋势。
偏振片中的硼含量例如可以通过将规定质量的偏振片溶解于例如甘露醇水溶液中并用NaOH水溶液进行滴定而求出。该偏振片的硼含量的测定方法在[实施例]一项中进行详述。
偏振片的硼含量可以通过调整上述硼酸处理中使用的硼酸水溶液的硼酸浓度、上述清洗工序中的硼酸水溶液的洗去程度等来控制。
偏振片的厚度为15μm以下,优选为13μm以下,更优选为10μm以下。如果偏振片的厚度为该范围内,则有利于光学层叠体的薄型化,另外,能够更有效地抑制相位差变化量的面内偏差。偏振片的厚度通常为2μm以上,优选为3μm以上,例如可以为5μm以上。
(3)第1保护层
第1保护层10具有保护偏振片5的表面的功能。第1保护层10可以与偏振片5的表面直接接触而层叠,也可以借助第1粘合粘接剂层41而层叠。为了提高与偏振片5的密合性,第1保护层10可以实施表面处理(例如电晕处理等),也可以形成底涂层(也称为易粘接层)等薄层。
关于第1保护层10,在将温度85℃时的拉伸弹性模量设为E1[MPa]、将厚度设为T1[μm]时,优选满足下述式(iii):
17000≤E1×T1≤40000(iii)。
通过第1保护层10满足式(iii),能够更有效地抑制相位差变化量的面内偏差。认为这是因为,由热引起的偏振片的收缩所引起的上述拉伸应力向相位元件30的端部的集中变得更不易发生。从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,式(iii)中的左边E1×T1的值更优选为18000以上,进一步优选为20000以上。从抑制耐久环境下的偏振板整体的卷曲的观点出发,E1×T1的值更优选为35000以下,进一步优选为30000以下,特别优选为25000以下。
第1保护层的厚度T1通常为60μm以下,从抑制耐久环境下的偏振板整体的卷曲的观点,优选为50μm以下,更优选为40μm以下,优选为10μm以上,更优选为15μm以上,进一步优选为20μm以上。
第1保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量E1通常为2000MPa以下,优选为1500MPa以下,更优选为1000MPa以下,通常为100MPa以上,优选为200MPa以上,更优选为300MPa以上。拉伸弹性模量E1可以按照[实施例]一项的记载进行测定。
作为第1保护层,例如可以使用透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性、拉伸性等优异的树脂膜。树脂膜可以是热塑性树脂膜。作为这样的热塑性树脂的具体例,可举出:
三乙酰纤维素等纤维素酯系树脂;
聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂;
聚醚砜系树脂;
聚砜系树脂;
聚碳酸酯系树脂;
尼龙、芳香族聚酰胺等聚酰胺系树脂;
聚酰亚胺系树脂;
聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等链状聚烯烃系树脂;
具有环系和降冰片烯结构的环状聚烯烃系树脂(也称为降冰片烯系树脂);
聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸系树脂;
聚芳酯系树脂;
聚苯乙烯系树脂;
聚乙烯醇系树脂,
以及它们的混合物。
包含上述热塑性树脂的保护膜可以从市场获得。
作为链状聚烯烃系树脂,除了聚乙烯树脂(作为乙烯的均聚物的聚乙烯树脂、以乙烯为主体的共聚物)、聚丙烯树脂(作为丙烯的均聚物的聚丙烯树脂、以丙烯为主体的共聚物)那样的链状烯烃的均聚物以外,还可举出包含2种以上的链状烯烃的共聚物。
环状聚烯烃系树脂是以环状烯烃作为聚合单元而聚合的树脂的总称,例如可举出日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中记载的树脂。如果举出环状聚烯烃系树脂的具体例,则为环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃与乙烯、丙烯之类的链状烯烃的共聚物(代表性的是无规共聚物)、以及将它们用不饱和羧酸、其衍生物改性而得到的接枝聚合物、以及它们的氢化物。其中,优选使用使用了降冰片烯、多环降冰片烯系单体之类的降冰片烯系单体作为环状烯烃的降冰片烯系树脂。
聚酯系树脂是在主链上具有酯键的树脂,通常为多元羧酸或其衍生物与多元醇的缩聚物。作为多元羧酸或其衍生物,可以使用2元的二羧酸或其衍生物,例如可举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、萘二甲酸二甲酯等。作为多元醇,可以使用二元的二醇,例如可举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇等。作为聚酯系树脂的代表例,可举出作为对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
纤维素酯系树脂是纤维素与脂肪酸的酯。纤维素酯系树脂的具体例包括纤维素三乙酸酯、纤维素二乙酸酯、纤维素三丙酸酯、纤维素二丙酸酯。另外,还可举出具有多种构成这些纤维素酯系树脂的聚合单元的共聚物、羟基的一部分被其他取代基修饰而成的共聚物。其中,特别优选纤维素三乙酸酯(三乙酰纤维素)。
(甲基)丙烯酸系树脂是以具有(甲基)丙烯酰基的化合物为主要构成单体的树脂。(甲基)丙烯酸系树脂的具体例例如包含聚甲基丙烯酸甲酯之类的聚(甲基)丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物;甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物;(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等);甲基丙烯酸甲酯与具有脂环族烃基的化合物的共聚物(例如,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚物等)。优选使用以聚(甲基)丙烯酸甲酯之类的聚(甲基)丙烯酸C1-C6烷基酯为主成分的聚合物,更优选使用以甲基丙烯酸甲酯为主成分(50~100质量%、优选为70~100质量%)的甲基丙烯酸甲酯系树脂。
聚碳酸酯系树脂包含经由碳酸酯基键合有单体单元的聚合物。聚碳酸酯系树脂可以是对聚合物骨架进行了修饰那样的被称为改性聚碳酸酯的树脂、共聚聚碳酸酯等。
第1保护层可以是将包含上述热塑性树脂的膜进行拉伸而成的。作为拉伸处理,可举出单轴拉伸、双轴拉伸等。作为拉伸方向,可举出未拉伸膜的机械流动方向(MD)、与其正交的方向(TD)、与机械流动方向(MD)斜交的方向等。双轴拉伸可以是在2个拉伸方向上同时拉伸的同时双轴拉伸,也可以是在规定方向上拉伸后在其他方向上拉伸的逐次双轴拉伸。拉伸处理例如可以如下进行:使用增大了出口侧的圆周速度的2对以上的夹持辊,沿长度方向(机械流动方向:MD)进行拉伸,或者用卡盘把持未拉伸膜的两侧端而沿与机械流动方向正交的方向(TD)进行扩展。此时,通过调整膜的厚度、或调整拉伸倍率,能够控制相位差值和波长色散值。另外,通过在树脂中添加波长色散调节剂,能够控制波长色散值。
第1保护层可以根据目的含有任意适当的添加剂。作为添加剂,例如可举出受阻酚系、磷系、硫系等抗氧化剂、耐光稳定剂、紫外线吸收剂、耐候稳定剂、热稳定剂等稳定剂;玻璃纤维、碳纤维等增强材料;近红外线吸收剂;三(二溴丙基)磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、氧化锑等阻燃剂;阴离子系、阳离子系、非离子系的表面活性剂等抗静电剂;无机颜料、有机颜料、染料等着色剂;有机填料、无机填料;树脂改性剂;增塑剂;润滑剂;相位差降低剂等。所含有的添加剂的种类、组合、含量等可以根据目的、所期望的特性而适当地设定。
另外,为了赋予所期望的表面光学特性或其他特征,可以在第1保护层的外表面设置涂层(表面处理层)。表面处理层的具体例包含硬涂层、防眩层、防反射层、抗静电层、防污层。形成表面处理层的方法没有特别限定,可以使用公知的方法。表面处理层可以形成于第1保护层的一个面,也可以形成于两面。
硬涂层具有提高第1保护层的表面硬度的功能,是出于防止表面的擦伤等目的而设置的。硬涂层优选通过JIS K 5600-5-4:1999“涂料一般试验方法-第5部:涂膜的机械性质-第4节:划痕硬度(铅笔法)”中规定的铅笔硬度试验(将具有硬涂层的保护膜放置在玻璃板之上进行测定)测定的铅笔硬度为H或比其硬的值。
形成硬涂层的材料通常因热、光而固化。例如,可举出有机硅酮系、三聚氰胺系、环氧系、(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯系那样的有机硬涂材料、二氧化硅那样的无机硬涂材料。其中,从对保护膜的密合性良好、生产率优异的方面出发,优选使用氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯系或多官能(甲基)丙烯酸酯系硬涂材料。
出于实现折射率的调整、弯曲弹性模量的提高、体积收缩率的稳定化、以及耐热性、抗静电性、防眩性等的提高的目的,硬涂层可以根据要求含有各种填料。另外,硬涂层也可以含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、流平剂、消泡剂那样的添加剂。
为了进一步提高强度,硬涂层可以包含添加剂。添加剂没有限定,可举出无机系微粒、有机系微粒、或它们的混合物。另外,为了具有硬度,硬涂层的厚度越厚越好,但如果过厚,则切割时容易破裂,因此可以为1μm~20μm,也可以为2μm~10μm。硬涂层的厚度优选设为3μm~7μm。
防眩层是在表面具有微细的凹凸形状的层,优选使用上述的硬涂材料形成。
在表面具有微细的凹凸形状的防眩层可以通过如下方法形成:1)在保护膜上形成含有微粒的涂膜,设置基于该微粒的凹凸的方法、2)在保护膜上形成含有或不含有微粒的涂膜后,按压于在表面赋予了凹凸形状的模具(辊等)而转印凹凸形状的方法(也称为压花法)等。
防反射层是对于观察保护膜的人而言用于减弱保护膜表面的外部光反射的层,通常对可见光的反射率为1.5%以下。这种反射率的防反射层典型的是通过将具有高折射率的高折射率层与具有低折射率的低折射率层层叠、或使用日本特开2021-6929号公报中记载的方法、材料而成的。通过调整这些折射率和各层的厚度,能够使来自各层的反射光相互减弱,发挥优异的防反射功能。
由高折射率层和低折射率层形成的防反射层如后面详细叙述的那样,如果使用能够分别形成高折射率层和低折射率层的涂布型组合物来制造防反射层,则操作极其简便,因此优选。在此,举出能够分别形成高折射率层和低折射率层的涂布型组合物的一个例子。该涂布型组合物为液态,包含适当的固化性树脂和根据需要的添加剂。能够形成高折射率层的涂布型组合物(高折射率层形成用组合物)例如是将氨基甲酸酯丙烯酸酯之类的固化性树脂与苯乙酮系、二苯甲酮系、苯偶酰二甲基缩酮系、α-羟基烷基苯酮系、α-氨基烷基苯酮系、噻吨酮系之类的用于光聚合的引发剂(光聚合引发剂)溶解于甲乙酮、甲基异丁基酮之类的溶剂而成的。为了使涂布性更良好,可以包含流平剂、优选包含氟系流平剂。另外,作为能够形成低折射率层的涂布型组合物(低折射率层形成用组合物),是将作为固化性树脂的聚乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇(三/四)丙烯酸酯之类的粘结剂树脂与苯乙酮系、二苯甲酮系、苯偶酰二甲基缩酮系、α-羟基烷基苯酮系、α-氨基烷基苯酮系、噻吨酮系之类的用于光聚合的引发剂(光聚合引发剂)溶解于1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、甲基异丁基酮之类的溶剂而成的溶液中分散二氧化硅粒子而成的。为了使涂布性更良好,可以包含氟系流平剂。需要说明的是,此处列举的能够分别形成高折射率层和低折射率层的涂布型组合物仅为一个例子,优选根据想要形成的防反射层的特性,分别对高折射率层形成用组合物和低折射率层形成用组合物进行最优化。
防反射层例如可以具备低折射率层。另外,可以是在保护膜与低折射率层之间进一步具备高折射率层和/或中折射率层的多层结构。
低折射率层可以通过涂敷含有上述固化性树脂的固化物、金属醇盐系聚合物等透光性树脂和无机粒子的涂敷液后,根据需要使涂敷层固化的方法来形成。作为无机粒子,例如可举出LiF(折射率1.4)、MgF(折射率1.4)、3NaF·AlF(折射率1.4)、AlF(折射率1.4)、Na3AlF6(折射率1.33)等低折射粒子、中空二氧化硅粒子等。
抗静电层是出于对第1保护层的表面赋予导电性、抑制由静电造成的影响等目的而设置的。抗静电层的形成例如可以采用将含有导电性物质(抗静电剂)的树脂组合物涂布于第1保护层上的方法。例如,通过使抗静电剂共存于上述用于形成硬涂层的硬涂材料中,能够形成抗静电性的硬涂层。
防污层是为了赋予防水性、疏油性、耐汗性、防污性等而设置的。用于形成防污层的适宜的材料为含氟有机化合物。作为含氟有机化合物,可举出氟碳、全氟硅烷、它们的高分子化合物等。防污层的形成方法可以根据所形成的材料使用以蒸镀、溅射为代表例的物理气相沉积法、化学气相沉积法、湿式涂布法等。防污层的平均厚度通常为1~50nm左右,优选为3~35nm。
在将光学层叠体应用于图像显示装置时,偏振片5中的碘等二色性色素的扩散有时会导致在图像显示装置中存在于光学层叠体附近的金属构件(电极等)的腐蚀。这起因于碘等二色性色素通过上述扩散而向金属构件转移。为了抑制金属构件的腐蚀,优选抑制二色性色素向金属构件的转移量。通过在第1保护层的外表面不设置涂层(表面处理层),有能够抑制该转移量的趋势。这是因为,二色性色素容易从第1保护层侧(可视侧)扩散·释放,结果从偏振片5向与可视侧相反侧转移的二色性色素的量减少。
(4)第2保护层
第2保护层20具有保护偏振片5的表面的功能。第2保护层20可以与偏振片5的表面直接接触而层叠,也可以借助第2粘合粘接剂层42而层叠。为了提高与偏振片5的密合性,可以对第2保护层20实施表面处理(例如电晕处理等),也可以形成底涂层(也称为易粘接层)等薄层。
在将温度85℃时的拉伸弹性模量设为E2[MPa]、将厚度设为T2[μm]时,第2保护层20满足下述式(i):
E2×T2≤16000(i)。
