TW201333556A - 偏振片保護膜、偏光板和液晶顯示元件 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的是提供偏振片保護膜、偏光板和液晶顯示元件,能減小因濕度造成的尺寸變化從而能抑制延遲值的變化,並能容易且可靠地通過水溶性黏合劑與偏振片黏合。所述偏光板和液晶顯示元件使用了所述偏振片保護膜。本發明的偏振片保護膜黏合於液晶顯示面板的偏振片,其特徵在於包括:基材層,以丙烯酸系樹脂為主要成分;第一控制層,層疊於所述基材層的一個面側,用於控制透濕性;易黏合層,層疊於第一控制層的一個面側;第二控制層,層疊於基材層的另一個面側,用於控制透濕性,第一控制層和第二控制層作為主要成分含有相同的樹脂。
Description
本發明涉及偏振片保護膜、包括所述偏振片保護膜的偏光板、以及包括所述偏光板的液晶顯示元件,特別是關於能減小因濕度造成的尺寸變化從而能抑制延遲值的變化、並能容易且可靠地通過水溶性黏合劑與偏振片黏合的偏振片保護膜、使用了所述偏振片保護膜的偏光板以及使用了所述偏光板的液晶顯示元件。
利用液晶顯示裝置(LCD)薄、輕、耗電量低等的特徵,液晶顯示裝置大多作為平板顯示器使用,作為手機、個人數位助理(PDA)、個人電腦、電視機等的資訊用顯示器件,其用途正逐年擴大。
如圖5所示,設在液晶顯示裝置中的通常的液晶顯示元件41包括:液晶盒42,是用兩個面透明介質層43(例如玻璃)夾持液晶層44而構成的;偏光板45,通過黏合劑層48黏合於所述液晶盒42的兩個面。通過在具有偏振性能的偏振片47的兩個面貼合偏振片保護膜46,構成所述偏光板45。這樣,從提高強度和容易使用的觀點出發,通過偏振片保護膜46保護偏振片47。
作為偏振片的原材料,一般使用由作為親水性樹脂的聚乙烯醇製成的PVA膜。把PVA膜單軸拉伸後,用碘或二向色性染料染色,或染色後拉伸,然後用碘化合物交聯,由此形成偏振片。
作為偏振片保護膜要求具有下述特性:是光學透明的;延遲值小、表面平滑;與由PVA構成的偏振片的黏合性優異;等等,所以一般使用具有由三醋酸纖維素(TAC)製成的基材層的偏振片保護膜。在用堿對三醋酸纖維素進行皂化處理(把酯基置換成
作為親水性基團的羥基)後,使用水溶性黏合劑把經皂化處理後的偏振片保護膜黏合於由作為親水性樹脂的聚乙烯醇製成的偏振片上。可是,由於三醋酸纖維素價格高,所以要求開發具有同等性質的價格低的替代材料。
鑒於這種情況,本申請人提出了具有由丙烯酸系樹脂等製成的基材層的偏振片保護膜的方案(參照日本專利公開公報特開2010-181500號)。所述日本專利公開公報特開2010-181500號所記載的偏振片保護膜通過在基材層的一個面上設置底層,再在底層的一個面上設置親水性樹脂層,由此提高在使用水溶性黏合劑的情況下偏振片保護膜與偏振片的黏合性。此外,所述公報所述的偏振片保護膜設想主要配置在液晶顯示元件的外側的面側上(離開液晶盒的一側,即圖5中的最上層和最下層)。
另一方面,認為設置在液晶顯示元件內側的面側的偏振片保護膜的延遲值比設置在液晶顯示元件外側的面側的偏振片保護膜的延遲值低是理想的。即,如果偏振片保護膜的延遲值高,則通過偏振片變成直線偏光的光線,因偏振片保護膜而變成橢圓偏光,入射到液晶層中,或通過液晶層後的直線偏光因偏振片保護膜而變成橢圓偏光,存在不能充分利用光線用於顯示的問題。因此如所述那樣,希望設置在液晶顯示元件內側的面側的偏振片保護膜的延遲值低。
可是,所述以往的由三醋酸纖維素製成的基材層由於透濕性和吸水性強,在高濕度環境下容易引起尺寸變化,因此引起與所述基材層成為一體的其他層(例如黏合劑層)等的尺寸也隨基材層的尺寸變化而變化,因所述其他層和基材層的尺寸變化而產生光彈性效應(因變形造成延遲值發生變化),其結果存在導致不能充分利用光源的光用於顯示的情況的問題。
為了解決所述的問題,如所述公報所述,可以考慮通過採用使用丙烯酸系樹脂或環烯烴系樹脂等作為基材層的方法,通過降
低吸水性和光彈性係數來抑制延遲值的變化。可是,在採用這種方法的情況下,如果過度降低偏振片保護膜的吸水性,則會導致透濕性也變得過小,在用水溶性黏合劑把所述偏振片保護膜黏合於偏振片上的情況下,存在水溶性黏合劑含有的水分不能可靠地蒸發的問題。此外,即使僅降低基材層的光彈性係數,如果透濕性過高,則吸水性也變高,則存在因濕度造成尺寸變化從而導致產生所述的光彈性效應的問題。
專利文獻1:日本專利公開公報特開2010-181500號
鑒於所述的問題,本發明的目的是提供一種能減小因濕度造成的尺寸變化從而能抑制延遲值的變化、並能容易且可靠地通過水溶性黏合劑與偏振片黏合的偏振片保護膜、使用了所述偏振片保護膜的偏光板以及使用了所述偏光板的液晶顯示元件。
為了解決所述的問題,本發明提供一種偏振片保護膜,其用於與液晶顯示面板的偏振片黏合,所述偏振片保護膜包括:基材層,以丙烯酸系樹脂為主要成分;第一控制層,層疊於所述基材層的一個面側,用於控制透濕性;易黏合層,層疊於所述第一控制層的一個面側;以及第二控制層,層疊於所述基材層的另一個面側,用於控制透濕性,所述第一控制層和所述第二控制層作為主要成分含有相同的樹脂。
所述偏振片保護膜由於在一個面側配置有易黏合層,所以能通過水溶性黏合劑可靠地黏合所述易黏合層和偏振片。此外,通過配置於基材層的兩個面上的第一控制層和第二控制層,將所述偏振片保護膜的透濕性控制成所希望的透濕性,因此在通過所述水溶性黏合劑進行黏合時,能使水溶性黏合劑的水分可靠地蒸發,能容易且可靠地進行所述黏合工序。此外,由於所述偏振片保護膜的基材層的主要成分是丙烯酸系樹脂,所以與三醋酸纖維
素的情況相比,在高濕度下的基材層的尺寸變化小,從而不易產生光彈性效應。因此,所述偏振片保護膜的延遲值的變化小。特別是在基材層的另一個面側設置有第二控制層,能將所述偏振片保護膜的透濕性控制成所希望的透濕性,所以能進一步抑制基材層尺寸的變化,能使基材層的尺寸變化進一步減小,並使延遲值的變化小。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述第一控制層的厚度與所述第二控制層的厚度實質上相同。由此,能防止在製造時等產生捲曲。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述第二控制層實質上比所述第一控制層厚。由此能對抗要將易黏合層側作為內側捲曲的力而賦予所述偏振片保護膜防止捲曲的功能,能防止所述偏振片保護膜整體產生捲曲。其結果,所述偏振片保護膜能提高尺寸穩定性。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述丙烯酸系樹脂的光彈性係數為-5×10-12/Pa以上5×10-12/Pa以下。通過使所述偏振片保護膜的丙烯酸系樹脂的光彈性係數在所述範圍內,即使在所述偏振片保護膜產生了尺寸變化的情況下,也能減小因所述尺寸變化造成的基材層的延遲值的變化。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述易黏合層作為主要成分含有纖維素酯系樹脂。由此,能顯著提高由聚乙烯醇製成的偏振片與易黏合層通過水溶性黏合劑的黏合性。即,通過用鹼來皂化作為主要成分含有纖維素酯系樹脂的易黏合層,生成作為親水性基團的羥基,因此能通過水溶性黏合劑容易且可靠地黏合纖維素系樹脂與作為親水性樹脂的聚乙烯醇。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,作為所述易黏合層的主要成分含有的纖維素酯系樹脂的數均分子量(Mn)為40000以上100000以下。由此,能提高易黏合層的塗佈性,並且在用鹼對易
黏合層進行皂化時,能防止纖維素酯系樹脂變白而導致的透明性降低。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述第一控制層和所述第二控制層作為主要成分含有丙烯酸改性聚酯系樹脂。由此,能利用聚酯系樹脂原本具有的透明性、堅韌性、耐熱性、與作為基材層的主要成分含有的丙烯酸系樹脂的黏合性等特性,並且通過丙烯酸改性能賦予與易黏合層的黏合性。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述第一控制層和所述第二控制層含有所述丙烯酸改性聚酯系樹脂和聚氨酯系樹脂。由此,能利用聚酯系樹脂原本具有的透明性、堅韌性、耐熱性、與作為基材層的主要成分含有的丙烯酸系樹脂的黏合性等特性,並通過丙烯酸改性能賦予與易黏合層的黏合性,而且通過混合聚氨酯系樹脂,能進一步賦予與基材層和易黏合層的黏合性以及柔韌性。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,透濕度為1g/m2‧24h以上250g/m2‧24h以下。由此,在用水溶性黏合劑進行黏合時,能更可靠地使水溶性黏合劑的水分蒸發,並能更容易且可靠地黏合易黏合層與偏振片。此外,所述偏振片保護膜還能進一步很好地抑制基材層的尺寸變化,從而能進一步減小基材層的延遲值的變化。
優選的是,在所述偏振片保護膜中,所述基材層的延遲值(Re)為-15nm以上15nm以下。由此,與所述偏振片保護膜具有的高的尺寸穩定性相輔相成,能抑制透射光線的變換作用,並能抑制所述偏振片保護膜對偏振片使偏振光向偏振片的透射軸方向的最佳化和控制性造成的影響。
此外,為了解決所述的問題,本發明還提供一種偏光板,其包括:所述的偏振片保護膜;以及偏振片,通過水溶性黏合劑黏合於所述偏振片保護膜的所述易黏合層。
所述偏光板的偏振片保護膜的易黏合層和偏振片通過水溶性黏合劑能可靠地黏合。此外,由於通過第一控制層和第二控制層將所述偏振片保護膜的透濕性控制成所希望的透濕性,所以在用所述水溶性黏合劑黏合時,能使水溶性黏合劑的水分可靠地蒸發,能容易且可靠地進行所述黏合工序。其結果,能可靠地黏合所述偏光板的偏振片保護膜和偏振片。此外,由於所述偏振片保護膜的基材層的主要成分是丙烯酸系樹脂,所以在高濕度下的基材層的尺寸變化比三醋酸纖維素的情況下的小,從而不易產生光彈性效應。因此,所述偏振片保護膜的延遲值的變化小。特別是由於所述偏振片保護膜在基材層的另一個面側設置有第二控制層,從而將偏振片保護膜的透濕性控制成所希望的透濕性,所以能進一步抑制基材層的尺寸變化,能使基材層的尺寸變化更小。因此,能減小所述偏光板的所述偏振片保護膜的延遲值的變化,所述偏光板能發揮所希望的光學特性。
此外,為了解決所述的問題,本發明還提供一種液晶顯示元件,其包括液晶盒以及所述的偏光板,所述偏光板層疊於所述液晶盒的一個面側。
通過水溶性黏合劑能可靠地黏合所述液晶顯示元件的偏振片保護膜的易黏合層和偏振片。此外,通過第一控制層和第二控制層將所述偏振片保護膜的透濕性控制成所希望的透濕性,所以在通過所述水溶性黏合劑黏合時,能使水溶性黏合劑的水分可靠地蒸發,能容易且可靠地進行所述黏合工序。其結果,能可靠地黏合所述液晶顯示元件的偏振片保護膜和偏振片。此外,由於所述偏振片保護膜的基材層的主要成分是丙烯酸系樹脂,所以在高濕度下的基材層的尺寸變化比三醋酸纖維素的情況下的小,從而不易產生光彈性效應。因此,所述偏振片保護膜的延遲值的變化小。特別是由於在基材層的另一個面側設置有第二控制層,能將所述偏振片保護膜的透濕性控制成所希望的透濕性,所以能進一步抑
制基材層的尺寸變化,能使基材層的尺寸變化更小。因此,能減小所述液晶顯示元件的所述偏振片保護膜的延遲值的變化,從而所述液晶顯示元件能發揮所希望的光學特性。因此,所述液晶顯示元件能高效地利用光源的光進行可靠地顯示。
此外在本發明中,所謂“相同的樹脂”包括構成的單體為相同的化學物種、且其組成不同的樹脂或聚合形式不同的樹脂。“光彈性係數”是表示因外力造成產生折射率變化的難易程度的係數,是通過CR[Pa-1]=△n/σ R求出的值。其中,σ R為拉伸應力[Pa],△n為施加應力時的折射率差,△n用下式定義。
△n=n1-n2
(式中,n1是與拉伸應力平行的方向上的折射率,n2是與拉伸方向垂直的方向上的折射率。)
所謂“透濕度”是按JIS Z 0208的透濕度試驗(杯法),在溫度為40℃、濕度為92%RH的氣氛中,測量24小時通過1m2面積的試樣的水蒸汽的克數所得到的值。此外,所謂“延遲值(Re)”是指設在所述偏振片保護膜表面的平面上的晶軸方向中垂直的快軸方向和慢軸方向分別為x方向和y方向,偏振片保護膜的厚度為d,x方向和y方向的折射率分別為nx和ny(nx≠ny),通過Re=(ny-nx)d計算得到的值。
如上所述,本發明的偏振片保護膜、使用了所述偏振片保護膜的偏光板、以及使用了所述偏光板的液晶顯示元件能減小因濕度造成的所述偏振片保護膜的基材層的尺寸變化小,從而能抑制所述偏振片保護膜的延遲值的變化,並且能通過水溶性黏合劑容易且可靠地黏合所述偏振片保護膜與偏振片。
1‧‧‧偏振片保護膜
2‧‧‧基材層
3‧‧‧第一控制層
4‧‧‧易黏合層
5‧‧‧第二控制層
11‧‧‧偏光板
12‧‧‧偏振片
13‧‧‧由纖維素酯製成的偏振片保護膜
21‧‧‧用於製造偏光板的裝置
22‧‧‧輥()
23‧‧‧輥
24‧‧‧黏合劑供給裝置
25‧‧‧輥
31‧‧‧液晶顯示元件
32‧‧‧液晶盒
33‧‧‧透明介質層
34‧‧‧液晶層
35‧‧‧黏合劑層
41‧‧‧液晶顯示元件
42‧‧‧液晶盒
43‧‧‧透明介質層
44‧‧‧液晶層
45‧‧‧偏光板
46‧‧‧偏振片保護膜
47‧‧‧偏振片
48‧‧‧黏合劑層
圖1是表示本發明一個實施方式的偏振片保護膜的示意性剖視圖。
圖2是表示具備圖1的偏振片保護膜的偏光板的示意性剖視
圖。
圖3是表示用於製造圖2的偏光板的裝置的示意圖。
圖4是表示具備圖2的偏光板的液晶顯示元件的示意性剖視圖。
圖5是表示以往通常的液晶顯示元件的結構的示意圖。
下面參照適當的圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
圖1的偏振片保護膜1包括:基材層2,以丙烯酸系樹脂為主要成分;第一控制層3,用於控制透濕性;易黏合層4;以及第二控制層5,用於控制透濕性。按第二控制層5、基材層2、第一控制層3和易黏合層4的順序將所述各層配置成層疊體而構成偏振片保護膜1。偏振片保護膜1從易黏合層4側黏合於液晶顯示元件的偏振片,偏振片保護膜1是用於提高所述偏振片的耐衝擊性和使用性能的保護膜。
基材層2
作為基材層2的主要成分使用丙烯酸系樹脂,丙烯酸系樹脂是能保持作為液晶顯示元件的偏振片保護膜而被要求的高透明性、且具有一定的透濕性的合成樹脂。只要不損害透明性和所希望的強度,基材層2可以包含其他任意成分,優選的是含90品質%以上的丙烯酸系樹脂,更優選的是含98品質%以上的丙烯酸系樹脂。在此,作為任意成分的例子,可以列舉紫外線吸收劑、穩定劑、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、耐衝擊助劑、相位差降低劑、消光劑、抗菌劑、防黴劑等。
作為基材層2的主要成分使用的丙烯酸系樹脂,是具有來源於丙烯酸或甲基丙烯酸的骨架的樹脂。作為丙烯酸樹脂的例子沒有特別的限定,可以列舉聚甲基丙烯酸甲酯等聚(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、具有脂環族烴基的聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片烯酯共聚物)等。在所述的丙烯酸系樹脂中,優選的是聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-C6烷基酯,更優選的是甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
作為所述丙烯酸系樹脂的光彈性係數,雖然沒有特別的限定,但優選的是-5×10-12/Pa以上5×10-12/Pa以下。所述丙烯酸系樹脂的光彈性係數的上限值更優選的是4×10-12/Pa,進一步優選的是3×10-12/Pa。另一方面,所述丙烯酸系樹脂的光彈性係數的下限值更優選的是-4×10-12/Pa,進一步優選的是-3×10-12/Pa。在所述丙烯酸系樹脂的光彈性係數在所述範圍外的情況下,存在尺寸變化發生時的延遲值的變化變大的問題。
作為所述丙烯酸系樹脂的吸水率,雖然沒有特別的限定,但優選的是1.0%以下,更優選的是0.7%以下,進一步優選的是0.5%以下。在所述丙烯酸系樹脂的吸水率超過所述範圍的上限的情況下,在含有的水分蒸發等時發生尺寸變化的可能性變高。此外,吸水率是按照JIS K 7209,使用邊長為50mm的方形且厚度為100μm的膜狀樣品測量得到的值。