根据满足式(i)的本发明的光学层叠体,能够抑制相位差变化量的面内偏差。认为这是因为不易发生由热引起的偏振片的收缩所引起的上述拉伸应力向相位元件30的端部的集中。满足式(i)和满足式(iii)均有助于抑制相位差变化量的面内偏差,但配置于偏振片5与相位元件30之间的第2保护层20满足式(i)的贡献更大。另外,通过在偏振片5与相位元件30之间配置第2保护层20,能够防止或抑制偏振片5中的碘等二色性色素因上述扩散而导致碘等二色性色素向上述金属构件转移。通过防止或抑制碘等二色性色素的扩散,能够防止或抑制在图像显示装置中存在于光学层叠体的附近的金属构件(电极等)的腐蚀。
从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,式(i)中的左边E2×T2的值优选为12000以下,更优选为8000以下,进一步优选为4000以下,更进一步优选为3000以下,特别优选为2000以下,可以为1850以下、1800以下或1000以下。E2×T2的值通常为100以上,可以为300以上或500以上。
第2保护层的厚度T2例如为0.1~60μm,优选为0.2~30μm。从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,厚度T2优选满足下述式(ii):
T2≤7 (ii)。
厚度T2更优选为6μm以下,进一步优选为5μm以下,更进一步优选为4μm以下。厚度T2例如为0.1μm以上,可以为0.5μm以上、1μm以上或2μm以上。从抑制金属构件的上述腐蚀的观点出发,厚度T2优选为2~4μm,更优选为3~4μm。
从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,第2保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量E2优选为1500MPa以下,更优选为1200MPa以下,进一步优选为1100MPa以下,更进一步优选为1000MPa以下,特别优选为800MPa以下,最优选为500MPa以下。拉伸弹性模量E2通常为100MPa以上,可以为200MPa以上。拉伸弹性模量E2可以按照[实施例]一项的记载进行测定。
从抑制金属构件的上述腐蚀的观点出发,第2保护层的透湿度例如为1700g/m2/24hr以下,优选为1500g/m2/24hr以下,更优选为1000g/m2/24hr以下,进一步优选为100g/m2/24hr以下,更进一步优选为50g/m2/24hr以下,可以为10g/m2/24hr以下。该透湿度通常为1g/m2/24hr以上,优选为3g/m2/24hr以上。第2保护层的透湿度可以按照[实施例]一项的记载进行测定。
第2保护层的光弹性模量小时,由热引起的偏振片的收缩引起的上述拉伸应力所导致的第2保护层的相位差变化量变小,因此从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发是优选的。因此,在构成第2保护层的树脂相同的情况下,第2保护层的厚度越小,从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发有越有利的趋势。另一方面,根据本发明,能够有效地抑制相位差变化量的面内偏差,因此第2保护层具有光弹性时,容易显现本发明的效果。
第2保护层的光弹性模量优选为0.1×10-12Pa-1~10×10-12Pa-1,更优选为1×10- 12Pa-1~5×10-12Pa-1。第2保护层的光弹性模量可以按照[实施例]一项的记载进行测定。
作为第2保护层,例如可以使用透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性、各向同性、拉伸性等优异的树脂膜。树脂膜可以是热塑性树脂膜。这样的热塑性树脂的具体例与关于第1保护层所记载的具体例相同。包含热塑性树脂的保护膜可以从市场获得。
构成用作第2保护层的热塑性树脂膜和后述的热塑性树脂层的热塑性树脂优选为环状聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂,更优选为环状聚烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂,进一步优选为环状聚烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂,更进一步优选为环状聚烯烃系树脂。
用作第2保护层的热塑性树脂膜可以是以单体存在的膜,在该情况下,该热塑性树脂膜根据需要借助第2粘合粘接剂层42层叠于偏振片5上。或者,第2保护层可以为热塑性树脂层。例如,将包含热塑性树脂的组合物涂布于支撑基材上,根据需要使其干燥而得到带支撑基材的热塑性树脂层,将该带支撑基材的热塑性树脂层根据需要借助第2粘合粘接剂层42贴合于偏振片5,然后,将支撑基材剥离除去,由此能够在偏振片5上层叠作为第2保护层的热塑性树脂层(第1方法)。例如,在第2保护层20为热塑性树脂层、或后述的固化树脂层那样的树脂层的情况下,偏振片5与第2保护层20可以不借助第2粘合粘接剂层42地直接接触。
在第2保护层为热塑性树脂层的情况下,也可以将上述组合物直接涂布于偏振片5的表面,根据需要使其干燥,由此形成热塑性树脂层(第2方法)。在该情况下,偏振片5与第2保护层20不借助第2粘合粘接剂层42地直接接触。然而,在组合物含有溶剂的情况下,从容易稳定地形成溶剂含量充分降低的热塑性树脂层的方面出发,优选第1方法。
第2保护层可以是包含固化型树脂的固化物的固化树脂层。作为固化型树脂,可举出热固化型树脂、活性能量固化型树脂,例如可举出(甲基)丙烯酸系树脂、环氧系树脂、氧杂环丁烷系树脂、氨基甲酸酯系树脂、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系树脂、三聚氰胺系树脂等。包含固化型树脂的固化物的固化树脂层可以是通过将包含固化型树脂的组合物涂布于支撑基材上,根据需要使其干燥后,进行加热或照射可见光、紫外线、红外线、X射线、α射线、β射线、γ射线、电子束等活性能量射线而形成的。将所得到的带支撑基材的固化树脂层根据需要借助第2粘合粘接剂层42贴合于偏振片5,然后,将支撑基材剥离除去,由此能够在偏振片5上层叠作为第2保护层的固化树脂层。
从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,第2保护层优选为由环状聚烯烃系树脂形成的热塑性树脂膜或热塑性树脂层、由(甲基)丙烯酸系树脂形成的热塑性树脂膜或热塑性树脂层、包含(甲基)丙烯酸系树脂的固化物的固化树脂层、由聚苯乙烯系树脂形成的热塑性树脂膜或热塑性树脂层。如果进一步考虑抑制偏振片5中的二色性色素向上述金属构件转移,则第2保护层更优选为由环状聚烯烃系树脂形成的热塑性树脂膜或热塑性树脂层、由聚苯乙烯系树脂形成的热塑性树脂膜或热塑性树脂层。
第2保护层可以根据目的含有任意适当的添加剂。添加剂的具体例与关于第1保护层所记载的物质相同。
第2保护层优选为不具有相位差特性、或相位差值小的膜。具体而言,第2保护层的波长550nm处的面内相位差值优选为10nm以下。该面内相位差值为0nm以上。另外,第2保护层的波长550nm处的厚度方向的相位差值优选为-10nm~+10nm。
(5)相位元件
相位元件30是在面内或厚度方向显示相位差的光学元件,优选包含相位差膜。相位差膜是在面内或厚度方向显示相位差的膜,是由聚合性液晶化合物的聚合物形成的层(固化物层),或者是该层与取向膜的组合。相位差膜例如包含含有聚合性液晶化合物的相位差膜形成用组合物的固化物层。
在相位元件30包含相位差膜的情况下,二色性色素向上述金属构件转移,变得容易产生金属构件的上述腐蚀,但根据本发明,即使在相位元件30包含相位差膜的情况下,也能够有效地抑制上述腐蚀。另外,如果相位元件30包含相位差膜,则有利于光学层叠体的薄型化,相位元件30包含相位差膜在能够任意地设计波长色散特性的方面是优选的。
(5-1)相位差膜
相位差膜通常通过在形成于基材上的取向膜上涂布相位差膜形成用组合物,使上述相位差膜形成用组合物中所含的聚合性液晶化合物聚合而形成。相位差膜通常为聚合性液晶化合物以取向的状态固化而成的膜,为了在观察面内产生相位差,需要为聚合性液晶化合物在相对于基材面沿水平方向取向的状态下聚合性基团聚合而成的固化膜。此时,在聚合性液晶化合物为棒状的液晶的情况下,如果为正A板即可,在聚合性液晶化合物为圆盘状的液晶的情况下,如果为负A板即可。
相位元件可以包含2层以上的具有不同的光学各向异性的相位差膜。为了高度地实现防反射功能,只要具有可见光整个区域中的λ/4板功能(即π/2的相位差功能)即可。具体而言,优选逆波长色散性λ/4层,或者优选组合取向不同的2种以上的相位差膜。例如,可以组合具有λ/2板功能的相位差膜(即π的相位差功能)和具有λ/4板功能的相位差膜(即π/2的相位差功能)。此外,从能够补偿倾斜方向上的防反射功能的观点出发,优选还包含在厚度方向上具有各向异性的层(正C板)。特别是,在相位元件为包含逆波长色散性λ/4层和正C板的构成时,能够更显著地得到本申请发明的效果。另外,各个相位差膜可以进行倾斜取向,也可以形成胆甾取向状态。
在相位元件由1层的相位差膜形成的情况下,与由2层以上形成的情况相比,容易发生由热引起的偏振片的收缩引起的上述拉伸应力向相位元件30的端部的集中,但根据本发明,即使在相位元件由1层的相位差膜形成的情况下,也能够有效地抑制相位差变化量的面内偏差。
如果将相对于波长λnm的光的面内相位差值设为Re(λ),则可见光整个区域中的λ/4功能优选满足下述式(1)所示的光学特性,优选满足下述式(1)、下述式(2)和下述式(3)所示的光学特性。
100nm<Re(550)<160nm (1)
(式中,Re(550)表示相对于波长550nm的光的面内相位差值(面内延迟)。)
Re(450)/Re(550)≤1.0 (2)
1.00≤Re(650)/Re(550) (3)
(式中,Re(450)表示相对于波长450nm的光的面内相位差值,Re(550)表示相对于波长550nm的光的面内相位差值,Re(650)表示相对于波长650nm的光的面内相位差值。)
如果相位差膜的“Re(450)/Re(550)”超过1.0,则具备该相位差膜的光学层叠体中的短波长侧的漏光变大。“Re(450)/Re(550)”的值优选为0.7以上且1.0以下,更优选为0.80以上且0.95以下,进一步优选为0.80以上且0.92以下,特别优选为0.82以上且0.88以下。“Re(450)/Re(550)”的值可以通过调整聚合性液晶化合物的混合比率、多个相位差膜的层叠角度、相位差值而任意地调整。
相位差膜的面内相位差值可以通过相位差膜的厚度来调整。由于面内相位差值由下述式(4)确定,所以为了得到所期望的面内相位差值(Re(λ)),只要调整Δn(λ)和厚度d即可。相位差膜的厚度优选为0.5μm~5μm,更优选为1μm~3μm。相位差膜的厚度可以利用干涉膜厚计、激光显微镜或触针式膜厚计进行测定。需要说明的是,Δn(λ)依赖于后述的聚合性液晶化合物的分子结构。
Re(λ)=d×Δn(λ) (4)
(式中,Re(λ)表示波长λnm处的面内相位差值,d表示厚度,Δn(λ)表示波长λnm处的双折射率。)
正C板只要在厚度方向上具有各向异性就没有特别限定,在未进行倾斜取向、胆甾取向的情况下,具有式(5)所示的光学特性。
nx≈ny<nz (5)
正C板的波长550nm处的面内相位差值Re(550)通常为0~10nm的范围,优选为0~5nm的范围。另外,波长550nm处的厚度方向的相位差值Rth(550)通常为-170nm以上且-10nm以下的范围,优选为-150nm以上且-20nm以下,更优选为-100nm以上且-40nm以下的范围。如果厚度方向的相位差值为该范围,则能够进一步提高自倾斜方向的防反射特性。
相位差膜形成用组合物中所含的聚合性液晶化合物是指具有聚合性基团、特别是光聚合性基团的液晶化合物,作为该聚合性液晶化合物,可以使用以往公知的聚合性液晶化合物。光聚合性基团是指可通过由光聚合引发剂产生的反应活性种、例如活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。作为光聚合性基团,可举出乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,从能够进行致密的膜厚控制的方面出发,优选热致性液晶。另外,作为热致液晶中的相序结构,可以为向列液晶,也可以为近晶液晶。另外,可以为棒状液晶,也可以为圆盘状液晶。聚合性液晶化合物可以单独使用或组合使用两种以上。
作为聚合性液晶化合物,从表现逆波长色散性的观点出发,优选在相对于分子长轴方向的垂直方向上进一步具有双折射性的T字型或H型中具有介晶结构的液晶,从得到更强的色散的观点出发,更优选T字型液晶,作为T字型液晶的结构,具体而言,例如可举出下述式(I)所示的化合物。
【化学式1】
式(I)中,Ar表示可以具有取代基的二价芳香族基团。该二价芳香族基团中优选包含氮原子、氧原子、硫原子中的至少1种以上。在二价基团Ar中所含的芳香族基团为2个以上的情况下,2个以上的芳香族基团可以彼此通过单键、-CO-O-、-O-等二价键合基团键合。
G1和G2各自独立地表示二价芳香族基团或二价脂环式烃基。在此,该二价芳香族基团或二价脂环式烃基中所含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的氟烷基、碳原子数1~4的烷氧基、氰基或硝基取代,构成该二价芳香族基团或二价脂环式烃基的碳原子可以被氧原子、硫原子或氮原子取代。
L1、L2、B1和B2各自独立地为单键或二价连接基团。
k、l各自独立地表示0~3的整数,满足1≤k+l的关系。在此,在2≤k+l的情况下,B1和B2、G1和G2分别可以彼此相同,也可以不同。
E1和E2各自独立地表示碳原子数1~17的烷烃二基,在此,烷烃二基中所含的氢原子可以被卤素原子取代,该烷烃二基中所含的-CH2-可以被-O-、-S-、-COO-取代,具有多个-O-、-S-、-COO-的情况下彼此不相邻。P1和P2相互独立地表示聚合性基团或氢原子,至少1个为聚合性基团。
G1和G2各自独立地优选为可以被选自卤素原子和碳原子数1~4的烷基中的至少1个取代基取代的1,4-亚苯基二基、可以被选自卤素原子和碳原子数1~4的烷基中的至少1个取代基取代的1,4-环己烷二基,更优选为被甲基取代的1,4-亚苯基二基、未取代的1,4-亚苯基二基、或未取代的1,4-反式-环己烷二基,特别优选为未取代的1,4-亚苯基二基、或未取代的1,4-反式-环己烷二基。