作為基材層2的厚度(平均厚度),雖然沒有特別的限定,但優選的是10μm以上200μm以下。基材層2的厚度的上限值更優選的是100μm,進一步優選的是80μm。另一方面,基材層2的厚度的下限值更優選的是20μm,進一步優選的是40μm。在基材層2的厚度超過所述上限的情況下,製造時的生產線速度、生產率、透濕性降低,此外,也存在有違於對液晶顯示裝置薄型化的要求的問題。相反,在基材層2的厚度小於所述下限值的情況下,強度、剛度變小,存在在生產線等中難以使用的問題。
作為基材層2的算術平均表面粗糙度(Ra),雖然沒有特別的限定,但通常可以使用0.02以上0.06以下的基材層。此外,可以根據需要對基材層2進行無光處理。實施了所述的無光處理的基材層2的算術平均表面粗糙度(Ra)的上限值優選的是2,更優選的是1。另一方面,實施了無光處理的基材層2的算術平均表面粗糙度(Ra)的下限值優選的是0.07,更優選的是0.1。通過把實施了無光處理的基材層2的算術平均表面粗糙度(Ra)控制在所述的範圍內,可以防止在原膜製造後的處理中受到損傷,可以提高使用性能。此外通常在對製造好的原膜進行卷取時,優選的是對膜寬度方向兩端進行壓紋加工(滾花加工處理),防止成塊。在膜上進行了滾花加工處理的情況下,由於膜兩端的處理部位變得不能使用,必須把該部分裁斷廢棄。此外,在對膜進行卷取的作業中,為了防止膜受到損傷,有時也用保護膜來進行遮蔽。可是,通過使基材層2的算術平均表面粗糙度(Ra)在所述範圍內,由於不進行滾花加工處理就能防止成塊,所以能簡化製造工序,膜寬度方向的兩端部分也可以使用,並且能卷取很長的膜而不會產生膜的故障。此外,通過使基材層2具有適當的表面粗糙度,能有效地抑制卷取時膜受到損傷,也無需所述那樣的遮蔽。
作為基材層2的延遲值(Re),雖然沒有特別的限定,但優選的是-15nm以上15nm以下。基材層2的延遲值(Re)的上限值更優選的是10nm,進一步優選的是5nm。另一方面,基材層2的延遲值(Re)的下限值更優選的是-10nm,進一步優選的是-5nm。基材層2的延遲值(Re)在所述範圍外的情況下,因透射光線的偏振光方向的變換作用,存在不能實現偏振光向偏振片的透射軸方向的最佳化的問題。
作為基材層2的製造方法沒有特別的限定,例如可以把丙烯酸系樹脂的片狀原料和增塑劑等添加劑通過以往習知的混合方法混合,預先製備熱塑性樹脂組合物,然後製造光學膜。例如用澳
美耐混合機等混合機進行預混合之後,對得到的混合物進行擠出混煉,由此得到所述熱塑性樹脂組合物。在該情況下,用於擠出混煉的混煉機沒有特別的限定,例如可以使用單螺杆擠出機、雙螺杆擠出機等擠出機或加壓捏和機等以往習知的混煉機。
作為基材層2的膜成形的方法,可以例舉溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠出法、壓延法、壓縮成形法等習知的方法。其中,優選的是溶液澆鑄法(溶液流延法)、熔融擠出法。此時,可以使用預先擠出混煉後的熱塑性樹脂組合物,也可以把合成樹脂和增塑劑等其他的添加劑分別溶解在溶劑中製備出均勻的混合溶液後,提供給溶液澆鑄法(溶液流延法)或熔融擠出法的膜成形工序。
作為用於溶液澆鑄法(溶液流延法)的溶劑,可以例舉三氯甲烷、二氯甲烷等氯系溶劑;甲苯、二甲苯、苯以及它們的混合溶劑等芳香族系溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-丁醇等醇系溶劑;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、二甲基甲醯胺、二甲亞碸、二噁烷、環己酮、四氫呋喃、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、醋酸乙酯、二***等。這些溶劑可以只使用一種,也可以同時使用兩種以上。作為用於進行溶液澆鑄法(溶液流延法)的裝置可以例舉的有滾筒式澆鑄機、帶式澆鑄機、旋轉塗佈機等。
作為熔融擠出法,可以例舉T型模法、吹膜法等。熔融擠出時膜的成型溫度優選的是150℃以上350℃以下,更優選的是200℃以上300℃以下。在用T型模法進行膜成型的情況下,把T型模安裝在習知的單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機的前端部,把擠出成膜狀的膜卷取,可以得到輥狀的膜。此時,通過適當調整卷取輥的溫度,並在擠出方向上使膜延伸,也可以成為單軸拉伸工序。此外,通過加入使膜在與擠出方向垂直的方向上延伸的工序,也可以附加依次雙軸拉伸、同時雙軸拉伸等工序。
基材層2可以是未拉伸膜,也可以是拉伸膜。在拉伸的情況
下,可以是單軸拉伸膜,也可以是雙軸拉伸膜。在採用雙軸拉伸膜的情況下,可以是同時雙軸拉伸的膜,也可以是依次雙軸拉伸的膜。在雙軸拉伸的情況下,可以提高機械強度並提高膜的性能。
作為進行拉伸工序的情況下的拉伸溫度,優選的是在膜原料的熱塑性樹脂組合物的玻璃化轉變溫度附近進行,具體地說,優選的是在(玻璃化轉變溫度-30)℃~(玻璃化轉變溫度+100)℃的範圍下進行,更優選的是在(玻璃化轉變溫度-20)℃~(玻璃化轉變溫度+80)℃的範圍下進行。在拉伸溫度超過所述上限值的情況下,會引起樹脂的流動(流淌),存在不能進行穩定的拉伸的問題。相反,在拉伸溫度小於所述下限值的情況下,存在不能得到足夠的拉伸倍率的問題。
用面積比定義的拉伸倍率優選的是在1.1倍以上25倍以下的範圍內,更優選的是在1.3倍以上10倍以下的範圍內。在拉伸倍率超過所述上限值的情況下,存在不能得到提高拉伸倍率的效果的問題。相反,在拉伸倍率小於所述下限值的情況下,存在不能伴隨拉伸而提高韌性的問題。
作為拉伸速度(一個方向)優選的是在10~20000%/分鐘的範圍內,更優選的是在100~10000%/分鐘的範圍內。在拉伸速度超過所述上限值的情況下,存在會引起拉伸膜斷裂等問題。相反,在拉伸速度小於所述下限值的情況下,為了得到足夠的拉伸倍率需要花費較多時間,存在導致製造成本變高的問題。此外,為了使基材層2的光學各向同性和力學特性穩定,也可以在拉伸處理後進行熱處理()等。
作為所述增塑劑,雖然沒有特別的限定,但是優選的是具有能通過氫鍵等與合成樹脂相互作用的官能團,使得不會使基材層2產生混濁、或從基材層2滲出或揮發。作為所述的增塑劑的例子沒有特別的限定,可以列舉磷酸酯系增塑劑、鄰苯二甲酸酯系增塑劑、偏苯三酸酯系增塑劑、均苯四甲酸系增塑劑、多元醇系增
塑劑、羥基乙酸系增塑劑、檸檬酸酯系增塑劑、脂肪酸酯系增塑劑、羧酸酯系增塑劑、聚酯系增塑劑等。
第一控制層3
第一控制層3層疊於基材層2的一個面側。作為第一控制層3的主要成分適合使用親水性樹脂。作為該親水性樹脂,只要是與基材層2和易黏合層4具有化學親和性的樹脂,就沒有特別的限定,優選的是通過具有親水性的基團對側鏈改性的樹脂。作為親水性樹脂的親水化改性的方法,可以預先使具有親水性官能團的單體(共)聚合,也可以使作為主鏈的單體(共)聚合後,使具有親水性基團的單體接枝聚合而形成側鏈。此外,優選的是從由聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚氨酯系樹脂和環氧系樹脂構成的組中選擇的樹脂,形成所述親水性樹脂。所述的樹脂可以單獨聚合,也可以把兩種以上共聚合。作為親水性樹脂例如可以使用重均分子量為300以上30000以下的親水性樹脂。
按照習知的方法,通過把二羧酸和二醇酯化(酯交換)來進行縮聚,由此製造作為第一控制層3的主要成分含有的聚酯系樹脂。二羧酸例如可以使用對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸這樣的芳香族二羧酸或其酯;己二酸、琥珀酸、癸二酸、十二烷二酸這樣的脂肪族二羧酸;羥基苯甲酸這樣的羥基羧酸或它們的酯。此外,作為二醇例如可以使用乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇、雙酚類等。
作為所述聚酯系樹脂,優選的是使具有親水性基團的成分與所述的二羧酸和二醇共聚合,從而賦予親水性。作為所述的具有親水性基團的成分的例子,可以列舉間苯二甲酸-5-磺酸鈉等二羧酸成分;二甘醇、三甘醇、聚乙二醇等二醇成分。相對於所述的二羧酸或二醇,例如可以按2摩爾%以上80摩爾%以下的比例,使用所述的具有親水性基團的成分。所述的構成聚酯系樹脂的成分可以單獨使用,也可以把多種成分組合使用。
利用使具有來源於丙烯酸或甲基丙烯酸的骨架的反應性聚合物聚合,可以合成作為第一控制層3的主要成分含有的丙烯酸系樹脂。作為所述的反應性聚合物的例子,可以列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、羧基苯基丙烯酸酯等具有羧基的物質;(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯等具有羥基的物質;(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等具有醯胺基的物質;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等具有縮水甘油基的物質;7-氨基-3,7-二甲基辛基(甲基)丙烯酸酯,2-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯等具有氨基的物質等;除此以外還可以列舉對氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、二乙烯苯、4-乙烯基吡啶、乙烯基惡唑啉、馬來酸酐等。
作為構成所述丙烯酸系樹脂的所述成分以外的共聚合成分,可以例舉丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系、丙烯系、氯乙烯系、纖維素系、乙烯系、乙烯亞胺系、乙烯醇系、肽系、乙烯基吡啶系、二烯系、氟系、丙烯腈系等,但從通用性、塗佈性等的觀點出發,優選的是含有丙烯酸酯系、甲基丙烯酸酯系。所述的構成丙烯酸系樹脂的成分可以單獨使用,也可以把多種組合使用。
可以利用習知的方法,從聚羥基化合物、二異氰酸酯以及至少含有兩個與二異氰酸酯反應的氫原子的低分子量的擴鏈劑合成作為第一控制層3的主要成分含有的聚氨酯系樹脂。例如可以採用下述方法:在溶劑中合成出較高的分子量的聚氨酯後,一點點加水進行相反轉乳化,然後通過減壓去除溶劑的方法;以及把聚氨酯預聚物溶解或分散在水中後,添加擴鏈劑進行反應的方法,所述聚氨酯預聚物是將聚乙二醇及羧基等作為親水性基團導入聚合物中得到的;等等。
作為用於製造所述聚氨酯系樹脂的多羥基化合物的例子,可
以列舉苯二甲酸、己二酸、亞油酸二聚體、馬來酸等羧酸類;乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇等二醇類;從三羥甲基丙烷、己三醇、甘油、三羥甲基乙烷、季戊四醇等通過脫水縮合反應得到的聚酯多元醇類;聚氧化丙烯二醇、聚氧化丁烯二醇、聚四亞甲基二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化乙烯聚氧化丙烯三醇、山梨糖醇、季戊四醇、蔗糖、澱粉、以磷酸等無機酸作為引發劑的聚氧化丙烯多元醇、聚氧化丙烯聚氧化乙烯多元醇等聚醚多元醇;丙烯酸多元醇、蓖麻子油的衍生物、妥爾油衍生物、其他的羥基化合物等。所述的多羥基化合物可以單獨使用,也可以把多種組合使用。
作為用於製造所述聚氨酯系樹脂的二異氰酸酯的例子,可以列舉甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4′-二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,4-環己基二異氰酸酯、4,4′-二環己基甲烷二異氰酸酯、3,3′-二甲基-4,4′-聯苯二異氰酸酯、3,3′-二甲氧基-4,4′-聯苯二異氰酸酯、3,3′-二氯-4,4′-聯苯二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、1,5-四氫萘二異氰酸酯等。所述的二異氰酸酯可以單獨使用,也可以把多種組合使用。
作為用於製造所述聚氨酯系樹脂的擴鏈劑的例子,可以列舉乙二醇、1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、三異丙醇胺、N,N-雙(2-羥丙基)苯胺、氫醌-雙(β-羥乙基)醚、間苯二酚-雙(β-羥乙基)醚等多元醇類;乙二胺、丙二胺、己二胺、苯二胺、甲苯二胺、二苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基甲烷、二氨基二環已基甲烷、呱嗪、異佛爾酮二胺、二亞乙基三胺、二丙烯三胺等聚胺類;聯氨類;以及水等。所述的擴鏈劑可以單獨使用,也可以組合多種使用。
製造所述聚氨酯系樹脂的合成反應可以在有機錫化合物、有機鉍、胺等催化劑的存在下進行,其中,特別優選的是在有機錫化合物的存在下進行。作為有機錫化合物的具體的例子,可以列舉醋酸亞錫、辛酸亞錫、月桂酸亞錫、油酸亞錫等羧酸亞錫;二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫、二丁基(雙-2-乙基己酸)錫、二醋酸二月桂基錫、二醋酸二辛基錫等羧酸的二烷基錫鹽;三甲基氫氧化錫、三丁基氫氧化錫、三辛基氫氧化錫等三烷基氫氧化錫;二丁基氧化錫、二辛基氧化錫、二月桂基氧化錫等二烷基氧化錫;二丁基二氯化錫、二辛基二氯化錫等二烷基二氯化錫等,所述的有機錫化合物可以單獨使用一種,也可以同時使用兩種以上。
可以通過把具有環氧基的單體聚合來合成作為第一控制層3的主要成分含有的環氧系樹脂。作為所述的單體的例子,可以列舉丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚。此外,作為可以與所述的單體共聚合的單體,可以使用乙烯酯、不飽和羧酸酯、不飽和羧酸醯胺、不飽和腈、烯丙基化合物、不飽和烴或乙烯基矽烷化合物。作為它們具體的例子,可以列舉丙酸乙烯酯、氯乙烯、溴乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、馬來酸丁酯、馬來酸辛酯、富馬酸丁酯、富馬酸辛酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、丁氧基羥甲基丙烯醯胺、作為不飽和腈的丙烯腈、醋酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、乙烯、丙烯、已烯、辛烯、苯乙烯、乙烯基甲苯、丁二烯、二甲基乙烯基甲氧基矽烷、二甲基乙基乙氧基矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷、甲基乙烯基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯
氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等。所述的構成環氧系樹脂的成分可以單獨使用,也可以組合多種使用。
在親水性樹脂的親水化改性中,在使作為主鏈的單體(共)聚合之後使親水性單體接枝聚合形成親水性側鏈的情況下,優選的是使親水性的自由基聚合性乙烯基單體接枝聚合。在該情況下,相對於合計100品質份的主鏈成分,可以按10品質份以上500品質份以下的比例使用自由基聚合性乙烯基單體。
作為所述的親水性的自由基聚合性乙烯基單體的例子,可以使用具有-CH2-CH(R)-OH(式中,-R是-H或-CH3)、-COOX(式中,X為H、鹼金屬或仲氨基或叔氨基)、-O-(CH2-CH(R)-O)n-(式中,-R是-H或-CH3,n是正整數)、-Y-N(R1)(R2)(-Y-是-C(=O)-或-CH2-,-R1、-R2是-H、或可以具有羥基、磺醯基、醯基、氨基、鹼金屬鹽或季銨鹽的低級烷基)、-N+-(R3)(R4)(R5)(式中,-R3、-R4、-R5是-CH3或-C2H5)、-CH2-CH(O)CH2(O與兩側的碳形成環氧環)等親水性基團的物質。