另外,优选存在多个的G1和G2中的至少1个为二价脂环式烃基,另外,更优选与L1或L2键合的G1和G2中的至少一个为二价脂环式烃基。
L1和L2各自独立地优选为单键、碳原子数1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra1ORa2-、-Ra3COORa4-、-Ra5OCORa6-、-Ra7OC=OORa8-、-N=N-、-CRc=CRd-、或-C≡C-。在此,Ra1~Ra8各自独立地表示单键、或碳原子数1~4的亚烷基,Rc和Rd表示碳原子数1~4的烷基或氢原子。L1和L2各自独立地更优选为单键、-ORa2-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa4-1-、或-OCORa6-1-。在此,Ra2-1、Ra4-1、Ra6-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一者。L1和L2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、或-OCO-。
B1和B2各自独立地优选为单键、碳原子数1~4的亚烷基、-O-、-S-、-Ra9ORa10-、-Ra11COORa12-、-Ra13OCORa14-、或-Ra15OC=OORa16-。在此,Ra9~Ra16各自独立地表示单键、或碳原子数1~4的亚烷基。B1和B2各自独立地更优选为单键、-ORa10-1-、-CH2-、-CH2CH2-、-COORa12-1-、或-OCORa14-1-。在此,Ra10-1、Ra12-1、Ra14-1各自独立地表示单键、-CH2-、-CH2CH2-中的任一者。B1和B2各自独立地进一步优选为单键、-O-、-CH2CH2-、-COO-、-COOCH2CH2-、-OCO-、或-OCOCH2CH2-。
从显现逆波长色散性的观点出发,k和l优选为2≤k+l≤6的范围,优选为k+l=4,更优选为k=2且l=2。如果k=2且l=2,则成为对称结构,因此优选。
E1和E2各自独立地优选碳原子数1~17的烷烃二基,更优选碳原子数4~12的烷烃二基。
作为P1或P2所示的聚合性基团,可举出环氧基、乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。
Ar优选具有选自可以具有取代基的芳香族烃环、可以具有取代基的芳香族杂环和吸电子性基团中的至少一个。作为该芳香族烃环,例如可举出苯环、萘环、蒽环等,优选苯环、萘环。作为该芳香族杂环,可举出呋喃环、苯并呋喃环、吡咯环、吲哚环、噻吩环、苯并噻吩环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、***环、三嗪环、吡咯啉环、咪唑环、吡唑环、噻唑环、苯并噻唑环、噻吩并噻唑环、噁唑环、苯并噁唑环和菲咯啉环等。其中,优选具有噻唑环、苯并噻唑环或苯并呋喃环,进一步优选具有苯并噻唑基。另外,在Ar中包含氮原子的情况下,该氮原子优选具有π电子。
式(I)中,Ar所示的2价的芳香族基团中所含的π电子的合计数Nπ优选为8以上,更优选为10以上,进一步优选为14以上,特别优选为16以上。另外,优选为30以下,更优选为26以下,进一步优选为24以下。
作为Ar所示的芳香族基团,例如可适宜地举出以下的基团。
【化学式2】
式(Ar-1)~式(Ar-23)中,*标记表示连接部,Z0、Z1和Z2各自独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数1~12的烷基亚磺酰基、碳原子数1~12的烷基磺酰基、羧基、碳原子数1~12的氟烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~12的烷硫基、碳原子数1~12的N-烷基氨基、碳原子数2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数1~12的N-烷基氨磺酰基或碳原子数2~12的N,N-二烷基氨磺酰基。
Q1、Q2和Q3各自独立地表示-CR2’R3’-、-S-、-NH-、-NR2’-、-CO-或O-,R2’和R3’各自独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
J1和J2各自独立地表示碳原子、或氮原子。
Y1、Y2和Y3各自独立地表示可以被取代的芳香族烃基或芳香族杂环基。
W1和W2各自独立地表示氢原子、氰基、甲基或卤素原子,m表示0~6的整数。
作为Y1、Y2和Y3中的芳香族烃基,可举出苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基等碳原子数6~20的芳香族烃基,优选苯基、萘基,更优选苯基。作为芳香族杂环基,可举出呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基等包含至少1个氮原子、氧原子、硫原子等杂原子的碳原子数4~20的芳香族杂环基,优选呋喃基、噻吩基、吡啶基、噻唑基、苯并噻唑基。
Y1、Y2和Y3各自独立地可以为可以被取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。多环系芳香族烃基是指稠合多环系芳香族烃基、或源自芳香环集合的基团。多环系芳香族杂环基是指稠合多环系芳香族杂环基、或源自芳香环集合的基团。
Z0、Z1和Z2各自独立地优选为氢原子、卤素原子、碳原子数1~12的烷基、氰基、硝基、碳原子数1~12的烷氧基,Z0进一步优选氢原子、碳原子数1~12的烷基、氰基,Z1和Z2进一步优选氢原子、氟原子、氯原子、甲基、氰基。
Q1、Q2和Q3优选-NH-、-S-、-NR2’-、-O-,R2’优选氢原子。其中,特别优选-S-、-O-、-NH-。
式(Ar-1)~(Ar-23)中,从分子的稳定性的观点出发,优选式(Ar-6)和式(Ar-7)。
式(Ar-16)~(Ar-23)中,Y1可以与其所键合的氮原子和Z0一起形成芳香族杂环基。作为芳香族杂环基,可举出作为Ar可以具有的芳香族杂环而在上文中说明的芳香族杂环基,例如可举出吡咯环、咪唑环、吡咯啉环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、吲哚环、喹啉环、异喹啉环、嘌呤环、吡咯烷环等。该芳香族杂环基可以具有取代基。另外,Y1可以与其所键合的氮原子和Z0一起为上述的可以被取代的多环系芳香族烃基或多环系芳香族杂环基。例如,可举出苯并呋喃环、苯并噻唑环、苯并噁唑环等。
聚合性液晶化合物中,优选极大吸收波长为300~400nm的化合物。在聚合性液晶组合物中包含光聚合引发剂的情况下,有可能在长期保存时进行聚合性液晶化合物的聚合反应和凝胶化。但是,如果聚合性液晶化合物的极大吸收波长为300~400nm,则即使在保存中暴露于紫外光,也能够有效地抑制来自于光聚合引发剂的反应活性种的产生和由该反应活性种导致的聚合性液晶化合物的聚合反应和凝胶化的进行。因此,在聚合性液晶组合物的长期稳定性的方面是有利的,能够提高所得到的相位差膜的取向性和膜厚的均匀性。需要说明的是,聚合性液晶化合物的极大吸收波长可以在溶剂中使用紫外可见分光光度计进行测定。该溶剂是能够溶解聚合性液晶化合物的溶剂,例如可举出氯仿等。
作为圆盘状的聚合性液晶化合物,例如可举出包含式(W)所示的基团的化合物(以下,也称为“聚合性液晶化合物(W)”。)。
【化学式3】
[式(W)中,R40表示下述式(W-1)~(W-5)。]
【化学式4】
[式(W-1)~(W-5)中,
X40和Z40各自独立地表示碳原子数1~12的烷烃二基,该烷烃二基中所含的氢原子可以被碳原子数1~5的烷氧基取代,该烷氧基中所含的氢原子可以被卤素原子取代。另外,构成该烷烃二基的-CH2-可以被-O-或-CO-取代。
m2表示整数。]
作为棒状的聚合性液晶化合物,例如可举出式(II)、式(III)、式(IV)、式(V)、式(VI)或式(VII)所示的化合物。
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12(II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11(III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12(IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (VI)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VII)
[式(II)~(VII)中,
A11~A14各自独立地表示2价脂环式烃基或2价芳香族烃基。该2价脂环式烃基和2价芳香族烃基中所含的氢原子可以被卤素原子、碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、氰基或硝基取代,该碳原子数1~6的烷基和该碳原子数1~6的烷氧基中所含的氢原子可以被氟原子取代。
B11和B17各自独立地表示-O-、-S-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-NR16-、-NR16-CO-、-CO-、-CS-或单键。R16表示氢原子或碳原子数1~6的烷基。
B12~B16各自独立地表示-C≡C-、-CH=CH-、-CH2-CH2-、-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C(=O)-NR16-、-NR16-C(=O)-、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-、-CF2O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-或单键。
E11和E12各自独立地表示碳原子数1~12的烷烃二基,该烷烃二基中所含的氢原子可以被碳原子数1~5的烷氧基取代,该烷氧基中所含的氢原子可以被卤素原子取代。另外,构成该烷烃二基的-CH2-可以被-O-或-CO-取代。
F11表示氢原子、碳原子数1~13的烷基、碳原子数1~13的烷氧基、氰基、硝基、三氟甲基、二甲基氨基、羟基、羟甲基、甲酰基、磺基(-SO3H)、羧基、碳原子数1~10的烷氧基羰基或卤素原子,构成该烷基和烷氧基的-CH2-可以被-O-取代。
P11和P12各自独立地表示聚合性基团。]
相对于相位差膜形成用组合物的固体成分100质量份,相位差膜形成用组合物中的聚合性液晶化合物的含量例如为70~99.5质量份,优选为80~99质量份,更优选为85~98质量份,进一步优选为90~95质量份。如果聚合性液晶化合物的含量为上述范围内,则从所得到的相位差膜的取向性的观点考虑是有利的。需要说明的是,在本说明书中,聚合性液晶组合物的固体成分是指从聚合性液晶组合物中除去有机溶剂等挥发性成分后的全部成分。
(5-2)相位差膜形成用组合物
如上所述,相位差膜形成用组合物包含聚合性液晶化合物。相位差膜形成用组合物可以进一步包含溶剂、流平剂、聚合引发剂、光敏剂、阻聚剂、交联剂、密合剂等反应性添加剂,从加工性的观点出发,优选包含溶剂、流平剂。
相位差膜形成用组合物可以含有溶剂。一般而言,聚合性液晶化合物的粘度高,因此通过制成溶解于溶剂中的相位差膜形成用组合物,从而涂布变得容易,作为结果,相位差膜的形成大多变得容易。作为溶剂,优选能够完全溶解聚合性液晶化合物的溶剂,另外,优选为对聚合性液晶化合物的聚合反应为非活性的溶剂。
作为溶剂,可举出甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚和丙二醇单甲醚等醇溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁内酯或丙二醇甲醚乙酸酯和乳酸乙酯等酯溶剂;丙酮、甲乙酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮和甲基异丁基酮等酮溶剂;戊烷、己烷和庚烷等脂肪族烃溶剂;甲苯和二甲苯等芳香族烃溶剂、乙腈等腈溶剂;四氢呋喃和二甲氧基乙烷等醚溶剂;氯仿和氯苯等含氯溶剂;二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等酰胺系溶剂等。这些溶剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
溶剂的含量相对于相位差膜形成用组合物的总量优选为50~98质量%。换言之,相位差膜形成用组合物中的固体成分的含量优选为2~50质量%,更优选为5~30质量%。如果该固体成分的含量为50质量%以下,则相位差膜形成用组合物的粘度变低,因此相位差膜的厚度变得大致均匀,从而有该相位差膜不易产生不均的趋势。另外,该固体成分的含量可以考虑想要制造的相位差膜的厚度来确定。
相位差膜形成用组合物中可以含有流平剂。流平剂是指具有调整组合物的流动性、使涂布组合物而得到的膜更平坦的功能的添加剂,例如可举出有机改性硅系、聚丙烯酸酯系和全氟烷基系的流平剂。其中,在使其水平取向的情况下,优选聚丙烯酸酯系流平剂和全氟烷基系流平剂,在使其垂直取向的情况下,优选有机改性有机硅系流平剂和全氟烷基系流平剂。
在相位差膜形成用组合物含有流平剂的情况下,其含量相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份优选为0.01~5质量份,更优选为0.05~3质量份。如果流平剂的含量为上述范围内,则容易使聚合性液晶化合物水平取向,且存在所得到的相位差膜变得更平滑的趋势。如果流平剂相对于聚合性液晶化合物的含量超过上述范围,则存在所得到的相位差膜容易产生不均的趋势。需要说明的是,相位差膜形成用组合物可以含有2种以上的流平剂。
相位差膜形成用组合物可以含有聚合引发剂。聚合引发剂可以是能够引发聚合性液晶化合物等聚合反应的化合物。作为聚合引发剂,从不依赖于热致液晶的相状态的观点出发,优选通过光的作用而产生活性自由基的光聚合引发剂。
光聚合引发剂只要是能够引发聚合性液晶化合物的聚合反应的化合物,则可以使用公知的光聚合引发剂。具体而言,可举出能够通过光的作用而产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选通过光的作用而产生自由基的光聚合引发剂。光聚合引发剂可以单独使用或组合使用两种以上。
作为光聚合引发剂,可以使用公知的光聚合引发剂,例如,作为产生活性自由基的光聚合引发剂,可以使用自裂解型的苯偶姻系化合物、苯乙酮系化合物、羟基苯乙酮系化合物、α-氨基苯乙酮系化合物、肟酯系化合物、酰基氧化膦系化合物、偶氮系化合物等,可以使用夺氢型的二苯甲酮系化合物、烷基苯酮系化合物、苯偶姻醚系化合物、苯偶酰缩酮系化合物、二苯并环庚酮系化合物、蒽醌系化合物、呫吨酮系化合物、噻吨酮系化合物、卤代苯乙酮系化合物、二烷氧基苯乙酮系化合物、卤代双咪唑系化合物、卤代三嗪系化合物、三嗪系化合物等。作为产生酸的光聚合引发剂,可以使用碘鎓盐和锍盐等。从低温下的反应效率优异这样的观点考虑,优选自裂解型的光聚合引发剂,特别优选苯乙酮系化合物、羟基苯乙酮系化合物、α-氨基苯乙酮系化合物、肟酯系化合物。
相位差膜形成用组合物中的聚合引发剂的含量可以根据聚合性液晶化合物的种类及其量适当调节,相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份,通常为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份,更优选为0.5~8质量份。如果聚合引发剂的含量为上述范围内,则能够在不扰乱聚合性液晶化合物的取向的情况下进行聚合。
相位差膜形成用组合物可以含有敏化剂。作为敏化剂,优选光敏剂。作为该敏化剂,例如可举出呫吨酮和噻吨酮等呫吨酮化合物(例如2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮等);蒽和含烷氧基的蒽(例如二丁氧基蒽等)等蒽化合物;吩噻嗪和红荧烯等。
在相位差膜形成用组合物含有敏化剂的情况下,能够进一步促进相位差膜形成用组合物中含有的聚合性液晶化合物的聚合反应。相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份,该敏化剂的使用量优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。
从使聚合反应稳定地进行的观点出发,相位差膜形成用组合物可以含有抗氧化剂。通过抗氧化剂,能够控制聚合性液晶化合物的聚合反应的进行程度。
作为上述抗氧化剂,例如可以为选自酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、醌系抗氧化剂、亚硝基系抗氧化剂中的一次抗氧化剂,也可以为选自磷系抗氧化剂和硫系抗氧化剂中的二次抗氧化剂。
在相位差膜形成用组合物含有抗氧化剂的情况下,相对于聚合性液晶化合物的含量100质量份,抗氧化剂的含量优选为0.1~30质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选为0.5~8质量份。抗氧化剂可以单独使用或组合使用2种以上。如果抗氧化剂的含量为上述范围内,则能够在不扰乱聚合性液晶化合物的取向的情况下进行聚合。
相位差膜形成用组合物可以包含反应性添加剂。作为反应性添加剂,优选在其分子内具有碳-碳不饱和键、活性氢反应性基团、巯基。需要说明的是,此处所说的“活性氢反应性基团”是指对羧基(-COOH)、羟基(-OH)、氨基(-NH2)等具有活性氢的基团具有反应性的基团,缩水甘油基、噁唑啉基、碳二亚胺基、氮丙啶基、酰亚胺基、异氰酸酯基、硫代异氰酸酯基、马来酸酐基等为其代表例。反应性添加剂所具有的反应性基团的个数通常分别为1~20个,优选分别为1~10个。
(5-3)基材
作为用于形成相位差膜的上述基材,可举出玻璃基材和膜基材,优选膜基材,从能够连续地制造的方面考虑,更优选长条的卷状膜。作为构成膜基材的树脂,例如可举出聚乙烯、聚丙烯等链状聚烯烃;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、二乙酰纤维素和纤维素乙酸酯丙酸酯等纤维素酯;聚萘二甲酸乙二醇酯;聚碳酸酯;聚砜;聚醚砜;聚醚酮;聚苯硫醚和聚苯醚等。其中,从在光学膜用途中使用时的透明性等观点出发,更优选为选自三乙酰纤维素、环状烯烃系树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任一者中的膜基材。
作为市售的纤维素酯基材,可举出“FUJITAC FILM”(Fuji Photo Film株式会社制);“KC8UX2M”、“KC8UY”和“KC4UY”(以上为Konica Minolta Opto株式会社制)等。
作为市售的环状烯烃系树脂,可举出“Topas”(注册商标)(Ticona公司(德国)制)、“ARTON”(注册商标)(JSR株式会社制)、“ゼオノア(ZEONOR)”(注册商标)、“ゼオネックス(ZEONEX)”(注册商标)(以上为日本ZEON株式会社制)和“APEL”(注册商标)(三井化学株式会社制)。可以将这样的环状烯烃系树脂通过溶剂流延法、熔融挤出法等公知的方法进行制膜而制成基材。也可以使用市售的环状烯烃系树脂基材。作为市售的环状烯烃系树脂基材,可举出“Esushina”(注册商标)、“SCA40”(注册商标)(以上为积水化学工业株式会社制)、“ZeonorFilm”(注册商标)(Optes株式会社制)和“Arton Film”(注册商标)(JSR株式会社制)。
基材的厚度优选薄至能够进行实用处理的程度,但如果过薄,则有强度降低、加工性差的趋势。基材的厚度通常为5μm~300μm,优选为10μm~200μm,更优选为10~50μm。另外,通过将基材剥离并转印相位差膜,能够得到进一步的薄膜化效果。
(5-4)取向膜
在本说明书中,取向膜具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向进行液晶取向的取向限制力。
取向膜使聚合性液晶化合物的液晶取向变得容易。水平取向、垂直取向、混合取向、倾斜取向等液晶取向的状态根据取向膜和聚合性液晶化合物的性质而变化,其组合可以任意选择。例如,如果取向膜为表现出水平取向而作为取向限制力的材料,则聚合性液晶化合物能够形成水平取向或混合取向,如果为表现出垂直取向的材料,则聚合性液晶化合物能够形成垂直取向或倾斜取向。水平、垂直等表述表示以相位差膜平面为基准时的、进行了取向的聚合性液晶化合物的光轴的方向。例如,垂直取向是指在与相位差膜平面垂直的方向上具有经取向的聚合性液晶化合物的光轴。此处所说的垂直是指相对于相位差膜平面为90°±20°。
关于取向限制力,在取向膜由取向性聚合物形成的情况下,可以根据表面状态、摩擦条件而任意地调整,在由光取向性聚合物形成的情况下,可以根据偏振光照射条件等而任意地调整。另外,也可以通过选择聚合性液晶化合物的表面张力、液晶性等物性来控制液晶取向。
作为在基材与相位差膜之间形成的取向膜,优选不溶于在取向膜上形成相位差膜时使用的溶剂、并且在用于溶剂的除去、液晶的取向的加热处理中具有耐热性的取向膜。作为取向膜,可举出包含取向性聚合物的取向膜、光取向膜和凹槽(groove)取向膜、沿取向方向拉伸的拉伸膜等,在应用于长条的卷状膜的情况下,从能够容易地控制取向方向的方面考虑,优选光取向膜。
取向膜的厚度通常为10nm~5000nm的范围,优选为10nm~1000nm的范围,更优选为30~300nm。
作为摩擦取向膜中使用的取向性聚合物,可举出在分子内具有酰胺键的聚酰胺、明胶类、在分子内具有酰亚胺键的聚酰亚胺及作为其水解物的聚酰胺酸、聚乙烯醇、烷基改性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚噁唑、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯类等。其中,优选聚乙烯醇。这些取向性聚合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为进行摩擦的方法,可举出如下方法:使通过将取向性聚合物组合物涂布于基材并进行退火而形成于基材表面的取向性聚合物的膜与卷绕有摩擦布且正在旋转的摩擦辊接触。
光取向膜包含具有光反应性基团的聚合物、低聚物或单体。光取向膜通过照射偏振光而得到取向限制力。从通过选择所照射的偏振光的偏振方向而能够任意地控制取向限制力的方向的方面考虑,更优选光取向膜。
光反应性基团是指通过照射光而产生液晶取向能力的基团。具体而言,是发生通过照射光而产生的分子的取向诱导或异构化反应、二聚化反应、光交联反应、或光分解反应那样的成为液晶取向能力的起源的光反应的基团。该光反应性基团中,从取向性优异的方面出发,优选发生二聚化反应或光交联反应的基团。作为能够发生以上那样的反应的光反应性基团,优选具有不饱和键、特别是双键的基团,更优选具有选自碳-碳双键(C=C键)、碳-氮双键(C=N键)、氮-氮双键(N=N键)和碳-氧双键(C=O键)中的至少一种的基团。
作为具有C=C键的光反应性基团,例如可举出乙烯基、多烯基、茋基、茋唑基、茋唑鎓基、查尔酮基和肉桂酰基等。从容易控制反应性的观点、表现光取向时的取向限制力的观点出发,优选查耳酮基和肉桂酰基。作为具有C=N键的光反应性基团,可举出具有芳香族席夫碱和芳香族腙等结构的基团。作为具有N=N键的光反应性基团,可举出偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族杂环偶氮基、双偶氮基和甲臜基等、以氧化偶氮苯为基本结构的基团。作为具有C=O键的光反应性基团,可举出二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基和马来酰亚胺基等。这些基团可以具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧基羰基、羟基、磺酸基和卤代烷基等取代基。
为了照射偏振光,可以是从膜面直接照射偏振光的形式,也可以是从基材侧照射偏振光并使偏振光透射而进行照射的形式。另外,该偏振光特别优选实质上为平行光。所照射的偏振光的波长适宜为具有光反应性基团的聚合物或单体的光反应性基团能够吸收光能的波长区域的波长。具体而言,特别优选波长250~400nm的范围的UV(紫外光)。作为该偏振光照射中使用的光源,可举出氙灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、KrF、ArF等紫外光激光等,更优选高压汞灯、超高压汞灯和金属卤化物灯。这些灯由于波长313nm的紫外光的发光强度大而优选。使来自上述光源的光通过适当的偏振片进行照射,由此能够照射偏振光。作为该偏振片,可以使用偏振滤光片、格兰汤姆逊、格兰泰勒等偏振棱镜、线栅型的偏振片。
(6)粘合粘接剂层
第1粘合粘接剂层41是为了贴合第1保护层10与偏振片5而根据需要设置的层。第2粘合粘接剂层42是为了贴合偏振片5与第2保护层20而根据需要设置的层。光学层叠体优选包含第1粘合粘接剂层41和第2粘合粘接剂层42。第3粘合粘接剂层43是为了贴合第2保护层20与相位元件30而设置的层。光学层叠体优选包含第3粘合粘接剂层43。
第1粘合粘接剂层41、第2粘合粘接剂层42和第3粘合粘接剂层43分别可以为粘合剂层,也可以为粘接剂层。粘合剂层是由粘合剂组合物(压敏式粘接剂组合物)形成的层,粘接剂层是由粘接剂组合物形成的层。第1粘合粘接剂层41和第2粘合粘接剂层42优选为粘接剂层。第3粘合粘接剂层43优选为粘合剂层。
(6-1)粘接剂层
作为形成粘接剂层的粘接剂组合物,例如可举出水系粘接剂组合物、通过加热或紫外线、可见光、电子束、X射线等活性能量射线的照射而固化的固化性粘接剂组合物等。作为水系粘接剂组合物,例如可举出将作为主成分的聚乙烯醇系树脂或氨基甲酸酯树脂溶解于水中而成的组合物、将作为主成分的聚乙烯醇系树脂或氨基甲酸酯树脂分散于水中而成的组合物。水系粘接剂组合物可以进一步含有多元醛、三聚氰胺系化合物、氧化锆化合物、锌化合物、乙二醛化合物、水溶性环氧树脂等固化性成分、交联剂。作为水系粘接剂组合物,例如可举出日本特开2010-191389号公报中记载的粘接剂组合物、日本特开2011-107686号公报中记载的粘接剂组合物、日本特开2020-172088号公报中记载的组合物、日本特开2005-208456号公报中记载的组合物等。
固化性粘接剂组合物优选为包含固化性(聚合性)化合物作为主成分、且通过活性能量射线照射而固化的活性能量射线固化型粘接剂组合物。作为活性能量射线固化型粘接剂组合物,可举出包含阳离子聚合性化合物作为固化性化合物的阳离子聚合型粘接剂组合物、包含自由基聚合性化合物作为固化性化合物的自由基聚合型粘接剂组合物、包含阳离子聚合性化合物和自由基聚合性化合物这两者作为固化性化合物的混合型粘接剂组合物等。
阳离子聚合性化合物是通过紫外线、可见光、电子束、X射线等活性能量射线的照射、加热而进行阳离子聚合反应从而固化的化合物或低聚物,具体而言,可举出环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、乙烯基化合物等。
作为环氧化合物,可举出3’,4’-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷甲酸酯等脂环式环氧化合物(分子内具有1个以上与脂环式环键合的环氧基的化合物);双酚A的二缩水甘油醚等芳香族环氧化合物(分子内具有芳香族环和环氧基的化合物);2-乙基己基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚等脂肪族环氧化合物(在分子内具有至少1个与脂肪族碳原子键合的环氧乙烷环的化合物)等。
作为氧杂环丁烷化合物,可举出3-乙基-3-{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷等分子内具有1个以上氧杂环丁烷环的化合物。
阳离子聚合型粘接剂组合物优选包含阳离子聚合引发剂。阳离子聚合引发剂可以是热阳离子聚合引发剂,也可以是光阳离子聚合引发剂。作为阳离子聚合引发剂,可举出苯重氮六氟锑酸盐等芳香族重氮盐;二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐等芳香族碘鎓盐;三苯基锍六氟磷酸盐等芳香族锍盐;二甲苯-环戊二烯基铁(II)六氟锑酸盐等铁-芳烃络合物等。阳离子聚合引发剂的含量相对于阳离子聚合性化合物100质量份通常为0.1~10质量份。阳离子聚合引发剂可以包含2种以上。
作为阳离子聚合型粘接剂组合物,例如可举出日本特开2016-126345号公报、国际公开第2019/10315号公报、日本特开2021-113969号公报中记载的阳离子聚合性组合物等。