作為所述親水性的自由基聚合性乙烯基單體的具體例子,可以列舉丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯等羥基丙烯酸酯;乙二醇丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯等乙二醇酯;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲氧基羥甲基丙烯醯胺等丙烯醯胺系化合物;丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等丙烯酸縮水甘油酯系化合物;乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、乙烯吡咯烷酮等含氮乙烯基系化合物;丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、衣康酸、巴豆酸等不飽和酸及其鹽;丙烯酸氨基烷基酯、甲基丙烯酸氨基烷基酯及其季銨鹽等陽離子系單體等。
在所述親水性樹脂的親水化改性中,除了所述的自由基聚合
性乙烯基單體以外,也可以將其他的乙烯基單體共聚合。作為可以共聚合的其他的乙烯基單體的例子,可以列舉醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯;氯乙烯、溴乙烯等乙烯基鹵化物;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等不飽和羧酸酯;二甲基乙烯基甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等乙烯基矽烷;乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯等烯烴或二烯烴化合物等。
在作為第一控制層3的主要成分使用了聚酯系樹脂的情況下,作為所述聚酯系樹脂,最優選的是使用通過具有親水性基團且來源於丙烯酸的自由基聚合性乙烯基單體(以下稱為“丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體”)對側鏈進行改性的聚酯系樹脂(以下稱為“丙烯酸改性聚酯系樹脂”)。通過使用丙烯酸改性聚酯系樹脂作為第一控制層3的主要成分,能夠利用聚酯系樹脂原有的透明性、堅韌性、耐熱性、以及對合成樹脂(例如作為基材層2的主要成分的丙烯酸系樹脂等)的黏合性等特性,並且能夠利用所述改性基團賦予第一控制層3與易黏合層4的黏合性。此外,最優選的是,作為第一控制層3是與作為主要成分含有的所述丙烯酸改性聚酯系樹脂一起含有聚氨酯系樹脂的組合物。通過使用含有丙烯酸改性聚酯系樹脂和聚氨酯系樹脂的組合物作為第一控制層3的主要成分,能夠利用聚酯系樹脂原有的透明性、堅韌性、耐熱性、以及與合成樹脂的黏合性等特性、且能利用所述改性基團賦予第一控制層3與易黏合層4的黏合性,並且通過混合聚氨酯系樹脂,還能夠賦予第一控制層3與基材層2和易黏合層4的黏合性和柔軟性。
所述丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體和聚氨酯系樹脂的重均分子量典型的是1000以上15000以下,優選的是2000以上10000以下。
所述組合物中的聚氨酯系樹脂的品質相對於丙烯酸改性聚酯
系樹脂的品質優選的是10%以上70%以下,進一步優選的是25%以上40%以下。通過使丙烯酸改性聚酯系樹脂和聚氨酯系樹脂的品質比在所述的範圍內,可以很好地保持第一控制層3的透明性、耐水性、耐熱性等層狀物的特性,並且可以使第一控制層3與基材層2和易黏合層4的黏合力最佳化。
作為所述丙烯酸改性聚酯系樹脂的改性成分的丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體所具有的親水性基團,可以使用作為所述的親水性自由基聚合性乙烯基單體的親水性基團所例示過的親水性基團。即,作為丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體所具有的代表性的親水性基團,可以例舉-CH2-CH(R)-OH、-COOX、-O-(CH2-CH(R)-O)n-、-Y-N(R1)(R2)、-N+-(R3)(R4)(R5)、-CH2-CH(O)CH2(定義如上所述)。
作為所述丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體,可以使用作為所述親水性自由基聚合性乙烯基單體的具體例子所列舉過的丙烯酸系單體。即,作為丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體的具體例子,可以列舉丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、乙二醇丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲氧基羥甲基丙烯醯胺、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸氨基烷基酯、甲基丙烯酸氨基烷基酯等。所述的丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體可以單獨使用,也可以組合多種使用。
此外,所述丙烯酸改性聚酯系樹脂也可以使用除了丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體以外,還將所述的可以共聚合的其他的乙烯基單體共聚和得到的樹脂。在將其他的乙烯基單體共聚合的情況下,例如相對於100品質份的丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體,可以使用1品質份以上70品質份以下的其他的乙烯基單體。
在所述丙烯酸改性聚酯系樹脂中,丙烯酸系自由基聚合性乙
烯基單體相對於形成主鏈的聚酯系樹脂的品質比,相對於100品質份的聚酯系樹脂,丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體優選的是50品質份以上150品質份以下,進一步優選的是70品質份以上120品質份以下。通過使丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體相對於聚酯系樹脂的品質比在所述的範圍內,可以更均衡地改善第一控制層3對基材層2的化學親和性和第一控制層3對易黏合層4的化學親和性。
例如製備含有水溶性或水分散性聚酯樹脂和聚乙烯醇的水溶液或水分散液,然後將丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體(以及任意的其他可以共聚合的乙烯基單體)共聚合,來製造所述的丙烯酸改性聚酯系樹脂,通過使具有間苯二甲酸-5-磺酸鈉等二羧酸成分等親水性基團的成分共聚合來得到所述的水溶性或水分散性聚酯樹脂。
在使用了所述聚乙烯醇的丙烯酸改性聚酯系樹脂的製造方法中,例如可以使聚乙烯醇以相對於100品質份的水溶性或水分散性聚酯按10品質份以上500品質份以下的比例(固體成分比)進行反應。
作為用於合成所述丙烯酸改性聚酯系樹脂的聚合方法可以例舉下述方法:例如在所述水溶性或水分散性聚酯和聚乙烯醇的水溶液或水分散液中,添加聚合引發劑並根據需要添加少量乳化分散劑,在保持在70℃左右的溫度的同時,邊攪拌邊緩慢添加丙烯酸系自由基聚合性乙烯基單體,通過數小時使聚合物熟化,完成聚合反應。
作為用於製造所述丙烯酸改性聚酯系樹脂的聚合引發劑,可以使用通常的自由基聚合引發劑。作為聚合引發劑的例子,可以列舉過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫等水溶性過氧化物;過氧化苯甲醯及叔丁基氫過氧化物等油溶性過氧化物;偶氮二異丁腈等偶氮化合物。
作為第一控制層3的厚度(平均厚度),雖然沒有特別的限定,但是優選的是0.01μm以上5μm以下。第一控制層3的厚度的上限值更優選的是4μm,進一步優選的是3μm。另一方面,第一控制層3的厚度的下限值更優選的是0.04μm,進一步優選的是1μm。在第一控制層3的厚度超過所述上限值的情況下,偏振片保護膜1的厚度變厚,存在有違於對液晶顯示裝置的薄型化的要求。相反,在第一控制層3厚度小於所述下限值的情況下,存在難以形成第一控制層3的問題。
作為第一控制層3的透濕度,雖然沒有特別的限定,但是優選的是1g/m2‧24h以上200g/m2‧24h以下。第一控制層3的透濕度的上限值更優選的是130g/m2‧24h,進一步優選的是80g/m2‧24h。另一方面,第一控制層3的透濕度的下限值更優選的是10g/m2‧24h,進一步優選的是20g/m2‧24h。在第一控制層3的透濕度超過所述上限值的情況下,從外部滲透的水分的比例增大,基材層2等的尺寸產生變化的可能性增大。另一方面,在第一控制層3的透濕度小於所述下限值的情況下,在用水溶性黏合劑黏合易黏合層4和偏振片的情況下,存在要使在所述水溶性黏合劑中含有的水分蒸發需要較長時間的問題。與此相對,在第一控制層3的透濕度在所述範圍內的情況下,能夠很好地使在水溶性黏合劑中含有的水分蒸發,從而促進易黏合層4的乾燥,並能夠提高易黏合層4和偏振片的黏合性,而且能夠提高所述偏振片保護膜1的尺寸穩定性。
通過把含有親水性樹脂的水系乳化物或水溶液(以下稱為“水系乳化物等”)塗佈在基材層2上,並進行乾燥,由此可以形成第一控制層3。水系乳化物等的固體成分通常為10品質%以上50品質%以下。作為水系乳化物等的主溶劑使用水,但也可以使用少量可以與水混合的有機溶劑。作為這樣的有機溶劑的例子,可以列舉低級醇類、多元醇類及其烷基醚或烷基酯類等。可
以使用習知的浸漬塗佈法、氣刀塗佈法、簾式塗佈法、輥塗法、線棒塗佈法、凹版印刷塗佈法、擠壓塗佈法(模具塗佈法)等,把水系乳化物等塗佈在基材層2上,然後通過使塗佈的水系乳化物等乾燥,可以形成第一控制層3。
優選的是在用於形成第一控制層3的水系乳化物等中,根據需要添加交聯劑。作為交聯劑的例子,可以列舉甲醛、N-羥甲基化合物、二噁烷衍生物、活性乙烯化合物、活性鹵素化合物、異惡唑、二甲醛澱粉、異氰酸酯系化合物、矽烷偶聯劑等。所述的交聯劑可以單獨使用,也可以同時使用兩種以上。交聯劑的添加量相對於親水性樹脂總量優選的是0.1品質%以上20品質%以下,進一步優選的是0.5品質%以上15品質%以下。在用於形成第一控制層3的水系乳化物等中,還可以根據需要添加含氨基樹脂等其他的樹脂成分、表面活性劑、潤滑劑、染料、UV吸收劑、消光劑、防腐劑、增黏劑、成膜助劑、抗靜電劑、抗氧化劑等。
易黏合層4
易黏合層4層疊於第一控制層3的一個面側。作為易黏合層4的主要成分,只要是與作為第一控制層3的主要成分含有的親水性樹脂及構成偏振片的聚乙烯醇具有化學親和性的樹脂,就沒有特別的限定,作為易黏合層4的主要成分適合使用纖維素酯系樹脂。通過使易黏合層4的主要成分含有纖維素酯系樹脂,可以大幅度改善由作為親水性樹脂的聚乙烯醇製成的偏振片與易黏合層4的黏合性。即,通過用鹼使含有纖維素酯系樹脂作為主要成分的易黏合層4皂化,生成作為親水性基團的羥基,由此可以有效地提高與作為親水性樹脂的聚乙烯醇的黏合性。因此,使用水溶性黏合劑,可以容易且可靠地黏合所述偏振片保護膜1的易黏合層4和偏振片。
作為主要成分含在易黏合層4中的纖維素酯系樹脂,只要是能用鹼皂化生成羥基的樹脂,就沒有特別的限定,優選的是從由
三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素和醋酸丁酸纖維素構成的組中選擇。所述的纖維素酯通過用鹼皂化而生成作為親水性基團的羥基,由此可以提高與由作為親水性樹脂的聚乙烯醇製成的偏振片的親和性,可以可靠地與偏振片黏合。
作為主要成分含在易黏合層4中的纖維素酯系樹脂的數均分子量(Mn),雖然沒有特別的限定,但是優選的是40000以上100000以下。所述纖維素酯系樹脂的數均分子量(Mn)的上限值更優選的是90000,進一步優選的是80000。另一方面,所述纖維素酯系樹脂的數均分子量(Mn)的下限值更優選的是50000,進一步優選的是60000。在所述數均分子量(Mn)超過所述上限值的情況下,存在易黏合層4的塗佈性能降低的問題。相反,在所述數均分子量(Mn)小於所述下限值的情況下,在對易黏合層4用鹼進行皂化處理時,存在纖維素酯系樹脂變白從而導致透明性降低的問題。
作為主要成分含在易黏合層4中的纖維素酯系樹脂的重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)的值,雖然沒有特別的限定,但優選的是1.4以上3以下。所述重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)的上限值更優選的是2.5,進一步優選的是2.1。另一方面,所述重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)的下限值更優選的是1.6,進一步優選的是1.8。在所述重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)超過所述上限的情況下,存在易黏合層4的尺寸穩定性降低的問題。相反,在所述纖維素酯系樹脂的重均分子量(Mw)與數均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)小於所述下限的情況下,存在難以製造所希望的纖維素酯的問題。
作為易黏合層4的厚度(平均厚度),雖然沒有特別的限定,但是優選的是0.01μm以上5μm以下。易黏合層4的厚度的上限值更優選的是4μm,進一步優選的是3μm。另一方面,易黏合
層4的厚度的下限值更優選的是0.04μm,進一步優選的是1μm。在易黏合層4的厚度超過所述上限值的情況下,偏振片保護膜1的厚度變厚,存在有違於對液晶顯示裝置的薄型化的要求的問題。此外,在易黏合層4的厚度超過所述上限值的情況下,存在易黏合層4的透濕性降低的問題。相反,在易黏合層4的厚度小於所述下限值的情況下,存在易黏合層4和第一樹脂層3的黏合性降低的問題。與此相對,在易黏合層4的厚度在所述範圍內的情況下,可以保持偏振片保護膜1的厚度處於較薄的厚度,並且能更可靠地黏合對構成易黏合層4的纖維素酯進行皂化而生成的羥基與構成偏振片的聚乙烯醇。
用於形成易黏合層4的纖維素酯的塗佈液的溶劑只要是可以充分溶解纖維素酯的有機溶劑,就沒有特別的限定,例如可以使用二噁烷、丙酮、甲基乙基酮、N,N-二甲基甲醯胺、醋酸甲基、醋酸乙酯、三氯乙烯、二氯甲烷、二氯化乙烯、四氯乙烷、三氯乙烷、三氯甲烷等。此外,在用於形成易黏合層4的纖維素酯的塗佈液中,根據所希望的,也可以添加紫外線吸收劑、潤滑劑、消光劑、抗靜電劑、交聯劑、活性劑等。由於能促進與構成偏振片的聚乙烯醇的黏合,所以特別優選的是添加交聯劑。作為所述的交聯劑的例子,可以列舉多價的環氧化合物、氮丙啶化合物、異氰酸酯化合物、明礬、碘化合物等。
可以使用凹印塗佈機、浸漬塗佈機、逆轉輥式塗佈機、擠出塗佈機等習知的方法,對第一控制層3塗佈用於形成易黏合層4的纖維素酯的塗佈液。作為在塗佈了所述的塗佈液後進行乾燥的方法,沒有特別的限定,可以使用習知的方法,但優選的是使乾燥後殘留的溶劑量在5品質%以下。如果殘留的溶劑量多,則在把偏振片保護膜1層疊於偏振片上後的乾燥過程中,有時在黏合介面會產生氣泡,因此是不好的。
第二控制層5
第二控制層5層疊於基材層2的另一個面側。第二控制層5的主要成分含有與第一控制層3的主要成分相同的樹脂。作為第二控制層5的主要成分只要是含有與第一控制層3相同的樹脂,就沒有特別的限定,但優選的是與第一控制層3的主要成分相同的形成材料。在第二控制層5的主要成分的形成材料與第一控制層3的主要成分的形成材料相同的情況下,可以使第二控制層5和第一控制層3的透濕度更接近,可以更可靠地控制偏振片保護膜1整體的透濕性。此外,在第二控制層5的主要成分的形成材料與第一控制層3的主要成分的形成材料相同的情況下,可以使所述偏振片保護膜1的製造更容易。