自由基聚合性化合物是通过紫外线、可见光、电子束、X射线等活性能量射线的照射、加热而进行自由基聚合反应从而固化的化合物或低聚物,具体而言,可举出具有烯属不饱和键的化合物。作为具有烯属不饱和键的化合物,可举出分子内具有1个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系化合物、分子内具有1个以上乙烯基的乙烯基化合物等。
作为(甲基)丙烯酸系化合物,可举出使分子内具有至少1个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酰胺单体和含官能团的化合物2种以上反应而得到的、分子内具有至少2个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸低聚物等含(甲基)丙烯酰基的化合物。
自由基聚合型粘接剂组合物优选包含自由基聚合引发剂。自由基聚合引发剂可以是热自由基聚合引发剂,也可以是光自由基聚合引发剂。作为自由基聚合引发剂,可举出苯乙酮、3-甲基苯乙酮等苯乙酮系引发剂;二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮等二苯甲酮系引发剂;苯偶姻丙醚、苯偶姻***等苯偶姻醚系引发剂;4-异丙基噻吨酮等噻吨酮系引发剂;呫吨酮、芴酮等。自由基聚合引发剂的含量相对于自由基聚合性化合物100质量份通常为0.1~10质量份。自由基聚合引发剂可以包含2种以上。
作为自由基聚合型粘接剂组合物,例如可举出日本特开2016-126345号公报、日本特开2016-153474号公报、国际公开第2017/183335号中记载的自由基聚合性组合物等。
活性能量射线固化型粘接剂组合物可以根据需要含有离子捕获剂、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。
利用粘接剂层进行的两层的贴合可以通过如下方式进行:在选自两层各自的贴合面中的至少一个贴合面涂敷粘接剂组合物,借助粘接剂组合物的涂敷层将两者重叠,使用贴合辊等从上下按压而贴合后,使粘接剂层干燥,照射活性能量射线而使其固化,或者进行加热而使其固化。
在形成粘接剂层的涂敷层之前,可以对选自两层各自的贴合面中的至少一个贴合面实施皂化处理、电晕处理、等离子体处理、底涂处理、锚涂处理等易粘接处理。
粘接剂组合物的涂敷层的形成可以使用模涂机、逗号涂布机、凹版涂布机、线棒涂布机、刮刀涂布机等各种涂敷方式。
照射活性能量射线时的光照射强度根据活性能量射线固化型粘接剂组合物的每个组成来确定,没有特别限定,优选为10mW/cm2以上且1,000mW/cm2以下。需要说明的是,照射强度优选为对光阳离子聚合引发剂或光自由基聚合引发剂的活化有效的波长区域的强度。优选以这样的光照射强度照射1次或多次,将其累积光量设为10mJ/cm2以上,更优选设为100mJ/cm2以上且1,000mJ/cm2以下。
为了进行活性能量射线固化型粘接剂组合物的聚合固化而使用的光源没有特别限定,例如可举出低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、卤素灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯。
由水系粘接剂组合物形成的粘接剂层的厚度例如可以为5μm以下,优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下,可以为0.01μm以上,优选为0.05μm以上。
由活性能量射线固化型粘接剂组合物形成的粘接剂层的厚度例如可以为10μm以下,优选为5μm以下,更优选为3μm以下,可以为0.1μm以上,优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上。
(6-2)粘合剂层
作为形成粘合剂层的粘合剂组合物,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组合物,例如可以使用具有(甲基)丙烯酸系树脂、氨基甲酸酯系树脂、有机硅系树脂、聚乙烯基醚系树脂等基础聚合物的粘合剂组合物。另外,也可以是活性能量射线固化型粘合剂组合物、热固化型粘合剂组合物等。其中,适宜以透明性、粘合力、再剥离性、耐候性、耐热性等优异的(甲基)丙烯酸系树脂作为基础聚合物的粘合剂组合物。
粘合剂组合物可以进一步包含交联剂、硅烷化合物、抗静电剂等。
[(甲基)丙烯酸系树脂]
粘合剂组合物中所含的(甲基)丙烯酸系树脂优选为以来自于下述式(VIII)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(VIII)”。)作为主成分(例如,相对于(甲基)丙烯酸系树脂的结构单元100质量份包含50质量份以上。)的聚合物(以下,也称为“(甲基)丙烯酸酯聚合物”。)。
【化学式5】
[式(VIII)中,R10表示氢原子或甲基,R20表示碳原子数1~20的烷基,上述烷基可以具有直链状、支链状或环状中的任一结构,上述烷基的氢原子可以被碳原子数1~10的烷氧基取代。]
作为式(VIII)所示的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出(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(甲基)丙烯酸异壬酯、(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。作为含烷氧基的烷基丙烯酸酯的具体例,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)丙烯酸酯聚合物也可以包含来自于结构单元(VIII)以外的其他单体的结构单元。来自于其他单体的结构单元可以为1种,也可以为2种以上。作为(甲基)丙烯酸酯聚合物可以包含的其他单体,可举出具有极性官能团的单体、具有芳香族基团的单体、(甲基)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,可举出羟基;羧基;被碳原子数1~6的烷基取代的取代氨基或未取代氨基;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来自于具有极性官能团的单体的结构单元的含量优选为10质量份以下,更优选为0.5质量份以上且10质量份以下,进一步优选为0.5质量份以上且5质量份以下,特别优选为1质量份以上且5质量份以下。
作为具有芳香族基团的单体,可举出在分子内具有1个(甲基)丙烯酰基和1个以上芳香环(例如苯环、萘环等)且具有苯基、苯氧基乙基或苄基的(甲基)丙烯酸酯。通过包含这些结构单元,能够抑制在高温、高湿环境下产生的偏振板的白斑现象。
相对于(甲基)丙烯酸酯聚合物的全部结构单元100质量份,来自于(甲基)丙烯酸酯聚合物中的具有芳香族基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4质量份以上且20质量份以下,进一步优选为4质量份以上且15质量份以下。
作为(甲基)丙烯酰胺系单体,可举出N-(甲氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺、N-(乙氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺、N-(丙氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺、N-(丁氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺、N-(2-甲基丙氧基甲基)(甲基)丙烯酰胺等。通过包含这些结构单元,能够抑制后述的抗静电剂等添加物的渗出。
此外,作为结构单元(VIII)以外的来自于其他单体的结构单元,可以包含来自于苯乙烯系单体的结构单元、来自于乙烯基系单体的结构单元、来自于在分子内具有多个(甲基)丙烯酰基的单体的结构单元等。
(甲基)丙烯酸系树脂的重均分子量(以下,也简称为“Mw”。)优选为50万~250万。如果重均分子量为50万以上,则能够提高高温、高湿的环境下的粘合剂层的耐久性。如果重均分子量为250万以下,则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”。)之比所示的分子量分布(Mw/Mn)通常为2~10。在本说明书中,“重均分子量”和“数均分子量”是通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算值。
(甲基)丙烯酸系树脂在溶解于乙酸乙酯而制成浓度20质量%的溶液时,25℃时的粘度优选为20Pa·s以下,更优选为0.1~15Pa·s。如果(甲基)丙烯酸树脂在25℃时的粘度为上述范围内,则有助于包含由上述树脂形成的粘合剂层的光学层叠体的耐久性的提高、再加工性。上述粘度可以通过Brookfield粘度计进行测定。
(甲基)丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度(Tg)例如为-60~20℃,优选为-50~15℃,更优选为-45~10℃,进一步优选为-40~0℃。需要说明的是,玻璃化转变温度可以利用差示扫描量热计(DSC)进行测定。
(甲基)丙烯酸系树脂可以包含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,可举出重均分子量比重均分子量为50万~250万的上述(甲基)丙烯酸酯聚合物小的(甲基)丙烯酸酯聚合物,更具体而言,可举出以来自于(甲基)丙烯酸酯的结构单元(VIII)为主成分、且重均分子量在5万~30万的范围内的分子量比较低的(甲基)丙烯酸酯聚合物。
(甲基)丙烯酸系树脂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来制造。在(甲基)丙烯酸系树脂的制造中,通常在聚合引发剂的存在下进行聚合。相对于构成(甲基)丙烯酸系树脂的全部的单体的合计100质量份,聚合引发剂的使用量通常为0.001~5质量份。(甲基)丙烯酸系树脂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。
[交联剂]
粘合剂组合物优选包含交联剂。作为交联剂,可举出惯用的交联剂(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、交联速度和光学层叠体的耐久性等观点出发,优选为异氰酸酯系化合物。
异氰酸酯化合物是在分子内具有至少2个异氰酸酯基(-NCO)的化合物。具体而言,可举出甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化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。另外,还可举出使这些异氰酸酯化合物与甘油、三羟甲基丙烷等多元醇反应而得到的加合物、这些异氰酸酯化合物的二聚物、三聚物。也可以组合2种以上的异氰酸酯化合物。
相对于(甲基)丙烯酸系树脂100质量份,交联剂的比例例如为0.01~10质量份,优选为0.05~5质量份,进一步优选为0.1~1质量份。
[硅烷化合物]
粘合剂组合物可以进一步含有硅烷化合物。
作为硅烷化合物,可举出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。
另外,硅烷化合物可以包含来自于上述硅烷化合物的低聚物。
相对于(甲基)丙烯酸系树脂100质量份,粘合剂组合物中的硅烷化合物的含量通常为0.01~10质量份,优选为0.05~5质量份。如果硅烷化合物的含量为0.01质量份以上,则有粘合剂层与被粘物的密合性提高的趋势,如果含量为10质量份以下,则有抑制硅烷化合物从粘合剂层渗出的趋势。
[抗静电剂]
粘合剂组合物进一步包含抗静电剂。作为抗静电剂,可举出公知的抗静电剂,离子性抗静电剂是适宜的。作为构成离子性抗静电剂的阳离子成分,可举出有机阳离子和无机阳离子。作为有机阳离子,可举出吡啶鎓阳离子、咪唑鎓阳离子、铵阳离子、锍阳离子、鏻阳离子等。作为无机阳离子,可举出锂阳离子、钾阳离子、钠阳离子、铯阳离子等碱金属阳离子、镁阳离子、钙阳离子等碱土类金属阳离子等。作为构成离子性抗静电剂的阴离子成分,可以为无机阴离子和有机阴离子中的任一种,从抗静电性能优异的方面考虑,优选包含氟原子的阴离子成分。作为包含氟原子的阴离子成分,可举出六氟磷酸根阴离子(PF6 -)、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺阴离子[(CF3SO2)2N-]、双(氟磺酰基)酰亚胺阴离子[(FSO2)2N-]、四(五氟苯基)硼酸根阴离子[(C6F5)4B-]等。
从粘合剂组合物的抗静电性能的经时稳定性优异的方面考虑,优选在室温下为固体的离子性抗静电剂。
相对于(甲基)丙烯酸系树脂100质量份,抗静电剂的含量例如为0.01~20质量份,优选为0.1~10质量份,进一步优选为1~7质量。
粘合剂组合物可以包含单独或2种以上的紫外线吸收剂、溶剂、交联催化剂、增粘树脂(增粘剂)、增塑剂等添加剂。另外,在粘合剂组合物中配合紫外线固化性化合物,形成粘合剂层后照射紫外线使其固化,制成更硬的粘合剂层也是有用的。
粘合剂层例如可以通过将上述粘合剂组合物溶解或分散于溶剂而制成含有溶剂的粘合剂组合物,接下来,将其涂布于基材或设置粘合剂层的层的表面并使其干燥,从而形成。
粘合剂层的厚度通常为0.1~30μm,优选为3~30μm,更优选为5~25μm。
(7)粘合剂层
光学层叠体可以具备层叠于相位元件30的与第2保护层20相反侧的粘合剂层50。关于粘合剂层50,引用上述(6-2)粘合剂层的记载。
从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,粘合剂层50的温度85℃时的储能模量G’优选为0.005MPa以上,更优选为0.01MPa以上,进一步优选为0.015MPa以上。储能模量G’通常0.1MPa以下,可以为0.08MPa以下。储能模量G’可以按照[实施例]一项的记载进行测定。
粘合剂层50的厚度通常为5μm以上,优选为10μm以上。粘合剂层50的厚度通常为35μm以下,优选为30μm以下。
(8)层叠体α