此外,作為第二控制層5的厚度(平均厚度),雖然沒有特別的限定,但優選的是0.01μm以上5μm以下。第二控制層5的厚度的上限值更優選的是4μm,進一步優選的是3μm。另一方面,第二控制層5的厚度的下限值更優選的是0.04μm,進一步優選的是1μm。在第二控制層5的厚度超過所述上限值的情況下,偏振片保護膜1的厚度變厚,存在有違於對液晶顯示裝置薄型化的要求的問題。相反,在第二控制層5的厚度小於所述下限值的情況下,存在難以形成第二控制層5的問題。
此外,作為第一控制層3和第二控制層5的合計厚度(平均厚度),雖然沒有特別的限定,但優選的是1.0μm以上10μm以下。第一控制層3和第二控制層5的合計厚度的上限值更優選的是8μm,進一步優選的是6μm。另一方面,第一控制層3和第二控制層5的合計厚度的下限值更優選的是2μm,進一步優選的是3μm。在第一控制層3和第二控制層5的合計厚度超過所述上限值的情況下,偏振片保護膜1的厚度變厚,存在有違於對液晶顯示裝置薄型化的要求的問題,並且透濕性降低,存在會使用於使水溶性黏合劑中含有的水分蒸發所需要的時間變長的問題。相反,在第一控制層3和第二控制層5的合計厚度小於所述下限值
的情況下,存在難以形成第一控制層3和第二控制層5的問題。
作為第二控制層5的厚度,優選的是實質上與第一控制層3的厚度相同。通過使第二控制層5的厚度實質上與第一控制層3的厚度相同,在把第一控制層3和第二控制層5層疊於基材層2上的狀態下,所述偏振片保護膜1可以防止產生捲曲,進而可以使所述偏振片保護膜1的製造更容易。
作為第二控制層5的透濕度,雖然沒有特別的限定,但優選的是1g/m2‧24h以上200g/m2‧24h以下。第二控制層5的透濕度的上限值更優選的是130g/m2‧24h,進一步優選的是80g/m2‧24h。另一方面,第二控制層5的透濕度的下限值更優選的是10g/m2‧24h,進一步優選的是20g/m2‧24h。在第二控制層5的透濕度超過所述上限值的情況下,在外部存在的水分的滲透比例增大,基材層2等的尺寸產生變化的可能性變大。另一方面,在第二控制層5的透濕度小於所述下限值的情況下,在用水溶性黏合劑黏合易黏合層4和偏振片的情況下,存在用於使在所述水溶性黏合劑中含有的水分等蒸發以及用於使所述偏振片保護膜1所含有的水分蒸發所需要的時間會變長的問題。
可以通過與第一控制層3相同的方法,在基材層2的另一個面側上形成第二控制層5。
偏振片保護膜1
作為偏振片保護膜1的透濕度,優選的是1g/m2‧24h以上250g/m2‧24h以下。偏振片保護膜1的透濕度的上限值更優選的是150g/m2‧24h,進一步優選的是100g/m2‧24h。另一方面,偏振片保護膜1的透濕度的下限值更優選的是10g/m2‧24h,進一步優選的是20g/m2‧24h。在偏振片保護膜1的透濕度超過所述上限值的情況下,從外部滲透的水分的比例增大,基材層2等尺寸發生變化的可能性變大。相反,在偏振片保護膜1的透濕度小於所述下限值的情況下,在用水溶性黏合劑黏合易黏合層4和偏振片
的情況下,存在用於使所述水溶性黏合劑中含有的水分蒸發所需要的時間會變長的問題。
所述偏振片保護膜1由於在一個面側配置有易黏合層4,所以用水溶性黏合劑可以可靠地黏合所述易黏合層4和偏振片。此外,所述偏振片保護膜1通過配置於基材層2的兩個面的第一控制層3和第二控制層5,將透濕性控制成所希望的透濕性,因此在用所述水溶性黏合劑黏合時,可以可靠地使水溶性黏合劑的水分蒸發,可以容易且可靠地進行所述黏合工序。此外,由於所述偏振片保護膜1的基材層2的主要成分是丙烯酸系樹脂,所以在高濕度下的基材層2的尺寸變化比三醋酸纖維素的情況下的小,不易發生光彈性效應。因此,所述偏振片保護膜1的延遲值的變化小。特別是所述偏振片保護膜1在基材層2的另一個面側設置有第二控制層5,將透濕性控制成所希望的透濕性,所以能進一步抑制基材層2的尺寸變化,能使基材層2的尺寸變化更小,使延遲值的變化小。
偏光板11
圖2的偏光板11的結構是:在由聚乙烯醇製成的偏振片12的一個面上,具有圖1的偏振片保護膜1,在偏振片12的另一個面上具備由以往以來使用的纖維素酯製成的偏振片保護膜13。在偏振片12和偏振片保護膜1之間、以及在偏振片12和偏振片保護膜13之間,通過黏合劑(圖中沒有表示)黏合。
偏振片12使用通過對聚乙烯醇樹脂膜用二向色性物質(例如碘或二向色性染料)染色並單軸拉伸而成的偏振片。構成所述聚乙烯醇樹脂膜的聚乙烯醇的聚合度優選的是500以上,更優選的是1000以上。可以通過習知的方法(例如對將樹脂溶解在水或有機溶劑中得到的溶液進行流延成膜的流延法、溶液澆鑄法等)對聚乙烯醇樹脂膜進行成型。偏振片12的厚度(平均厚度)根據使用偏光板11的液晶顯示裝置的目的和用途不同而不同,典型的是
5μm以上100μm以下。只要不損害偏光功能和光學透明性,偏振片12可以含有聚乙烯醇樹脂和二向色性物質以外的任意成分。
作為偏振片12的代表性的製造方法,採用由把聚乙烯醇樹脂膜溶脹、染色、交聯、拉伸、水洗和乾燥工序構成的一系列製造工序。在除了乾燥工序以外的各處理工序中,通過把聚乙烯醇樹脂膜浸漬在各工序中使用的溶液的溶液浴中來進行處理。溶脹、染色、交聯、拉伸、水洗和乾燥的各處理的順序、次數和是否實施,可以根據目的、使用材料和條件等適當設定。例如拉伸處理可以在染色處理前進行,也可以與溶脹處理等同時進行。此外,優選的是在拉伸處理前後進行交聯處理。
可以通過把聚乙烯醇樹脂膜浸漬在用水充滿的處理浴中來進行偏振片12的一系列的製造工序中的溶脹工序。在該處理浴中,可以適當添加甘油或碘化鉀等。典型的溶脹工序的處理浴溫度為20~60℃左右,在處理浴中的浸漬時間為0.1~10分鐘左右。可以通過把聚乙烯醇樹脂膜浸漬在含有碘等二向色性物質的處理浴中來進行染色工序。作為用於該處理浴的溶液的溶劑,通常使用水。相對於100品質份的溶劑,按0.1~1.0品質份的比例使用二向色性物質。典型的染色工序的處理浴溫度為20~70℃左右,浸漬時間為1~20分鐘左右。
可以通過把染色處理後的聚乙烯醇系樹脂膜浸漬在含有交聯劑的處理浴中來進行交聯工序。作為交聯劑的例子,可以列舉硼酸等硼化合物、乙二醛、戊二醛等。作為用於該處理浴的溶液的溶劑,通常使用水。典型的交聯工序的處理浴溫度為20~70℃左右,浸漬時間為1秒~15分鐘左右。拉伸工序在任何階段進行都可以。聚乙烯醇樹脂膜的拉伸倍率優選的是5倍以上。作為拉伸方法例如可以採用濕式拉伸法。作為在該情況下的處理浴的溶液,優選的是在水或有機溶劑中添加有各種金屬鹽、碘、硼或鋅的化合物的溶液。
可以通過把實施了各種處理後的聚乙烯醇樹脂膜浸漬在水洗浴中來進行水洗工序。通過該水洗工序可以把聚乙烯醇樹脂膜上不需要的殘存物洗掉。水洗浴可以是純水,也可以是碘化物(碘化鉀,碘化鈉等)的水溶液。水洗浴的溫度優選的是10~60℃。典型的浸漬時間是1秒~1分鐘。進行水洗的次數可以是一次,也可以是多次。作為乾燥工序例如可以採用自然乾燥、吹風乾燥、加熱乾燥。典型的乾燥溫度為20~80℃,乾燥時間為1~10分鐘。通過進行所述各工序,可以製造偏振片12。
把纖維素酯的片狀原料和增塑劑溶解在二氯甲烷中形成黏稠液體,再在其中溶解增塑劑而成為塗料,從熔融擠出機在連續轉動的不銹鋼等的金屬帶上流延,進行乾燥,在半乾狀態下從帶上剝離之後,乾燥並卷取,可以製造偏振片保護膜13。作為纖維素酯優選的是從由三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素和醋酸丁酸纖維素構成的組中選擇的物質,特別優選的是三醋酸纖維素。
優選的是,在將偏振片保護膜1與偏振片12進行黏合之前用鹼對易黏合層4進行皂化。通過該皂化,把纖維素酯的酯基轉換成作為親水性基團的羥基,由此能夠提高偏振片保護膜1與由作為親水性樹脂的聚乙烯醇形成的偏振片12的化學親和性,並大幅度提高偏振片保護膜1與偏振片12相互的黏合性。
作為用於皂化處理的鹼水溶液,例如可以使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋰的水溶液等。所述的金屬氫氧化物的濃度通常為5品質%以上40品質%以下。此外,皂化處理的溫度優選的是10℃以上80℃以下。在金屬氫氧化物的濃度小於5品質%的情況下、皂化處理的溫度小於10℃的情況下,皂化處理所需要的時間增加,因此是不好的。通過把偏振片保護膜1持續合適的時間浸漬在所述的鹼水溶液浴中,來進行皂化處理。
通過圖3示意性表示的裝置21黏合實施了皂化處理後的偏振
片保護膜1與由聚乙烯醇製成的偏振片12。圖3所示的用於黏合多個膜的裝置21包括:輥22,用於提供偏振片12;輥23,用於提供偏振片保護膜1;黏合劑供給裝置24,用於供給黏合劑;輥25,用於通過黏合劑按壓並黏合偏振片12和偏振片保護膜1。
作為用於在通過裝置21黏貼偏振片保護膜1的易黏合層4和偏振片12中使用的黏合劑,可以例舉聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛等聚乙烯醇系黏合劑、丙烯酸丁酯等乙烯系乳液等。通常所述的黏合劑作為水溶液使用。作為黏合劑的樹脂溶液中的固體成分濃度,考慮到塗佈性和放置的穩定性等,優選的是0.1~15品質%。此外,作為黏合劑的樹脂溶液的黏度,例如優選的是1~50mPa‧s的範圍內。
在裝置21中,從輥22提供的膜狀偏振片12和從輥23提供的皂化處理後的偏振片保護膜1被送向輥25的方向,提供適量的黏合劑,使得該黏合劑夾入偏振片12和偏振片保護膜1之間,然後通過輥25按壓,黏合偏振片12和偏振片保護膜1的易黏合層4,由此得到在偏振片12的一個面上層疊有偏振片保護膜1的結構件。然後,在未層疊有偏振片保護膜1的偏振片12的面上,也通過同樣的方法層疊偏振片保護膜13,由此得到偏光板11。
用水溶性黏合劑可以可靠地黏合所述偏光板11的偏振片保護膜1的易黏合層4和偏振片12。此外,由於通過第一控制層3和第二控制層5將偏振片保護膜1的透濕性控制成所希望的透濕性,所以在用所述水溶性黏合劑黏合時,可以可靠地使水溶性黏合劑的水分蒸發,可以容易且可靠地進行所述黏合工序。其結果,可以可靠地黏合所述偏光板11的偏振片保護膜1和偏振片。此外,由於所述偏振片保護膜1的基材層2的主要成分是丙烯酸系樹脂,所以在高濕度下的基材層2的尺寸變化比三醋酸纖維素的情況的小,從而不易產生光彈性效應。因此偏振片保護膜1的延遲值的變化小。特別是在基材層2的另一個面側設置有第二控制
層5,將偏振片保護膜1的透濕性控制成所希望的透濕性,所以可以進一步抑制基材層2的尺寸變化,可以進一步減小基材層2的尺寸變化。因此,所述偏光板11可以減小偏振片保護膜1的延遲值的變化,可以發揮所希望的光學特性。
液晶顯示元件31
把本發明的圖2的偏光板11通過黏合劑層35黏貼在用透明介質層33(例如玻璃)夾持液晶層34而構成的液晶盒32的兩個面上,構成圖4的液晶顯示元件31。本發明的偏振片保護膜1(基材層2、第一控制層3、易黏合層4和第二控制層5)配置在偏振片12的外側的面側(設置有液晶盒32的方向的相反一側),由以往以來使用的纖維素酯製成的偏振片保護膜13配置在偏振片12的內側的面側(設置有液晶盒32的方向側)。構成液晶盒32的液晶層34、透明介質層33、以及黏合劑層35的材料沒有特別的限定,可以使用習知的材料。
通過水溶性黏合劑可以可靠地黏合所述液晶顯示元件31的偏振片保護膜1的易黏合層4和偏振片12。此外,通過第一控制層3和第二控制層5,將偏振片保護膜1的透濕性控制成所希望的透濕性,所以在用所述水溶性黏合劑黏合時,可以可靠地使水溶性黏合劑的水分蒸發,可以容易且可靠地進行所述黏合工序。其結果,可以可靠地黏合所述液晶顯示元件31的偏振片保護膜1和偏振片12。此外,偏振片保護膜1的基材層2的主要成分是丙烯酸系樹脂,所以在高濕度下的基材層2的尺寸變化比三醋酸纖維素的情況下的小,從而不易產生光彈性效應。因此偏振片保護膜1的延遲值的變化小。特別是在基材層2的另一個面側設置有第二控制層5,將偏振片保護膜1的透濕性控制成所希望的透濕性,所以可以進一步抑制基材層2的尺寸變化,可以進一步減小基材層2的尺寸變化。因此,所述液晶顯示元件31可以減小偏振片保護膜1的延遲值的變化,可以發揮所希望的光學特性。因此,所述液晶
顯示元件31可以高效地利用光源的光,恰當地進行顯示。
其他實施方式
此外,本發明的偏振片保護膜、偏光板和液晶顯示元件除了所述方式以外,還可以實施各種變形、改進。例如也可以使偏振片保護膜的第二控制層的厚度實質上比第一控制層的厚度厚。由此,通過使第二控制層的厚度實質上比第一控制層的厚度厚,可以對抗要將易黏合層側作為內側捲曲的力而賦予所述偏振片保護膜防止捲曲的功能,可以防止所述偏振片保護膜整體產生捲曲。其結果,所述偏振片保護膜能夠提高尺寸穩定性。
所述偏振片保護膜也可以設置在偏振片的兩個面(內側的面側和外側的面側)上。由此,可以提高設置於偏振片的內側的面側和外側的面側的偏振片保護膜的尺寸的穩定性。此外,也可以是下述結構:所述偏振片保護膜設置在偏振片的內側的面側,並且在偏振片的外側的面側設置其他的偏振片保護膜。
此外,在第二控制層的另一個面側(未層疊有基材層的面側),還可以設置其他層(防強光()層、防反射層、防眩層、低折射率層等防反射層、抗靜電層、硬塗層(固化樹脂層)、光學補償層等)。例如通過在第二控制層的另一個面側設置防眩層(防反射層),除了對偏振片的保護功能以外,還可以發揮防眩功能。此外,通過在第二控制層的另一個面側設置硬塗層,可以強化對偏振片的保護功能。
所述偏光板只要層疊於液晶盒的任意一個面側就可以,無需一定層疊於液晶盒的兩個面上。
如上所述,本發明的偏振片保護膜、使用了所述偏振片保護膜的偏光板、以及使用了所述偏光板的液晶顯示元件可以減小因濕度造成的所述偏振片保護膜的基材層的尺寸變化,從而可以抑制所述偏振片保護膜的延遲值的變化,並且可以容易且可靠地通
過水溶性黏合劑黏合所述偏振片保護膜和偏振片,可以用於從電子計算器和鐘錶等小型產品到汽車用計量儀器、PC監視器、電視機這樣的大型產品等各種領域。
1‧‧‧偏振片保護膜
2‧‧‧基材層
3‧‧‧第一控制層
4‧‧‧易黏合層
5‧‧‧第二控制層
Claims (12)
- 一種偏振片保護膜,其中,所述偏振片保護膜用於與液晶顯示面板的偏振片黏合,所述偏振片保護膜包括:基材層,以丙烯酸系樹脂為主要成分;第一控制層,層疊於所述基材層的一個面側,用於控制透濕性;易黏合層,層疊於所述第一控制層的一個面側;以及第二控制層,層疊於所述基材層的另一個面側,用於控制透濕性,所述第一控制層和所述第二控制層作為主要成分含有相同的樹脂。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,所述第一控制層的厚度與所述第二控制層的厚度實質上相同。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,所述第二控制層實質上比所述第一控制層厚。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,所述丙烯酸系樹脂的光彈性係數為-5×10-12/Pa以上5×10-12/Pa以下。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,所述易黏合層作為主要成分含有纖維素酯系樹脂。
- 根據申請專利範圍第5項所述的偏振片保護膜,其中,所述纖維素酯系樹脂的數均分子量(Mn)為40000以上100000以下。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,所述第一控制層和所述第二控制層作為主要成分含有丙烯酸改性聚酯系樹脂。
- 根據申請專利範圍第7項所述的偏振片保護膜,其中,所述第一控制層和所述第二控制層還含有聚氨酯系樹脂。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,透濕度為1g/m2‧24h以上250g/m2‧24h以下。
- 根據申請專利範圍第1項所述的偏振片保護膜,其中,所述基材層的延遲值(Re)為-15nm以上15nm以下。
- 一種偏光板,包括:申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的偏振片保護膜;以及偏振片,通過水溶性黏合劑黏合於所述偏振片保護膜的所述易黏合層。
- 一種液晶顯示元件,其中,所述液晶顯示元件包括液晶盒以及申請專利範圍第11項所述的偏光板,所述偏光板層疊於所述液晶盒的一個面側。
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