在光学层叠体具备上述粘合剂层50的情况下,在本说明书中,将从与偏振片5中的相位元件30侧的面相邻的层至与粘合剂层50中的相位元件30侧的面相邻的层为止的层叠体称为“层叠体α”。例如在图2所示的光学层叠体中,层叠体α为第2粘合粘接剂层42、第2保护层20、第3粘合粘接剂层43与相位元件30的层叠体。
在图2所示的光学层叠体中,与偏振片5中的相位元件30侧的面相邻的层为第2粘合粘接剂层42。在偏振片5与第2保护层20不借助第2粘合粘接剂层42而直接接触的情况下,与偏振片5中的相位元件30侧的面相邻的层为第2保护层20。在图2所示的光学层叠体中,与粘合剂层50中的相位元件30侧的面相邻的层为相位元件30。
在光学层叠体具有第2粘合粘接剂层42的情况下,在第2粘合粘接剂层42由水系粘接剂组合物形成时,从层叠体α中除去第2粘合粘接剂层42。即,在第2粘合粘接剂层42由水系粘接剂组合物形成的情况下,在图2所示的光学层叠体中,层叠体α是第2保护层20、第3粘合粘接剂层43与相位元件30的层叠体。
在将层叠体α的温度23℃时的拉伸弹性模量设为E3[MPa]、将厚度设为T3[μm]时,层叠体α优选满足下述式(iv):
7000≤E3×T3≤22000(iv)。
通过使层叠体α满足式(iv),能够更有效地抑制相位差变化量的面内偏差和金属构件的腐蚀。在E3×T3为22000以下的情况下,由热引起的偏振片的收缩引起的拉伸应力不易传递至相位元件30,因此能够抑制相位差变化量的面内偏差。另一方面,在E3×T3为7000以上的情况下,认为层叠体α中包含具有交联密度大等特征的物质透过性低的层。此时,偏振片5中的碘等二色性色素通过上述扩散而能够防止或抑制碘等二色性色素向上述金属构件转移,能够防止或抑制在图像显示装置中存在于光学层叠体附近的金属构件(电极等)的腐蚀。
从防止金属构件腐蚀的观点出发,式(iv)中的E3×T3的值更优选为7500以上,进一步优选为8000以上,更进一步优选为8500以上,特别优选为10000以上。从抑制相位差变化量的面内偏差的观点出发,E3×T3的值,更优选为20000以下,进一步优选为15000以下,特别优选为12000以下。
层叠体α的温度23℃时的拉伸弹性模量E3通常为1200MPa以下,优选为1000MPa以下,另外,通常为500MPa以上,优选为600MPa以上。拉伸弹性模量E3可以按照[实施例]一项的记载进行测定。
<图像显示装置>
图像显示装置包含本发明的光学层叠体和图像显示元件(有机EL显示元件等)。光学层叠体配置于图像显示元件的可视侧。可以使用粘合剂层50将光学层叠体贴合于图像显示元件。
图像显示装置没有特别限定,例如可举出有机电致发光(有机EL)显示装置、无机电致发光(无机EL)显示装置、液晶显示装置、场致发光显示装置等图像显示装置。
图像显示装置可以用作智能手机、平板电脑等移动设备、电视机、数码相框、电子广告牌、测定器或计量仪器类、办公用设备、医疗设备、电算设备等。
【实施例】
以下,示出实施例和比较例更具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些例子。以下,表示使用量、含量的份和%在没有特别说明的情况下为质量基准。
<测定和评价>
(1)层、膜、或层叠体α的厚度
只要没有特别说明,则层、膜、或层叠体α的厚度使用激光显微镜(奥林巴斯株式会社制“LEXT”)、或数字测微计(株式会社尼康制“MH-15M”)进行测定。
(2)保护膜的拉伸弹性模量E(85℃)
从单体的保护膜切出长边100mm、短边50mm的测定用样品。依据JIS K7161:1994和JIS K7127:1999,在测定用样品不具有屈服点的情况下,将拉伸破坏应变作为断裂伸长率,在具有屈服点的情况下,将拉伸破坏伸长率应变作为断裂伸长率,测定断裂伸长率。用拉伸试验机〔株式会社岛津制作所制Autograp AG-Xplus试验机〕的上下夹具,以夹具的间隔成为5cm的方式夹持测定用样品的长边方向的两端,在温度85℃、相对湿度55%RH的环境下,以拉伸速度300mm/分钟将测定用样品沿长边方向拉伸,算出温度85℃、相对湿度55%RH下的长边方向的拉伸弹性模量[MPa]。
(3)层或膜的面内相位差值
层或膜的波长550nm处的面内相位差值[nm]使用相位差测定装置(王子计测机器株式会社制,KOBRA-WPR)进行测定。
(4)保护膜的透湿度
在下述的测定条件下测定第2保护层的透湿度。
·试验项目:水蒸气透过度
·试验方法:湿敏传感器法
·测定装置:Lyssy制L80系列水蒸气透过度计
·试样制作方法:在包含支撑基材和第2保护层的后述的层叠体中的第2保护层面上贴附铝掩模后,剥离支撑基材,在该剥离面上贴附铝掩模,制成测定试样。对于在两面具有支撑基材的第2保护层8和9,将一个支撑基材剥离,在该剥离面贴附铝掩模后,将另一个支撑基材剥离,在该剥离面进一步贴附铝掩模,制成测定试样。第2保护层4和5、以及比较例1中使用的第2保护层7(厚度20μm的三乙酰纤维素膜)没有支撑基材,因此未进行支撑基材的剥离操作。
·测定条件
测定温度:40℃
相对湿度:90%RH
测定面积:
第2保护层1~5:7.1×10-4m2(安装掩模时的透过面积)
第2保护层6~9:7.9×10-5m2(安装掩模时的透过面积)
测定试样设置方向:任意
(5)保护膜的光弹性模量
关于光弹性模量,使用相位差测定装置KOBRA-WPR(王子计测机器株式会社制),一边夹持样品(尺寸1cm×10cm)的两端来施加应力(0.5N~3N),一边测定样品中央的相位差值(23℃/波长550nm),由应力与相位差值的函数的斜率算出。需要说明的是,由于光弹性模量不依赖于厚度,所以各厚度共通地使用对每种树脂制成适当厚度的膜而测定的值。
(6)偏振片的硼含量
将偏振片0.2g溶解于1.9质量%甘露醇水溶液200g中。将所得到的水溶液用1mol/L的NaOH水溶液进行滴定,通过中和所需的NaOH液的量与标准曲线的比较,算出偏振片的硼含量[质量%]。
(7)粘合剂层的储能模量G’(85℃)
粘合剂层的储能模量G’使用粘弹性测定装置(MCR-301,Anton Paar公司)进行测定。将与实施例和比较例中使用的粘合剂层相同的粘合剂层制成宽度30mm×长度30mm,将剥离膜剥离,以厚度成为200±10μm的方式层叠多片并接合于测定台后,在与测定芯片(PP25,Anton Paar公司)粘接的状态下,在-20℃~100℃的温度区域、频率1.0Hz、变形量1%、法向力1N、升温速度5℃/分钟的条件下进行测定,得到了温度85℃时的储能模量G’[MPa]。
(8)层叠体α的拉伸弹性模量E3(23℃)
(8-1)层叠体α的制作
(8-1-1)第2粘合粘接剂层由水系粘接剂形成的情况
对第2保护层的表面、和通过剥离除去相位元件的基材A而露出的表面分别实施电晕处理(0.3kW,处理速度3m/分钟)。将第2保护层的电晕处理面与相位元件的电晕处理面借助后述的第3粘合粘接剂层贴合,得到了依次包含(支撑基材)第2保护层/第3粘合粘接剂层/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/基材B的层叠体α(或带支撑基材的层叠体α)。
(8-1-2)第2粘合粘接剂层为粘合剂层的情况
对借助粘合剂层(第2粘合粘接剂层)贴合有支撑基材的第2保护层的表面(与具有支撑基材的面相反的面)、以及通过剥离除去相位元件的基材A而露出的表面分别实施电晕处理(0.3kW,处理速度3m/分钟)。将第2保护层的电晕处理面与相位元件的电晕处理面借助后述的第3粘合粘接剂层贴合,得到了依次包含(支撑基材)第2粘合粘接剂层/第2保护层/粘合剂层1/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/基材B的带支撑基材的层叠体α。
(8-1-3)在第2保护层为树脂层的情况下
对第2保护层的表面和通过剥离除去相位元件的基材A而露出的表面分别实施电晕处理(0.3kW,处理速度3m/分钟)。将第2保护层的电晕处理面与相位元件的电晕处理面借助后述的第3粘合粘接剂层贴合,得到了依次包含(支撑基材)第2保护层/第3粘合粘接剂层/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/基材B的层叠体α(或带支撑基材的层叠体α)。
在上述(8-1-1)~(8-1-3)中,在使用包含支撑基材和第2保护层的后述的层叠体制作层叠体α的情况下,上述第2保护层的表面是指后述的层叠体中的第2保护层的表面。使用在两面具有支撑基材的第2保护层制作层叠体α的情况下,上述第2保护层的表面是指通过剥离一个支撑基材而露出的第2保护层的表面。
需要说明的是,层叠体α的制作步骤并不限定于上述步骤。
(8-2)测定试样的制作和拉伸弹性模量E3的测定
参照图3对测定试样的制作方法进行说明。将层叠体α切成60mm×200mm的片断。另外,准备60mm×200mm的带胶衬纸17。该带胶衬纸17在中央部具有以10mm×140mm的长方形切除而成的切除部18。在第2保护层具有支撑基材的情况下,将该支撑基材从层叠体α剥离除去,以第2保护层(在上述(8-1-2)的情况下为粘合剂层)的表面与带胶衬纸的胶接触的方式将上述层叠体贴合于带胶衬纸。然后,将基材层B剥离。这样,得到了图3所示的样品。在切除部18的部分存在层叠体α16,在其他部分,将带胶衬纸17与层叠体α16贴合。接下来,以包含带胶衬纸17的切除部18的方式裁切10mm×60mm的长方形部分(图3中的虚线所包围的部分),将其用作拉伸弹性模量的测定试样。
拉伸弹性模量E3的测定依据JIS K7161进行。拉伸试验使用拉伸试验机〔株式会社岛津制作所制Autograph AG-Xplus试验机〕,把持上述测定试样的两端的衬纸部分(图3中的斜线部分),以速度1mm/分钟进行拉伸,由此算出长边方向上的拉伸弹性模量[MPa]。拉伸试验在温度23℃、湿度50%的室温环境下进行。
(9)相位差变化量的面内偏差的评价
按照以下的步骤测定光学层叠体被放置于高温下时的面内相位差值的变化量的面内偏差(相位差变化量的面内偏差),进行评价。从光学层叠体中切出以相位元件的慢轴为长边方向的120mm×60mm的试样。借助试样所具有的粘合剂层贴合于无碱玻璃(Corning公司制,产品编号:EAGLE XG(注册商标)),制作评价用样品。对于评价用样品,使用相位差测定装置(王子计测机器株式会社制,KOBRA-WPR),测定波长550nm处的面内相位差值。针对评价用样品的面内中心和4个端边的各中央位置测定面内相位差值(合计5点)。
将评价用样品放入到烘箱中,实施在温度85℃下将评价用样品加热168小时的耐热试验。将评价用样品从烘箱中取出,在其1.5小时后使用上述相位差测定装置,对于与上述5点相同的点,测定波长550nm处的面内相位差值,求出该5点的耐热试验前后的面内相位差值的变化量ΔRe。将评价用样品的面内中心处的面内相位差值的变化量设为ΔRe1,将4个端边的各中央位置处的面内相位差值的变化量分别设为ΔRe2~5。根据它们求出|Re1-Re2|、|Re1-Re3|、|Re1-Re4|、|Re1-Re5|的值。求出这些值中的最大值与最小值之差X。基于差X的值,按照下述基准评价相位差变化量的面内偏差。下述基准中,A+的评价最佳,相位差变化量的面内偏差最小。D的评价最差,相位差变化量的面内偏差最大。
A+:X的值小于1.2
A:X的值为1.2以上且小于2.0
B:X的值为2.0以上且小于2.5
C:X的值为2.5以上且小于3.0
D:X的值为3.0以上
(10)基于光学层叠体的金属腐蚀的评价
准备通过溅射而在无碱玻璃基板表面依次层叠有金属铝层和金属钛层的带金属层的玻璃基板。接下来,将实施例和比较例中得到的光学层叠体裁切成50mm×50mm的大小,在光学层叠体的粘合剂层上贴合带金属层的玻璃基板的金属钛层侧,制作评价用样品。将评价用样品在温度85℃、相对湿度85%RH的烘箱中保存350小时后,将评价用样品从烘箱中取出。在背光源上以玻璃基板朝下的方式载置评价用样品,观察由漏光引起的亮点的个数和大小,按照下述基准进行金属腐蚀的评价。
A+:无亮点产生
A:0.1~0.5mm的亮点为1~5个以内
B+:0.1~0.5mm的亮点为6~15个以内、或0.5~1.0mm的亮点为5个以内
B:0.5~1.0mm的亮点为6~15个以内
C:在整面观察到超过15个的亮点,但具有一部分没有亮点的区域
D:在整个面上均匀地观察到超过15个的亮点
[偏振片的制作]
(1)偏振片1的制作
将厚度20μm、聚合度2400、皂化度99.9%以上的聚乙烯醇膜以干式单轴拉伸至拉伸倍率4.5倍,在保持紧张状态的情况下,在相对于水100份含有0.05份碘和5份碘化钾的28℃的染色浴中浸渍60秒钟。
接下来,在相对于水100份含有5.5份硼酸和15份碘化钾的64℃的硼酸水溶液1中浸渍110秒钟。接下来,在相对于水100份含有2.3份硼酸和15份碘化钾的67℃的硼酸水溶液2中浸渍30秒钟。然后,使用3℃的纯水进行水洗、干燥,得到了偏振片1。通过上述方法测定的偏振片1的硼含量为2.8质量%。偏振片的厚度为8μm。
(2)偏振片2的制作
将硼酸水溶液2的硼酸含量变更为5.5份,除此以外,与偏振片1同样地制作了偏振片2。偏振片2的厚度为8μm,硼含量为4.1质量%。
[保护膜的制作、准备]
(1)第1保护层1的准备
作为第1保护层1,准备三乙酰纤维素(TAC)膜(柯尼卡美能达株式会社制KC2UATAC,厚度T1:25μm)。第1保护层1的温度85℃时的拉伸弹性模量E1为830MPa。
(2)第1保护层2的准备
在第1保护层1的单面形成厚度7μm的硬涂层,得到了第1保护层2(厚度T1:32μm)。第1保护层2的温度85℃时的拉伸弹性模量E1为700MPa。
(3)第2保护层1的制作
作为支撑基材,准备厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)(东洋纺株式会社制“TN100”,具有包含非有机硅系剥离剂的脱模层)。另外,配合下述成分,制备包含热塑性树脂的组合物。
·环状聚烯烃系树脂(日本ZEON株式会社制“ZEONOR ZF14”):10份
·环己烷:90份
通过背涂法并使用模具在支撑基材的脱模层上涂布上述包含热塑性树脂的组合物后,在40℃下1分钟、70℃下1分钟、120℃下2分钟的条件下使涂布层干燥,由此制作具有厚度T2为2μm的环状聚烯烃系树脂层作为第2保护层1的层叠体。第2保护层1的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为450MPa,波长550nm处的面内相位差值为0.5nm,透湿度为63g/m2/24hr,光弹性模量为3.5×10-12Pa-1。
(4)第2保护层2的制作
变更包含热塑性树脂的组合物在支撑基材的脱模层上的涂布量,除此以外,与第2保护层1的制作同样地制作具有厚度T2为3μm的环状聚烯烃系树脂层作为第2保护层2的层叠体。第2保护层2的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为450MPa,透湿度为37g/m2/24hr,光弹性模量为3.5×10-12Pa-1。
(5)第2保护层3的制作
变更包含热塑性树脂的组合物在支撑基材的脱模层上的涂布量,除此以外,与第2保护层1的制作同样地制作具有厚度T2为4μm的环状聚烯烃系树脂层作为第2保护层3的层叠体。第2保护层3的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为450MPa,透湿度为19g/m2/24hr,光弹性模量为3.5×10-12Pa-1。
(6)第2保护层4的准备
作为第2保护层4,准备厚度T2为13μm的环状聚烯烃系树脂膜。第2保护层4的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为620MPa,透湿度为4.8g/m2/24hr,光弹性模量为3.5×10-12Pa-1。
(7)第2保护层5的准备
作为第2保护层5,准备厚度T2为23μm的环状聚烯烃系树脂膜。第2保护层5的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为620MPa,透湿度为2.6g/m2/24hr,光弹性模量为3.5×10-12Pa-1。
(8)第2保护层6的制作
作为支撑基材,准备厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)(东洋纺株式会社制“TN100”,具有包含非有机硅系剥离剂的脱模层)。另外,将按照日本特开2013-254133号公报通过熔融压形制作的厚度60μm的(甲基)丙烯酸系树脂膜(总光线透射率:93.5%,Tg:105℃)10份溶解于甲苯90份中,由此制备包含(甲基)丙烯酸系树脂的组合物。
通过背涂法并使用模具在支撑基材的脱模层上涂布上述包含(甲基)丙烯酸系树脂的组合物后,在40℃下1分钟、70℃下1分钟、100℃下1分钟、接着130℃下2分钟的条件下使涂布层干燥,由此制作具有厚度T2为2μm的(甲基)丙烯酸系树脂层作为第2保护层6的层叠体。第2保护层6的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为850MPa,波长550nm处的面内相位差值为0.1nm,透湿度为1100g/m2/24hr,光弹性模量为0.3×10-12Pa-1。
(9)第2保护层8的准备
作为支撑基材,准备2片厚度50μm的环状聚烯烃膜。另外,配合下述成分,制备树脂组合物。
·丙烯酸4-羟基丁酯(大阪有机化学工业制):70份
·二季戊四醇聚丙烯酸酯(新中村化学工业制):30份
·Irgacure 184(Ciba Specialty Chemicals公司制):3份
使用高速层压机将所得到的树脂组合物涂敷于上述2片支撑基材之间。接着,在下述条件下照射紫外线,制作了具有厚度T2为1μm的固化树脂层作为第2保护层8的层叠体。第2保护层8的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为850MPa,波长550nm处的面内相位差值为0.1nm,透湿度为2200g/m2/24hr,光弹性模量为0.3×10-12Pa-1。
<UV照射条件>
GS-UV灯使用高压汞灯·UV波长区域UVA的累积光量400mJ/cm2(基于测定器:FusionUV公司制UV Power PuckII的测定值)
(10)第2保护层9的准备
将树脂组合物的配合变更为下述,并且将厚度T2变更为2μm,除此以外,与第2保护层8同样地操作,制作了具有厚度T2为2μm的固化树脂层作为第2保护层9的层叠体。第2保护层9的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为850MPa,波长550nm处的面内相位差值为0.1nm,透湿度为1100g/m2/24hr,光弹性模量为0.3×10-12Pa-1。
·丙烯酸4-羟基丁酯(大阪有机化学工业制):30份
·二季戊四醇聚丙烯酸酯(新中村化学工业制):70份
·Irgacure 184(Ciba Specialty Chemicals公司制):3份
[活性能量射线固化型粘接剂的制备]
(1)活性能量射线固化型粘接剂1的制备
配合下述成分并混合后,进行脱泡,制备活性能量射线固化型粘接剂1。
(阳离子聚合性化合物)
·3’,4’-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷甲酸酯(商品名:CEL2021P,株式会社Daicel制):70份
·新戊二醇二缩水甘油醚(商品名:EX-211,Nagase ChemteX株式会社制):20份
·2-乙基己基缩水甘油醚(商品名:EX-121,Nagase ChemteX株式会社制):10份
(光阳离子聚合引发剂)
·商品名:CPI-100(San-Apro株式会社制,50%碳酸亚丙酯溶液):4.5份(实质固体成分2.25份)
(光敏化助剂)
·1,4-二乙氧基萘:2份
(2)活性能量射线固化型粘接剂2的制备
配合下述成分并混合后,进行脱泡,制备活性能量射线固化型粘接剂2。
(阳离子聚合性化合物)
·3’,4’-环氧环己基甲基3,4-环氧环己烷甲酸酯(商品名:CEL2021P,株式会社Daicel制):32.5份
·2,2-双(羟基甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(商品名:EHPE3150,株式会社Daicel制):17.5份
·3-[(苄氧基)甲基]-3-乙基氧杂环丁烷(含芳香族的氧杂环丁烷化合物,商品名:TCM-104,TRONLY制):10.0份
·3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷(商品名:OXT-221,东亚合成株式会社制):40.0份
(光阳离子聚合引发剂)
·锍系光聚合引发剂(商品名:CPI-100P,San-Apro株式会社制,50质量%溶液):2.6份(实质固体成分1.3份)
(光敏化助剂)
·1,4-二乙氧基萘:2.0份
[粘合剂层的制作]
制作两面贴合于剥离膜的以下的丙烯酸系粘合剂层1和2。
(1)粘合剂层1的制作
(1-1)丙烯酸系树脂溶液1的制备
向具备冷凝管、氮导入管、温度计和搅拌机的反应容器中投入乙酸乙酯100份、丙烯酸丁酯99.0份、丙烯酸2-羟基乙酯0.5份和丙烯酸0.5份的混合溶液,一边用氮气置换装置内的空气而使其不含氧,一边将内温提高至55℃。然后,添加全部量的将偶氮二异丁腈(聚合引发剂)0.12份溶解于乙酸乙酯10份而成的溶液。添加聚合引发剂后,在该温度下保持1小时,接着一边将内温保持在54~56℃,一边以17.3份/hr的添加速度向反应容器内连续加入乙酸乙酯,在丙烯酸系树脂的浓度成为35质量%的时刻停止乙酸乙酯的添加,进一步在该温度下保温至从乙酸乙酯的添加开始起经过6小时为止。最后,加入乙酸乙酯,以丙烯酸系树脂的浓度成为20质量%的方式进行调节,制备了丙烯酸系树脂溶液1。所得到的丙烯酸系树脂的重均分子量Mw为170万,分子量分布Mw/Mn为3.9。需要说明的是,Mw和Mn如下测定:在GPC装置中串联连接配置2根东曹株式会社制的“TSKgel GMHHR-H(S)”作为柱,使用四氢呋喃作为洗脱液,在试样浓度2mg/mL、试样导入量100μL、温度40℃、流速1mL/分钟的条件下,通过标准聚苯乙烯换算进行测定。
(1-2)粘合剂组合物1的制备
相对于上述(1-1)中得到的丙烯酸系树脂溶液1的固体成分80份,添加二官能丙烯酸酯(从新中村化学工业株式会社获得;产品编号“A-DOG”)20份(固体成分)、以有效成分基础计为2.5份的交联剂(三井化学制:商品名“D-101E”(甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物的乙酸乙酯溶液(固体成分浓度75质量%))、光聚合引发剂(Ciba SpecialtyChemicals公司制:商品名“Irgacure 500”)1.5份、硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制:商品名“KBM-403”)0.3份,进一步以固体成分浓度成为13%的方式添加乙酸乙酯,得到了粘合剂组合物1。
A-DOG是羟基新戊醛与三羟甲基丙烷的缩醛化合物的二丙烯酸酯,具有下式的结构。
【化学式6】
(1-3)粘合剂层1的制作
使用涂抹器,将上述(1-2)中制备的粘合剂组合物1以干燥后的厚度成为5μm的方式涂布于实施了脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成的剥离膜〔三菱化学制:MRV(V04)(厚度:38μm)〕的脱模处理面,在100℃下干燥1分钟,制作粘合剂层(粘合剂片)。接着,将所得到的粘合剂层的与上述剥离膜侧相反一侧的表面与实施了脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成的剥离膜〔三菱化学制:MRF(厚度:38μm)〕的脱模处理面贴合。接着,在下述条件下照射紫外线,制作粘合剂层1。粘合剂层1的温度85℃时的储能模量G’为0.125MPa。
<UV照射条件>
·使用Fusion UV灯***(Fusion UV Systems公司制)H BULB
·UV波长区域UVA的累积光量250mJ/cm2(基于测定器:FusionUV公司制UV PowerPuckII的测定值)
(2)粘合剂层2的制作
(2-1)丙烯酸系树脂溶液2的制备
向具备冷凝管、氮导入管、温度计和搅拌机的反应容器中投入乙酸乙酯81.8份、丙烯酸丁酯90.0份、丙烯酸甲酯5.0份和丙烯酸5.0份的混合溶液,一边用氮气置换装置内的空气而使其不含氧,一边将内温提高至55℃。然后,添加全部量的将偶氮二异丁腈(聚合引发剂)0.15份溶解于乙酸乙酯10份而成的溶液。添加聚合引发剂后,在该温度下保持1小时,接着一边将内温保持在54~56℃,一边以17.3份/hr的添加速度向反应容器内连续加入乙酸乙酯,在丙烯酸系树脂的浓度成为35质量%的时刻停止乙酸乙酯的添加,进一步在该温度下保温至从乙酸乙酯的添加开始起经过6小时为止。最后,加入乙酸乙酯,以丙烯酸系树脂的浓度成为20质量%的方式进行调节,制备了丙烯酸系树脂溶液2。所得到的丙烯酸系树脂的重均分子量Mw为160万,分子量分布Mw/Mn为4.5。需要说明的是,Mw和Mn如下测定:在GPC装置中串联连接配置2根东曹株式会社制的“TSKgel GMHHR-H(S)”作为柱,使用四氢呋喃作为洗脱液,在试样浓度2mg/mL、试样导入量100μL、温度40℃、流速1mL/分钟的条件下,通过标准聚苯乙烯换算进行测定。
(2-2)粘合剂组合物2的制备
相对于(2-1)中得到的丙烯酸系树脂溶液2的固体成分100份,添加以有效成分基础计为0.15份的交联剂(三井化学制:商品名“D-101E”(甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物的乙酸乙酯溶液(固体成分浓度75质量%))、硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制:商品名“KBM-403”)0.2份,进一步以固体成分浓度成为13%的方式添加乙酸乙酯,得到了粘合剂组合物2。
(2-3)粘合剂层2的制作
使用涂抹器,将上述(2-2)中制备的粘合剂组合物2以干燥后的厚度成为15μm的方式涂布于实施了脱模处理的包含聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的剥离膜〔三菱化学制:MRV(V04)(厚度:38μm)〕的脱模处理面,在100℃下干燥1分钟,制作粘合剂层(粘合剂片)。接着,将所得到的粘合剂层的与上述剥离膜侧相反一侧的表面与实施了脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成的剥离膜〔三菱化学制:MRF(厚度:38μm)〕的脱模处理面贴合,制作粘合剂层2。粘合剂层2的温度85℃时的储能模量G’为0.0255MPa。
[相位元件1的制作]
(1)相位差膜A的制作
(1-1)光取向膜形成用组合物A的制备
下述结构的光取向性材料(重均分子量:50000,m:n=50:50)依据日本特开2021-196514号公报中记载的方法来制造。将光取向性材料2份与环戊酮(溶剂)98份作为成分进行混合,将所得到的混合物在80℃下搅拌1小时,由此制备了光取向膜形成用组合物A。
光取向性材料:
【化学式7】
(1-2)聚合性液晶化合物的制造
分别制备具有下述所示的结构的聚合性液晶化合物(A1)和聚合性液晶化合物(A2)。与日本特开2019-003177号公报中记载的方法同样地准了备聚合性液晶化合物(A1)。与日本特开2009-173893号公报中记载的方法同样地准备了聚合性液晶化合物(A2)。
聚合性液晶化合物(A1):
【化学式8】
聚合性液晶化合物(A2):
【化学式9】
使聚合性液晶化合物(A1)1mg溶解于氯仿10mL而得到溶液。将所得到的溶液加入到光路长度1cm的测定用比色皿中,作为测定用试样,将测定用试样设置于紫外可见分光光度计(株式会社岛津制作所制“UV-2450”),测定吸收光谱。从所得到的吸收光谱读取达到极大吸收度的波长,结果波长300~400nm的范围内的极大吸收波长λmax为356nm。
(1-3)相位差膜形成用组合物A的制备
将聚合性液晶化合物(A1)和聚合性液晶化合物(A2)以质量比90:10混合,得到了混合物。相对于所得到的混合物100份,添加流平剂“BYK-361N”(BM Chemie公司制)0.1份、作为光聚合引发剂的“Irgacure OXE-03”(BASF Japan株式会社制)3份。此外,以固体成分浓度成为13%的方式添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。将该混合物在温度80℃下搅拌1小时,由此制备了相位差膜形成用组合物A。
(1-4)相位差膜A的制作
利用棒涂机在作为基材A的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(DIAFOIL三菱树脂株式会社制)上涂布光取向膜形成用组合物A。将所得到的涂布膜在120℃下干燥2分钟后,冷却至室温,形成了干燥被膜。然后,使用UV照射装置(SPOT CURE SP-9;USHIO电机株式会社制),照射偏振紫外光100mJ(313nm基准),得到了光取向膜A。使用日本分光株式会社制的椭偏仪M-220测定的光取向膜A的膜厚为100nm。
利用棒涂机在所得到的光取向膜A上涂布上述相位差膜形成用组合物A,形成涂布膜。将该涂布膜在120℃下加热2分钟干燥后,冷却至室温,得到了干燥被膜。接下来,使用高压汞灯(USHIO电机株式会社制“Unicure VB-15201BY-A”),在氮气氛下向上述干燥被膜照射曝光量500mJ/cm2(365nm基准)的紫外光,由此形成聚合性液晶化合物在相对于基材面内沿水平方向取向的状态下固化而成的相位差膜A,得到了包含基材A/光取向膜A/相位差膜A的层叠体A。使用奥林巴斯株式会社制的激光显微镜LEXT OLS4100测定的相位差膜A的膜厚为2.0μm。
对层叠体A的相位差膜A的表面实施电晕处理,借助厚度25μm的粘合剂层(琳得科公司制)贴合于玻璃,将基材A剥离、除去。通过根据对于波长448.2nm、498.6nm、548.4nm、587.3nm、628.7nm、748.6nm的光的面内相位差值的测定结果得到的柯西色散公式来求出对于波长450nm、550nm和650nm的光的面内相位差值。
其结果是,面内相位差值为Re(450)=122nm、Re(550)=140nm、Re(650)=144nm,各波长处的面内相位差值的关系如下。
Re(450)/Re(550)=0.87
Re(650)/Re(550)=1.03
(式中,Re(450)表示对于波长450nm的光的面内相位差值,Re(550)表示对于波长550nm的光的面内相位差值,Re(650)表示对于波长650nm的光的面内相位差值。)
(2)相位差膜B的制作
(2-1)取向膜形成用组合物B的制备
在作为市售的取向性聚合物的SUNEVER SE-610(日产化学工业株式会社制)中以固体成分量成为1%的方式加入2-丁氧基乙醇,得到了取向膜形成用组合物B。
(2-2)相位差膜形成用组合物B的制备
将聚合性液晶化合物Paliocolor LC242(BASF Japan公司制)100份、流平剂“BYK-361N”(BYK-Chemie公司制)0.1份、光聚合引发剂“Omnirad907”(IGM Resin B.V.公司制)2.5份混合。此外,添加丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯(PGME)400份,将所得到的混合物在温度80℃下搅拌1小时,由此制备了相位差膜形成用组合物B。
聚合性液晶化合物LC242:
【化学式10】
(2-3)相位差膜B的制作
作为基材B,使用环状烯烃系树脂(COP)膜(日本ZEON株式会社制,ZF14),使用电晕处理装置(AGF-B10;春日电机株式会社制)对其单面实施电晕处理,使用棒涂机在其表面涂布取向膜形成用组合物B,在90℃下干燥1分钟。利用激光显微镜对所得到的取向膜B的膜厚进行了测定,结果为30nm。
使用棒涂机在所得到的取向膜B上涂布相位差膜形成用组合物B,在90℃下干燥1分钟,得到了干燥被膜。使用高压汞灯(USHIO电机株式会社制“Unicure VB-15201BY-A”),在氮气氛下对上述干燥被膜照射曝光量1000mJ/cm2(365nm基准)的紫外光,形成相位差膜B,由此得到了包含基材B/取向膜B/相位差膜B的层叠体B。使用奥林巴斯株式会社制的激光显微镜LEXT OLS4100测定的相位差膜B的膜厚为450nm。
对相位差值进行了测定,结果Re(550)=1nm,Rth(550)=-75nm。层叠体B具有nx≈ny<nz所示的光学特性。需要说明的是,COP的波长550nm处的相位差值大致为0,因此对该光学特性没有影响。
(3)相位元件1的制作
对层叠体A的相位差膜A和层叠体B的相位差膜B分别实施电晕处理电晕处理。在相位差膜A或相位差膜B中的任一者的电晕处理面涂布粘接剂,将层叠体A与层叠体B贴合。粘接剂使用上述活性能量射线固化型粘接剂1。电晕处理装置使用春日电机株式会社制的AGF-B10。电晕处理使用上述电晕处理装置,在输出功率0.3kW、处理速度3m/分钟的条件下进行1次。从层叠体A侧照射紫外线,使活性能量射线固化型粘接剂1固化,形成厚度1.5μm的粘接剂层。以波长320nm~390nm的UVA成为420mJ/cm2的方式照射紫外线。通过以上操作,制作了包含基材A/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/基材B的带基材的相位元件1。
[相位元件3的制作]
使用活性能量射线固化型粘接剂2代替活性能量射线固化型粘接剂1,除此以外,与相位元件1同样地制作了相位元件3。
<实施例1~17>
将选自上述第1保护层1~2中的第1保护层、选自上述偏振片1~2中的偏振片、选自上述第2保护层1~6中的保护膜、和上述相位元件1或3贴合。接下来,在相位元件1或3的与第2保护层相反侧的面上层叠粘合剂层,得到了光学层叠体。具体而言,如下所述。
对第1保护层和第2保护层的表面(在使用了具有第2保护层的层叠体的情况下,为该层叠体的第2保护层的表面)的一个面分别实施电晕处理。在偏振片的一个面涂布水系粘接剂,贴合第1保护层。在偏振片的另一个面涂布水系粘接剂,贴合第2保护层(或具有第2保护层的层叠体)。然后,使其干燥而得到偏振板。上述水系粘接剂是相对于水100份溶解羧基改性聚乙烯醇〔从株式会社Kuraray获得的商品名“KL-318”〕3份,并添加作为水溶性环氧树脂的聚酰胺环氧系添加剂〔田冈化学工业株式会社制的商品名“Sumirez Resin 650(30)”,固体成分浓度30%的水溶液〕1.5份而得到的。通过以上操作,得到了包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/粘接剂层/第2保护层的层叠体X。在此,在使用了具有第2保护层的层叠体的情况下,层叠体X成为第1保护层/粘接剂层/偏振片/粘接剂层/第2保护层/支撑基材。
接下来,对上述层叠体X的第2保护层的表面(在层叠体X具有支撑基材的情况下,为剥离除去了支撑基材的表面)和通过剥离除去相位元件1或3的基材A而露出的表面分别实施电晕处理。电晕处理装置使用春日电机株式会社制的AGF-B10。电晕处理使用上述电晕处理装置,在输出功率0.3kW、处理速度3m/分钟的条件下进行1次。将层叠体X的电晕处理面与相位元件1或3的电晕处理面借助上述粘合剂层1贴合。然后,将相位元件1或3的基材B剥离除去,得到了依次包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/粘接剂层/第2保护层/粘合剂层1/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B的层叠体Y。最后,在层叠体Y的取向膜B侧的面上层叠上述粘合剂层2,得到了光学层叠体。将各实施例中使用的第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件的种类示于下述表的“层构成”一栏。
<实施例18~19>
不层叠第2保护层,除此以外,通过与实施例1~17相同的方法得到了包含第1保护层/粘接剂层/偏振片的层叠体Z。将支撑基材的厚度50μm的2片环状聚烯烃膜中的1片变更为层叠体Z,从环状聚烯烃膜侧照射紫外线,除此以外,与第2保护层8或9的制作方法同样地得到了包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/第2保护层/支撑基材的层叠体Z’。接下来,对层叠体Z’的通过剥离除去支撑基材而露出的表面、和相位元件3的通过剥离除去基材A而露出的表面分别实施电晕处理(0.3kW,处理速度3m/分钟)。将层叠体Z’的电晕处理面与相位元件3的电晕处理面借助上述粘合剂层1贴合。然后,将相位元件3的基材B剥离除去,得到了依次包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/第2保护层/粘合剂层1/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B的层叠体。最后,在该层叠体的取向膜B侧的面上层叠上述粘合剂层2,得到了光学层叠体。将各实施例中使用的第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件的种类示于下述表的“层构成”一栏。
<比较例1>
依据专利文献1的实施例1,制作依次包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/粘接剂层/第2保护层/丙烯酸系粘合剂层/相位差膜(λ/4相位差板)/粘接剂层/相位差膜B(正C板)/丙烯酸系粘合剂层的光学层叠体。第1保护层相当于上述第1保护层1。偏振片相当于上述偏振片2。第2保护层是厚度T2为20μm的三乙酰纤维素膜(富士胶片株式会社制“ZRG20SL”)。将该第2保护层设为第2保护层7。第2保护层7的温度85℃时的拉伸弹性模量E2为830MPa,透湿度为1800g/m2/24hr,光弹性模量为8.8×10-12Pa-1。另外,将比较例1中的相位元件设为相位元件2。将所使用的第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件的种类示于下述表的“层构成”一栏。
<比较例2、3>
不层叠第2保护层,并且使用了下述表所示的第1保护层、偏振片和相位元件,除此以外,与实施例1~17同样地制作了依次包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/粘合剂层1/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/粘合剂层2的光学层叠体。将所使用的第1保护层、偏振片和相位元件的种类示于下述表的“层构成”一栏。
<实施例20>
使用相位元件1代替相位元件3,除此以外,与实施例18同样地得到了依次包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/第2保护层/粘合剂层1/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/粘合剂层2的光学层叠体。将所使用的第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件的种类示于下述表的“层构成”一栏。
<比较例4>
使用第2保护层7代替第2保护层2,除此以外,与实施例7同样地得到了依次包含第1保护层/粘接剂层/偏振片/第2保护层/粘合剂层1/光取向膜A/相位差膜A/粘接剂层/相位差膜B/取向膜B/粘合剂层2的光学层叠体。将所使用的第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件的种类示于下述表的“层构成”一栏。
将对实施例和比较例中制作的光学层叠体进行的相位差变化量的面内偏差的评价和金属腐蚀的评价的结果示于下述表。
【表1】
【表2】
【表3】
Claims (13)
1.一种光学层叠体,其依次具备第1保护层、偏振片、第2保护层和相位元件,
所述偏振片是吸附有二色性色素并取向而成的厚度15μm以下的聚乙烯醇系树脂膜,
在将所述第2保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量设为E2、将厚度设为T2时,满足下述式(i):
E2×T2≤16000 (i)
其中,E2的单位为MPa,T2的单位为μm。
2.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,E2×T2的值为1850以下。
3.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述相位元件包含相位差膜。
4.根据权利要求1所述的光学层叠体,其还满足下述式(ii):
T2≤7(ii)。
5.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述第2保护层的透湿度为1700g/m2/24hr以下。
6.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述第2保护层包含环状聚烯烃系树脂。
7.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述第2保护层的波长550nm处的面内相位差值为10nm以下。
8.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,在所述偏振片与所述第2保护层之间包含粘合粘接剂层。
9.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述偏振片的硼含量为0.5质量%以上且5.5质量%以下。
10.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,在将所述第1保护层的温度85℃时的拉伸弹性模量设为E1、将厚度设为T1时,满足下述式(iii):
17000≤E1×T1≤40000 (iii)
其中,E1的单位为MPa,T1的单位为μm。
11.根据权利要求1所述的光学层叠体,其还具备层叠于所述相位元件的与所述第2保护层侧相反的一侧的粘合剂层。
12.根据权利要求11所述的光学层叠体,其中,将从与所述偏振片中的所述相位元件侧的面相邻的层至与所述粘合剂层中的所述相位元件侧的面相邻的层为止的层叠体的温度23℃时的拉伸弹性模量设为E3、将厚度设为T3时,满足下述式(iv):
7000≤E3×T3≤22000 (iv)
其中,E3的单位为MPa,T3的单位为μm。
13.一种图像显示装置,其包含权利要求1~12中任一项所述的光学层叠体。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication |