TWI439740B - 光學薄膜、偏光板及影像顯示裝置 - Google Patents

光學薄膜、偏光板及影像顯示裝置 Download PDF

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Description

光學薄膜、偏光板及影像顯示裝置
本發明係有關於一種光學薄膜、偏光板及使用該偏光板而成之影像顯示裝置，該光學薄膜係偏光子的保護膜用光學薄膜，其霧度小、透明性優良、且雙折射小等的光學特性優良，並具有良好的機械強度及耐熱性，且透濕性優良；該偏光板係在偏光子的一面或兩面利用該薄膜作為保護膜而成；而該影像顯示裝置係使用該偏光板而成。
偏光板係具有只有使具有特定振動方向的光線透射並將其他的光線遮蔽的功能之材料，例如作為構成液晶顯示裝置的組件之一而廣泛地被使使用。此種偏光板通常係使用具有由偏光子及保護薄膜層積而成的結構者。前述偏光子係只有使具有特定振動方向的光線透射之功能者，例如通常使用將聚乙烯醇(以下有時記載為「PVA」)薄膜延伸、並以碘或二色性染料等染色而成的薄膜。又，最近亦使用塗布型的偏光子。
前述保護薄膜係擔任保持偏光子並對偏光板整體賦予實用性的強度等功能者，例如通常係使用纖維素系薄膜的三乙醯纖維素(以下有時記載為「TAC」)薄膜等。因為纖維素薄膜的透明性良好、且雙折射小等光學均勻性優良，並具有實用的耐熱性及優良的機械強度，所以作為偏光子保護薄膜時具有優良的特性。
又，因為透濕度高，在與PVA等偏光子貼合時PVA或黏著劑的水分透過性優良等加工性亦良好的緣故，所以通常被使用作為偏光子保護薄膜(例如，參照專利文獻1)。
但是，因為纖維素系薄膜(例如TAC薄膜)之的吸水性亦高，會有偏光子性能低落、因吸水引起尺寸安定性等問題。
為了解決該問題點，藉由使用吸水率比先前的TAC薄膜小的薄膜材料作為偏光子的保護薄膜，來嘗試提高尺寸安定性，但是吸水性小的聚碳酸酯薄膜或聚對酞酸乙二酯薄膜，因為光彈性常數大，外部應力的作用會產生相位差的變化，作為偏光板會產生性能降低之問題。
因此，有提案(例如參照專利文獻2)，揭示一種薄膜的透濕度低、且單軸延伸而成的高密度聚乙烯或聚丙烯薄膜作為偏光子保護薄膜。
但是單軸延伸而成的高密度聚乙烯或聚丙烯薄膜會有產生相位差、並引起偏光板的功能下降之問題。
專利文獻1：特開平7－120617號公報專利文獻2：特公平6－12362號公報
鑒於上述問題點，本發明的目的係提供一種光學薄膜、偏光板及使用該偏光板而成之影像顯示裝置，該光學薄膜係偏光子的保護膜用光學薄膜，其霧度小、透明性優良、且雙折射小等的光學特性優良，並具有良好的機械強度及耐熱性，且透濕性優良；該偏光板係在偏光子的一面或兩面利用該薄膜作為保護膜而成；而該影像顯示裝置係使用該偏光板而成。
為了達成前述目的，本發明者等重複專心研討的結果，發現使用藉由金屬茂觸媒而合成之聚丙烯系樹脂所構成的光學薄膜適合作為偏光子的保護膜，能夠解決上述課題。
亦即，本發明係[1]一種偏光子之保護膜用光學薄膜，其特徵係藉由金屬茂觸媒而合成之聚丙烯系樹脂所構成的，[2]如[1]之光學薄膜，其中前述聚丙烯系樹脂的彎曲彈性模數為700MPa以上，[3]如[1]或[2]之光學薄膜，其中前述丙烯系樹脂的熔融流速(MFR；按照JIS K7210，在230℃、2.16公斤負荷之條件中的測定值)為20克/10分鐘以上，[4]如[1]至[3]中任一項之光學薄膜，其中前述光學薄膜係未延伸薄膜，[5]如[1]至[4]中任一項之光學薄膜，其係相對於100質量份前述丙烯系樹脂，更含有0.03~0.5質量份的二亞苄基山梨糖醇系添加物者，[6]如[1]至[5]中任一項之光學薄膜，其中於前述光學薄膜的厚度方向的Rth為20~60奈米，[7]一種偏光板，其係在偏光子的至少單面上形成如[1]至[6]中任一項之光學薄膜而構成的，及[8]一種影像顯示裝置，其係使用如[7]項之偏光板而構成的。
本發明的光學薄膜之霧度小、透明性優良、且雙折射小等的光學特性優良，且透濕性優良。又，耐熱性、耐濕熱性等各種耐久性優良，又，不會對偏光板的光學功能有任何影響，而能夠提高偏光板的偏光度，而且柔軟且富於彈性。而且，因為本發明的光學薄膜對來自外部的衝擊或變形具有抵抗力，藉由貼合於偏光子，能夠得到一種顯著提高了作為液晶顯示元件的強度或信賴性之偏光板。
此外，本發明光學薄膜與先前被泛用的TAC薄膜比較時，具有與其同等以上的保護功能。特別是相對於TAC薄膜係親水性、幾乎沒有防濕性，因為本發明的光學薄膜係疏水性，能夠大幅度地提升偏光板的耐久性。
本發明的光學薄膜其特徵係藉由金屬茂觸媒合成而成的聚丙烯系樹脂所構成的。
在本發明所使用的聚丙烯系樹脂係藉由後述的金屬茂觸媒合成而成者，其中以丙烯與α－烯烴的共聚物為佳。α－烯烴能夠使用乙烯、碳數4~18的1－烯烴，具體上可舉出例如乙烯、1－丁烯、1－戊烯、1－己烯、1－辛烯、1－庚烯、4－甲基－戊烯－1、4－甲基－己烯－1及4,4－二甲基戊烯－1等。共聚物中的丙烯單位的比率較佳為80莫耳%以上、共聚合單體為20莫耳%以上。共聚合單體之上述的α－烯烴未限定1種類，能夠使用2種類以上，共聚物亦可以是如三元共聚物之多元系共聚物。
本發明所使用的金屬茂觸媒可以是活性點均勻的單點觸媒，亦可以是活性點不均勻的多點觸媒，其中以多點觸媒為佳。通常能夠使用Zr、Ti及Hf等4~6族過渡金屬化合物、特別是4族過渡金屬化合物、具有環戊二烯基或環戊二烯基衍生物的基之有機過渡金屬化合物。
環戊二烯基衍生物的基能夠使用五甲基環戊二烯基等的烷基取代物基、或是2個以上的取代基鍵結所構成的飽和或不飽和環狀取代基之基，代表性可適合舉出的有茚基、茀基、薁基、或是此等的部分加氫物。又，可適合舉出的亦有複數個的環戊二烯基藉由伸烷基、亞矽烷基及亞甲鍺烷基等鍵結而成者。
助觸媒能夠使用選自由鋁氧化合物、與金屬茂化合物反應能夠將金屬茂化合物成分變換為陽離子的離子性化合物、或路易斯酸、固體酸、或離子交換性層狀矽酸鹽所組成群組之至少1種的化合物。又，按照必要亦可與此等化合物同時添加有機鋁化合物。
上述的層狀矽酸鹽係意指矽酸鹽化合物其藉由離子鍵等，具有的結晶結構係所構成的面互相以微弱黏合力平行地重疊而成。在本發明，層狀矽酸鹽以離子交換性為佳。在此，離子交換性係意指在層狀矽酸鹽的層間，陽離子能夠交換。大部分的層狀矽酸鹽，天然的主要係以作為黏土礦物的主成分而出產。此等層狀矽酸鹽未限定是天然產者，亦可以是人工合成物。
層狀矽酸鹽的具體例若是眾所周知的層時沒有特別限制，可舉出例如地開石、珍珠陶土、高嶺土、富矽高嶺土、準埃洛石及埃洛石等的高嶺士族；纖蛇紋石、利蛇紋石(lizardite)、葉蛇紋石等的蛇紋石族；蒙脫石、鋅蒙脫石(sauconite)、貝得石(beidelite)、囊脫石、皂石、帶雲母、鋰蒙脫石及富鎂蒙脫石等的蒙脫石族；蛭石(vermiculite)等的蛭石族；雲母、伊利石、絹雲母及海綠石等的雲母族；綠坡縷石；沸石；坡縷石；膨土；紅鈦錳礦；滑石；及綠泥石群。此等亦可形成混合層。
此等之中，以蒙脫石、鋅蒙脫石、貝得石、囊脫石、皂石、鋰蒙脫石、富鎂蒙脫石、膨土、帶雲母等的蒙脫石族、蛭石族及雲母族為佳。
此等的層狀矽酸鹽能夠施加化學處理。在此化學處理係指表面處理用以除去黏附於表面的不純物及對層狀矽酸鹽的結晶結構、化學組成產生影響的處理之任一種都可以使用。具體上，可舉出(甲)酸處理、(乙)鹼處理、(丙)鹽類處理及(丁)有機物處理等。此等處理能夠除去表面的不純物、使層間的陽離子交換及使結晶結構中的Al、Fe、Mg等的陽離子溶出，結果能夠形成離子複合體、分子複合體及有機衍生物等，且能夠改變表面積或層間距離、固體酸性度。此等處理可單獨進行，亦可組合2種以上的處理。
藉由上述金屬茂觸媒合成聚丙烯系樹脂之方法(聚合方法)，可舉出在此等觸媒的存在下，使用惰性溶劑之漿體法；實質上未使用溶劑的氣相法；溶液法；或以聚合單體作為溶劑之整體聚合法等。
其次，在本發明的聚丙烯系樹脂之彎曲彈性模數以700MPa以上為佳，以900MPa以上為更佳。彎曲彈性模數在上述範圍內時，作為光學薄膜能夠得到充分的強度，能夠容易地進行後加工。
又，在本發明的聚丙烯系樹脂之熔融流速(以下有時記載為MFR)以20克/l0分鐘以上為佳，以20克~40克/10分鐘為更佳。在此，MFR係依據JIS K7210所測定的值，其測定條件係230℃、2.16kg負荷。聚丙烯系樹脂的MFR在上述範圍時，光學薄膜能夠得到充分的強度，能夠容易地進行後加工。而且，因為樹脂未產生變形，所以不容易顯現相位差，又，因為在製造批量內MFR容易安定，所以能夠安定地成形，且因為能夠抑制MFR調整劑等添加劑的添加量，所以不會對物性造成不良的影響。調整聚丙烯系樹脂的MFR通常能夠藉由MFR調整劑來進行。
在本發明之聚丙烯系樹脂的熔點(Tm)以130℃以上為佳。熔點(Tm)為130℃以上時，未延伸薄膜時，因為彎曲彈性模數提高，作為光學薄膜的強度增加而不會影響後加工，乃是較佳。
而且，該聚丙烯系樹脂的拉伸強度以20 MPa以上為佳。20 MPa以上時，透過黏著劑層使用捲裝進出的方法將光學薄膜貼合於偏光子時不會賦予配向，因為光學薄膜不會產生相位差，所以能夠維持偏光板的性能。
又，在本發明，為了提升拉伸強度、且提升透明性，亦可添加添加物，添加物以對相位差的影響微小之二亞苄基山梨糖醇系添加物為佳。
本發明所使用的二亞苄基山梨糖醇系以使用1,3－2,4－二亞苄基山梨糖醇系、1,3－2,4－二對甲基二亞苄基山梨糖醇等的二－取代二亞苄基山梨糖醇、調配二－取代亞苄基山梨糖醇與二甘油一脂肪酸酯而成者等為佳。
已知二亞苄基山梨糖醇系添加物係作為透明化核劑，有助於提高聚丙烯系樹脂的透明性及強度，在本發明，發現使用作為偏光子的保護膜用光學薄膜時，對相位差幾乎沒有影響。
上述二亞苄基山梨糖醇系添加物之中，以滲出較少之安定的二甘油一脂肪酸酯加添二亞苄基山梨糖醇系核劑為佳。二甘油一脂肪酸酯以二甘油一月桂酸酯、二甘油一肉豆蔻酸酯及二甘油一硬脂酸酯等為佳，能夠單獨或混合此等而使用。
相對於100質量份聚丙烯系樹脂，上述添加劑的含量以0.03~0.5質量份的範圍為佳。0.03質量份以上時，能夠謀求提高透明性及充分的強度。另一方面，即便添加量高於0.5質量份時，因為無法更提高透明性或強度，在成本上係不利的。
又，特別是使用添加二甘油一脂肪酸酯而成的二－取代亞苄基山梨糖醇時，相對於100質量份聚丙烯系樹脂，二－取代亞苄基山梨糖醇以0.01~0.3質量份為佳，混合的二甘油一脂肪酸酯以0.01~0.2質量份為佳。
又，在本發明的光學薄膜，能夠按照所得到的薄膜的需要物性，在不損害必要的透明性的範圍，調配各種烯烴樹脂或添加劑。
烯烴樹脂亦可在未高於10質量%範圍少量地添加藉由齊格勒觸媒合成的同元聚丙烯、無規聚丙烯等。
又，添加劑可舉出例如耐候性改良劑、耐磨耗性提升劑、聚合抑制劑、交聯劑、紅外線吸收劑、防靜電劑、黏著性提升劑、調平劑、觸變性賦予劑、偶合劑、界面活性劑、高分子電解質、導電性錯合物、抗黏結劑、滑劑、可塑劑、消泡劑、填料及溶劑等。
在此，耐候性改良劑能夠使用紫外線吸收劑、或光安定劑。
紫外線吸收劑係無機系及有機系任一者都可以，無機系紫外線吸收劑以使用平均粒徑為5~120奈米左右的二氧化鈦、氧化鈰及氧化鋅等為佳。又，有機系紫外線吸收劑係例如苯并***系，具體上可舉出2－(2－羥基－5－甲基苯基)苯并***、2－(2－羥基－3,5－二－第三戊基苯基)苯并***、聚乙二醇之3－[3－(苯并***－2－基)－5－第三丁基－4－羥基苯基]丙酸酯等。
另一方面，光安定劑係例如受阻胺系，具體上可舉出2－(3,5－二－第三丁基－4－羥基苄基)－2’－正丁基丙二酸雙(1,2,2,6,6－五甲基－4－哌啶基)、雙(l,2,2,6,6－五甲基－4－哌啶基)癸二酸酯及肆(2,2,6,6－四甲基－4－哌啶基)－1,2,3,4－丁烷四羧酸酯等。
又，紫外線吸收劑或光安定劑能夠使用在分子內具有(甲基)丙烯醯基等聚合性基之反應性的紫外線吸收劑或光安定劑。
耐磨耗性提升劑例如無機物時可舉出α－氧化鋁、二氧化矽、高嶺土、氧化鐵、鑽石及碳化矽等的球狀粒子。粒子形狀可舉出例如球、橢圓體、多面體及鱗片形等，沒有特別限制，以球狀為佳。有機物可舉出例如交聯丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等的合成樹脂珠粒。粒徑通常為光學薄膜的膜厚度的30~200%左右。此等之中，就硬度高、對提升耐磨耗性的效果大、且比較容易得到球狀的粒子而言，以球狀的α－氧化鋁為佳。
聚合抑制劑可使用例如氫醌、對苯醌、氫醌一甲基醚、五倍子酚及第三丁基兒苯酚等，交聯劑可舉出例如聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、金屬鉗合化合物、吖環丙烷化合物及唑啉化合物等。
填料可使用例如硫酸鋇、滑石、黏土、碳酸鈣及氫氧化鋁等。
紅外線吸收劑可使用例如二硫醇系金屬錯合物、酞菁系化合物及二亞銨化合物等。
在光學薄膜亦可添加各種添加劑，來賦予各種功能、例如高硬度且具有耐擦傷性，亦即賦予所謂硬塗層功能、防霧塗層功能、防污染塗層功能、防眩塗層功能、防止反射塗層功能、紫外線遮蔽塗層功能及紅外線遮蔽塗層功能等。
[光學薄膜的製法]
以下，說明本發明光學薄膜的製法。
光學薄膜能夠將上述的聚丙烯系樹脂擠壓並藉由塗布成形法、鑄塑法、T模頭擠壓成形法、吹塑法及射出成形法等各種成型法等各種成形法而直接製造於偏光子上(參照第1圖)。又，亦可使用上述各種成形法來製造光學薄膜4，隨後，透過黏著劑層而貼合於偏光子。
在本發明，因為在偏光子上所製造的光學薄膜係以未配向為佳，所以較佳是未賦予延伸之未延伸的T模頭擠壓成形。
光學薄膜的厚度以10~200微米的範圍為佳，以30~150微米的範圍為更佳。該厚度為10微米以上時，作為偏光子的保護膜時能夠充分地確保強度，在200微米以下時能夠得到充分的撓性，又，因為輕量而容易處理，且成本上亦是有利的。
在直接偏光子上製造光學薄膜的方法係如第1圖所示。第1圖係預先在偏光子3上塗布好黏著劑層5，並使用擠壓法將聚丙烯的熔融樹脂1製膜(第1圖、左圖)。製膜後的聚丙烯樹脂係固化而成為保護膜4。
又，亦可以預先將保護膜4使用T模頭法製膜，並預先塗布黏著劑層5而與偏光子3貼合。
在本發明，考慮作為偏光子的保護膜用而與TAC並用時，光學薄膜的厚度方向的相位差Rth係以與先前使用的TAC薄膜(厚度80微米)的Rth45奈米大致相同為佳。為了使用作為偏光子的保護膜用，光學薄膜的厚度方向的相位差Rth為20~60奈米的範圍，以20~50奈米的範圍為更佳。光學薄膜的厚度方向的相位差Rth能夠按照所並用的TAC的Rth，而將薄膜厚度調查在需要的數值範圍內。
[偏光板]
本發明之偏光板係在偏光子的單面或兩面貼合上述本發明的光學薄膜而成者。在此，該光學薄膜係與偏光子黏著，來達成作為保護膜的功能。
在本發明的偏光板所使用的偏光子，若是具有只透射具有特定振動方向的光線的功能之偏光子時可使用任何物，例如將聚乙烯醇系薄膜等延伸，並使用碘或二色性染料等染色而成的聚乙烯醇系偏光子；聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等的多烯系偏光子；使用膽固醇型液晶而成的反射型偏光子；及薄膜結晶薄膜系偏光子等，其中，以使用聚乙烯醇系偏光子為佳。
聚乙烯醇系偏光子可舉出例如使聚乙烯醇系薄膜、部分甲縮醛化聚乙烯醇系薄膜、及乙烯－乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等的親水性高分子，吸附碘或二色性染料等的二色性物質並單軸延伸而成者。此等之中，以使用由聚乙烯醇系薄膜及碘等的二色性物質所構成的偏光子為佳。此等偏光子的厚度沒有特別限制，通常為1~100微米左右。
適合使用作為構成偏光子的樹脂之PVA系樹脂，能夠藉由聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而得得到。聚乙酸乙烯酯系樹脂係除了乙酸乙烯酯的同元聚合物之聚乙酸乙烯酯以外，亦可例示乙酸乙烯酯與能夠共聚合的其他單體之共聚物。能夠與乙酸乙烯酯共聚合的其他單體，可舉出例如不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類及不飽和磺酸類等。
PVA系樹脂的皂化度通常為85~100莫耳%，以98~100莫耳%的範圍為佳。該PVA系樹脂係亦可進而被改性，例如亦能夠使用以醛類改性而成的聚乙烯甲縮醛或聚乙烯乙縮醛等。PVA系樹脂的聚合度通常為1,000~10,000，以1,500~10,000的範圍為佳。
偏光板例如能夠經由以下的製程來製造，包含：單軸延伸製程，其將上述的PVA系樹脂薄膜延伸；吸附製程，其係使用二色性色料將PVA系樹脂薄膜染色來吸附該二色性色料；處理製程，其係使用硼酸水溶液處理已吸附有二色性色料的PVA系樹脂薄膜；水洗製程，其係在使用硼酸水溶液處理後進行水洗；及貼合製程，其係在已施行該等製程且使二色性色料吸附配向而成的單軸延伸PVA系樹脂薄膜貼合保護膜。
單軸延伸可在使用二色性色料染色前進行，亦可在與使用二色性色料染色同時進行，又，亦可在使用二色性色料染色後進行。在使用二色性色料染色後進行單軸延伸時，該單軸延伸可在硼酸處之前進行，亦可在硼酸處理中進行。又，亦可在此等複數個階段進行單軸延伸。單軸延伸可在不同周速的輥間進行單軸延伸，亦可使用熱輥來進行單軸延伸。又，亦可在大氣中以乾式延伸進行延伸，亦可在溶劑潤脹而成的狀態以濕式延伸進行延伸。延伸倍率通常為4~8倍左右。
使用二色性色料將PVA樹脂染色時，例如可將PVA系樹脂薄膜浸漬在含有二色性色料的水溶液中。二色性色料具體上可使用碘或二色性色料。
使用碘作為二色性色料時，通常係採用在含有碘及碘化鉀的水溶液浸漬PVA系樹脂薄膜來染色之方法。在該水溶液之碘的含量通常係每100質量份水為0.01~0.5質量份左右，碘化鉀的含量通常係每100質量份水為0.5~10質量份左右。該水溶液的溫度通常為20~40℃左右，又，在該水溶液中的浸漬時間通常為30~300秒左右。
另一方面，使用二色性染料作為二色性色料時，通常係採用在含有二色性染料的水溶液浸漬PVA系樹脂薄膜來染色之方法。在該水溶液之二色性染料的含量通常係每100質量份水為1×10－3 ~1×10－2 質量份左右。該水溶液亦可含有硫酸鈉等無機鹽。該水溶液的溫度通常為20~80℃左右，又，在該水溶液中的浸漬時間通常為30~300秒左右。
使用二色性色料染色後的硼酸處理，能夠藉由將染色後的PVA系樹脂薄膜浸漬在硼酸水溶液來進行。在硼酸水溶液中之硼酸的含量通常係每100質量份水為2~15質量份左右，以5~12質量份左右為佳。
使用碘作為二色性色料時，該硼酸水溶液以含有碘化鉀為佳。在該硼酸水溶液之碘化鉀的含量通常係每100質量份水為2~20質量份左右，以5~15質量份左右為佳。在硼酸水溶液中的浸漬時間通常為100~1,200秒左右，以150~600秒左右為佳，以200~400秒左右為更佳。硼酸水溶液的溫度通常為50℃以上，以50~85℃為佳。
通常對硼酸處理後的PVA系樹脂薄膜進行水洗處理。水洗處理能夠藉由例如將已硼酸處理過的PVA系樹脂薄膜浸漬在水中來進行。水洗後施行乾燥處理而得到偏光子。在水洗處理之水的溫度通常為5~40℃左右，浸漬時間通常為2~120秒左右。隨後進行的乾燥處理通常係使用熱風乾燥機或遠紅外線加熱器來進行。乾燥溫度通常為40~100℃。乾燥處理的處理時間通常為120~600秒左右。
如此進行，能夠得到由使二色性染料吸附配向而成的PVA系樹脂薄膜所構成的偏光子。
[黏著劑層]
如上述，光學薄膜與偏光子之貼合方法能夠藉由透過黏著劑層來進行。
形成黏著劑層之黏著劑可舉出PVA系黏著劑、環氧系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、使不飽和系羧酸或是其酐接枝而成的聚烯烴或是摻合該已接枝的聚烯烴而成的聚烯烴系黏著劑等。此外有具有透明性的黏著劑，例如能夠使用聚乙烯醚系、橡膠系等的黏著劑。其中以PVA系黏著劑為佳。
PVA系黏著劑係含有PVA系樹脂及交聯劑者，PVA系樹脂可舉出例如使聚乙酸乙烯酯皂化而得到的PVA及其衍生物；與單體(其與乙酸乙烯酯具有共聚合性)之共聚物的皂化物；及將PVA縮醛化、胺基甲酸酯化、醚化、接枝化或磷酸酯化等而成的改性PVA等。此等PVA系樹脂可單獨使用1種或並用2種以上。與乙酸乙烯酯具有共聚合性的單體可舉出順丁烯二酸(酐)、反丁烯二酸、巴豆酸、伊康酸、(甲基)丙烯酸等的不飽和羧酸及其酯類、乙烯或丙烯等的α－烯烴、(甲基)烯丙基磺酸(鈉鹼)、磺酸鈉鹼(一烷基順丁烯二酸酯)、二磺酸鈉鹼烷基順丁烯二酸酯、N－羥甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺烷基磺酸鹼鹽、N－乙烯基吡咯啶酮及N－乙烯基吡咯啶酮衍生物等。
PVA系樹脂的聚合度等沒有特別限定，因為黏著性等良好，以使用平均聚合度為100~3000左右、較佳是500~3000、平均皂化度為85~100莫耳%、較佳是90~100莫耳%左右者為佳。
環氧系黏著層有加氫環氧樹脂、脂環族環氧樹脂及脂肪族環氧樹脂等。在環氧樹脂亦可更含有氧雜環丁烷類或多元醇類等用以促進陽離子聚合之化合物。
丙烯酸系黏著劑有以含有以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2－乙基己酯等的丙烯酸酯與如丙烯酸、順丁烯二酸、伊康酸、(甲基)丙烯酸及巴豆酸等的α－一烯烴羧之共聚物(亦包含添加如丙烯腈、乙酸乙酯及苯乙烯等乙烯系單體而成者)作為主體者，因為不會阻礙偏光子的偏光特性，乃是較佳。
又，亦能夠使用使不飽和羧酸或是其酐接枝而成的聚烯烴或是摻合該已接枝的聚烯烴作為黏著劑。接枝所使用的聚烯烴例如有低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚－1－丁烯、聚－4－1－戊烯、乙烯－丙烯共聚物、乙烯－1－丁烯共聚物、丙烯－1丁烯共聚物及此等的混合物等。在聚烯烴的接枝所使用的不飽和羧酸或是其酐可舉出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、檸康酸、檸康酸酐、伊康酸及伊康酸酐等。如此進行所得到的改性聚烯烴可直接使用，亦可調配於聚烯烴而使用。
上述黏著劑層係藉由在光學薄膜、偏光子中任一者的側面或兩側，塗布黏著劑來形成。黏著劑層的厚度以0.01~10微米為佳，以0.03~5微米為更佳。
又，使上述光學薄膜與偏光子黏著時，能夠對光學薄膜之與偏光子接觸的面施行易黏著處理，用以提高黏著性。易黏著處理可舉出電暈處理、電漿處理、低壓UV處理及皂化處理等的表面處理或形成錨固層之方法，亦可並用此等。此等之中，似電暈處理、形成錨固層的方法及並用此等的方法為佳。
接著，在如上述進行易黏著處理後的面形成黏著劑層，並透過該黏著劑層而使本發明的光學薄膜與偏光子貼合。該貼合能夠藉由輥層壓法等來進行。又，加熱乾燥溫度、乾燥時間係按照黏著劑的種類而適當地決定。
以本發明的光學薄膜作為偏光子的保護膜，貼合於偏光子的至少一側的面之本發明的偏光板，亦能夠按照必要在偏光子的另外一側的面層積本發明的光學薄膜，而且亦可以層積由其他樹脂所構成的薄膜。其他樹脂所構成的薄膜可舉出例如反丁烯二酸二酯系樹脂、三乙醯纖維素薄膜、聚醚碸薄膜、聚烯丙酯薄膜、聚對酞酸乙二酯薄膜、聚對酞酸萘二酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、環狀聚烯烴薄膜、順丁烯二醯亞胺系樹脂薄膜及氟樹脂薄膜等。上述由其他樹脂所構成的薄膜亦可以是具有特定相位差之相位差薄膜。
為了提高表面性、耐受傷性，本發明的偏光板以具有至少一層硬塗層之積層體為佳。該硬塗層可舉出例如由矽系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯酸矽系樹脂、紫外線硬化型樹脂、胺基甲酸酯系硬塗劑等所構成的硬塗層，其中，就透明性、耐受傷性及耐藥品性而言，以由紫外線硬化型樹脂所構成的硬塗層為佳，此等硬塗層能夠使用一種類以上。
紫外線硬化型樹脂可舉出例如選自紫外線硬化型丙烯酸胺基甲酸酯、紫外線硬化型環氧丙烯酸酯、紫外線硬化型(聚)酯丙烯酸酯及紫外線硬化型氧雜環丁烷等之一種以上的紫外線硬化樹脂。
硬塗層的厚度以0.1~100微米為佳，特別是以1~50微米為佳，以2~20微米為更佳。又，亦可在硬塗層之間進行底塗處理。
又，本發明的偏光板按照必要能夠進行防止反射或低反射處理等眾所周知的防眩處理。
[影像顯示裝置]
在至少一面形成有本發明的光學薄膜之偏光板，例如能夠貼合於液晶胞等而使用。第2圖係具有本發明的光學薄膜及偏光板之液晶胞的構成例。在第2圖，6係表示液晶胞。該液晶胞6可例示的有以薄膜電晶體型為代表的主動矩陣驅動型等、或扭曲向列型、超扭曲向列型為代表之單純矩陣驅動型等者。第2圖的液晶胞的構成例，係在該液晶胞6的上面，透過黏著劑層(未圖示，以下相同)層積相位差板8，並在此上面，透過黏著劑層(未圖示)層積本發明的偏光板7而成者。在此，光學元件2係層積有該相位差板8及偏光板7，偏光板7在中心具有偏光子3，且在其兩側的表面，透過黏著劑層5而層積有由本發明的光學薄膜所構成的保護膜4。在層積本發明的偏光板7與相位差板8、相位差板8與液晶胞6時，亦能夠在偏光板7、相位差板8及液晶胞6預先設置黏著劑層。
層積本發明的偏光板與液晶胞之黏著劑沒有特別限定，能夠適當地選擇使用例如以丙烯酸系聚合物、矽系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等的聚合物作為原料聚合物者。其中，因為光學透明性優良、顯示適當的濕潤性、凝聚性及黏著性的黏著特性、且耐候性或耐熱性等優良，以丙烯酸系黏著劑為佳。
黏著劑係被要求具有光學透明性、適當的濕潤性、凝聚性及黏著性等的黏著特性、且要求具有優良的耐候性、耐熱性等。而且，從防止吸濕引起發泡現象或剝離現象、熱膨脹差等引起光學特性降低或防止液晶胞的翹曲、進而高品質且耐久性優良之影像顯示裝置的形成性等而言，要求黏著劑層的吸濕性低且耐熱性優良。從此觀點，以丙烯酸系黏著劑為佳。
在黏著劑亦可含有例如天然物或合成物的樹脂類、特別是賦予黏附性的樹脂、或玻璃纖維、玻璃珠、金層粉、由其他的無機粉末所構成的填料或顏料、著色劑及抗氧化劑等添加劑。又，亦可以是含有微粒子而顯示光擴散性之黏著劑層。
將上述黏著劑塗布在本發明的偏光板，能夠藉由適當的方法而沒有特別限定。例如，調製使原料聚合物或其組成物溶解或分散在由甲苯或乙酸乙酯等適當的溶劑的單獨物或混合物所構成的溶劑而成之10~40質量%的黏著劑溶液，並將其以流延方式或塗布方式等適當的展開方式直接塗布在本發明的偏光板上之方法，或是依照該方法，在脫膜性基膜上形成黏著劑層並將其轉移黏附於本發明的偏光板之方法等。
塗布方法能夠使用凹版塗布、棒塗布、輥塗布、逆輥塗布及刮刀式塗布等各種方法，以凹版塗布最為普遍。
黏著劑層亦能夠以不同組成或種類等的重疊層之方式設置在本發明偏光板的一面或兩面。又，設置在兩面時，在本發明的偏光板的正反面，黏著劑不必是同一組成，又，亦不必是同一厚度。亦可以是不同組成、不同厚度的黏著劑層。
又，黏著劑層的厚度能夠按照使用目的或黏附力而適當地決定，通常為1微米~500微米，以5微米~200微米為佳，以10微米~100微米為特佳。
為了在供給實用前的期間防止受到污染，以對黏著劑層的露出面暫時黏附脫模性薄膜來加以保護為佳。藉此，能夠防止在慣例的處理狀態接觸黏著劑層。脫模性薄膜能夠使用例如將塑膠薄膜、橡膠薄片、紙、布、不織布、網、發泡薄片或金屬箔、其等的積層體等適當的薄片體，按照必要使用矽系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當的剝離劑塗布處理而成等先前眾所周知者。
又，在本發明，在上述偏光子、保護膜層及黏著劑層等各層，可藉由使用例如水楊酸酯系化合物或苯酚系化合物、苯并***系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等的紫外線吸收劑進行處理的方式等，來賦予紫外線吸收性能。
本發明的偏光板能夠適合使用於形成影像顯示裝置等各種裝置。在此，影像顯示裝置可舉出包含液晶胞之液晶顯示器、有機EL顯示裝置及觸控式面板等，使用偏光板者時，未限定影像顯示裝置的種類。又，液晶顯示器時’影像顯示裝置通常係藉由適當地組裝液晶胞、光學薄膜及按照必要的照射系統等構成組件並組入驅動電路等來形成，在本發明，除了使用上述的偏光板以外，影像顯示裝置的構成沒有特別限定。可例示在液晶胞的一側或兩側配置偏光板而成的影像顯示裝置、或使用背光板或反射板作為照明系統者等適當的影像顯示裝置。又，液晶胞能夠使用例如TN型或STN型、π型等任意型式者。而且，在構成影像顯示裝置時，例如能夠在適當的位置配置1層或2層以上的擴散板、抗眩層、防止反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列薄片、光擴散板及背光板等適當的組件。
[在有機EL顯示裝置的應用]
本發明的偏光板能夠適合使用於有機EL顯示裝置。
通常，有機EL顯示裝置係在透明基板上依照順序層積透明電極、有機發光層及金屬電極，來形成發光體(有機電致發光體)。在此，有機發光層係各種有機薄膜的積層體，已知有具有由三苯胺衍生物等所構成的電洞注入層與由蒽等螢光性的有機固體所構成的發光層之積層體；或由如此的發光層與由苝衍生物等所構成的電子注入層之積層體；或該等的電洞注入層、發光層及電子注入層之積層體等各種組合的構成。
有機EL顯示裝置係藉由在透明電極及金屬電極施加電壓，並在有機發光層注入電洞及電子，藉由該等電洞與電子的再結合所產生的能量來激發螢光物質，被激發的螢光物質恢復基低態時放射光的原理來發光。在中途再結合的機構係與通常的二極體同樣，亦可以由此預料，對應施加電壓，電流及發光強度係伴隨著整流性而顯示強烈的非線形性。
在有機EL顯示裝置，為了在有機發光層取出發光，至少一側的電極必須是透明的，通常係使用氧化銦(ITO)等透明導電體所形成的透明電極作為陽極。另一方面，為了使電子注入變為容易用以提高發光效率，在陰極使用功函數較小的物質係重要的，通常係使用Mg－Ag、Al－Li等的金屬電極。
在如此構成的有機EL顯示裝置，有機發光層係以非常薄的膜形成(厚度為10奈米左右)。所以有機發光層亦與透明電極同樣地使光大致完全地透射。結果，因為在未發光時從透明基板的表面入射，並透射透明電極及有機發光層而在金屬電極反射的光會再次往透明基板的表面側射出，所以觀察外部時，可觀察到有機EL顯示裝置的顯示面係鏡面。
有機EL顯示裝置在藉由施加電壓來發光的有機發光層的表面側具備透明電極之同時，含有在有機發光層的背面側具備金屬電極而成的有機電致發光體，該有機EL顯示裝置該能夠在透明電極的表面側設置本發明的偏光板，且能夠在該透明電極與偏光板之間設置雙折射層(相位差板)。
因為本發明的偏光板具有使從外部入射而在金屬電極反射的光線偏光之作用，藉由該偏光作為具有從外部不會觀察到金屬電極的鏡面之效果。特別是以λ/4板構成雙折射層且將偏光板與該雙折射層的偏光方向的構成角度調整為π/4時，能夠完全地遮蔽金屬電極的鏡面。
亦即，入射該有機EL顯示裝置的外部光藉由偏光板而只有透射直線偏光成分。該直線偏光係通常藉由雙折射層會成為橢圓偏光，但是雙折射層係λ/4板且與偏光板的偏光方向的構成角度為π/4時會變為圓偏光。該圓偏光係透射透明基板、透明電極及有機薄膜，並在金屬電極反射而再次透射有機薄膜、透明基板，且在雙折射層再次成為直線偏光。而且，因為該直線偏光係與偏光板的偏光方向正交，所以不會透射偏光板。結果能夠完全地遮蔽金屬電極的鏡面。
[應用於觸控式面板]
本發明的光學薄膜亦能夠適合使用於觸控式面板。通常，觸控式面板係操作者藉由筆或手指觸摸設置在顯示畫面的上部，來進行裝置、系統的操作。因為直接觸摸畫面上與藉由方向鍵按壓游標來確定位置比較時，較為直接且直覺，所以近年來大量地被使用。又，近年來，行動電話及PDA(Personal Digital Assistants；個人用行動資訊端末設備)等攜帶式端末設備市場的成長顯著，強烈地要求在太陽光下的觀察性及薄型輕量。觸控式面板有各種方式，能夠按照其優缺點而分別使用。觸控式面板有電阻膜方式、光學式、靜電容量結合方式(亦稱為類比容量結合方式)、紅外線方式、超音波方式及電磁感應式等方式。在此，以電阻膜方式的觸控式面板來說明。
在電阻膜方式的觸控式面板具有玻璃/玻璃型及玻璃/薄膜型。玻璃/玻璃型之附帶透明導電層玻璃基板與附帶透明導電層玻璃基板透過空間而保持，其係安裝在顯示器的表面。又，在汽車載運用或攜帶用觸控式面板，因為要求更輕量化、薄膜化，玻璃/薄膜型係將上部的附帶透明導電層玻璃基板以光學薄膜取代而成的觸控式面板。
玻璃/玻璃型的觸控式面板係如第3圖所示，玻璃/薄膜型的觸控式面板係如第4圖所示，以下，對玻璃/玻璃型的觸控式面板及玻璃/薄膜型的觸控式面板，各自使用第3圖以及第4圖說明。
將直線偏光板、或是在偏光板組合λ/4板並層積而成的圓偏光板使用於觸控式面板的最表面時，作為觸控式面板時能夠得到充分的強度、且藉由防止反射的效果，能夠提高可視性。觸控式面板的偏光板在第3圖係9，在第4圖係17。本發明的光學薄膜能夠適合使用於此等的觸控式面板的偏光板。
將本發明的光學薄膜與由偏光子所構成的偏光板與λ/4板，以使λ/4板的面內的遲相軸與偏光板的偏光軸的角度實質上為45。的方式層積時，能夠得到圓偏光板。實質上為45。係意指40~50°。λ/4板的面內的遲相軸與偏光膜的偏光軸的角度以41~49°為佳，以42~48°為較佳，以43~47°為更佳，以44~46°為最佳。
本發明的光學薄膜亦能夠使用於偏光板的保護膜上、下、上下(設置ITO之輕量化用薄膜)中任一者。又，為了防止觸控式面板反射，有直線偏光型及圓偏光型(直線偏光型與圓偏光比較時，反射率較高)，本發明的光學薄膜能夠使用於圓偏光板亦能夠使用於直線偏光型的偏光板。
使用本發明光學薄膜而成的圓偏光板或直線偏光板，能使用於透射型、反射型中任一者。
實施例
以下，藉由實施例及比較例來更詳細地說明本發明，但是本發明完全未限定於此等實施例。
(評價方法)1.彎曲彈性模數依據JIS K7171進行測定。
2.MFR的測定使用MELTINDEXER(「F－W01(型號)」；東洋精機製作所製)，依據JIS K7210在230℃、2.16公斤負荷的條件測定MFR。
3.拉伸強度依據ASTM D638進行。
4.面內相位差的測定對面內相位差，使用相位差測定機(王子計測機器(股)製「KOBRA－WR」)以波長589.3奈米、入射角0度來測定。
5.透明性(霧度)依據JIS K7105測定。
6.耐熱性及耐濕性將實施例1及比較例1所得到的光學薄膜，以使聚乙酸乙烯酯皂化所得到的PVA作為黏著劑，黏著於由使碘吸附配向而成的PVA系樹脂薄膜所構成的偏光子的兩面，來得到偏光板。
從該偏光板切取150毫米平方的試片，耐熱性的評價係在90℃保持1,000小時後觀察偏光板的外觀。未產生變形、著色等的情況為「○」，產生變形、著色等的情況為「×」。
又，耐濕性的評價係觀察在70℃、相對濕度95%保持1,000小時後的偏光板外觀。未產生變形、著色等的情況為「○」，產生變形、著色等的情況為「×」。
7.Rth的測定對實施例1~3及比較例2所得到的光學薄膜，使用相位差測定機(「KOBRA－WR」：王子計測機器股份公司製)以波長589.3奈米在入射角－50~50°的角度每10測定依存的相位差，並使用其結果，算出光學薄膜的厚度方向的相位差Rth。
實施例1將藉由金屬茂觸媒所合成的聚丙烯系樹脂(日本POLYPRO(股)製、商品名：WINTEC、彎曲彈性模數：90OMPa、熔點l42℃、以下記載為「mPP－A」)，在加工溫度為200℃、拉取輥溫度為50℃的條件，以100微米的厚度T模頭單層擠壓成形，得到光學薄膜。
對該光學薄膜，使用上述評價方法評價。結如表1所示。又，測定Rth的結果係如表2所示。
實施例2除了將實施例1所使用的mPP－A，使用藉由金屬茂觸媒所合成的聚丙烯系樹脂(日本POLYPRO(股)製、商品名：WINTEC、彎曲彈性模數：1200MPa、熔融135℃、以下記載為「mPP－B」)代替以外，與實施例1同樣地進行而得到光學薄膜。與實施例1同樣地進行評價，結果如表1及表2所示。
實施例3在實施例1所使用的mPP－A，相對於100質量份mPP－A，更添加1質量份(透明核劑含量：0.1質量份)二－取代二亞苄基山梨糖醇系核劑母料(理研VITAMIN(股)製、商品名RIKEMASTER、PN－10R、核劑10質量%品)，與實施例1同樣的方法而得到光學薄膜。與實施例1同樣地進行評價，結果如表1及表2所示。
實施例4除了將實施例1所使用的mPP－A，使用藉由金屬茂觸媒所合成的聚丙烯系樹脂(日本POLYPRO(股)製、商品名：WINTEC、彎曲彈性模數：700MPa、熔點125℃、以下記載為「mPP－C」)代替以外，與實施例1同樣地進行而得到光學薄膜。與實施例1同樣地進行評價，結果如表1所示。
比較例1除了將實施例1所使用的mPP－A，使用藉由齊格勒觸媒所合的聚丙烯系樹脂(PRIMEPOLYMER製、商品名：PRIMEPO、彎曲彈性模數：1,100MPa、熔點：135℃、以下記載為「RANDOM PP」)以外，與實施例1同樣地進行而得到光學薄膜。與實施例1同樣地進行評價，結果如表1所示。
在實施例1~3所得到的光學薄膜係顯示具有優良的性能。又，實施例4在薄膜端部容易承受應力，雖然面內相位差有偏差而為5~27奈米，但是具有較低的區域，顯示能夠使用於偏光板。另一方面，比較例1所得到的光學薄膜之面內相位差為25奈米，係較高而大幅度地大於10奈米，顯示不適合使用於偏光板。
比較例2藉由上述的測定方法測定市售的TAC薄膜(「FUJITAC(商品名)」：富士軟片股份公司製，厚度：80微米)的Rth。結果為表2。
在實施例1~3所使用的聚丙烯系樹脂的Rth顯示與市售的TAC薄膜的Rth為同程度，相位差性能係與TAC薄膜相同。
產業上之利用可能性
依本發明，能夠提供一種適合作為偏光子的保護膜之光學薄膜，其霧度小、透明性優良、且雙折射小等的光學特性優良，並具有良好的機械強度及耐熱性，且透濕性優良。又，本發明的光學薄膜具有優良的耐熱性、耐濕熱性及耐冷熱循環等的各種耐久性，又，不會對偏光板的光學功能有任何影響，而能夠提高偏光板的偏光度，而且柔軟且富於彈性。
又，因為本發明的光學薄膜對來自外部的衝擊或變形具有抵抗力，藉由貼合於偏光子，能夠得到一種顯著提高了作為液晶顯示元件的強度或信賴性之偏光板。
而且，本發明光學薄膜與先前被泛用的TAC薄膜比較時，對照TAC薄膜係親水性、幾乎沒有防濕性，因為本發明的光學薄膜係疏水性，能夠大幅度地提升偏光板的耐久性。因此，本發明的光學薄膜適合層積於偏光板的至少一面而作為與液晶胞表面基板黏著之保護膜，而且，亦能夠使用於偏光板的他面側的保護膜。
1．．．熔融樹脂(PP)
2．．．光學元件
3．．．偏光子
4．．．保護膜(光學薄膜)
5．．．黏著劑層
6．．．液晶胞
7．．．偏光板
8．．．相位差板(雙折射層)
9．．．觸控式面板的偏光板
10．．．防止反射膜
11．．．λ/4板
12．．．偏光子的保護膜[上]
12’．．．偏光子的保護膜[下]
13．．．偏光子(PVA)
14．．．玻璃
15．．．ITO保護膜
16．．．偏光子的保護膜[下外]
17．．．觸控式面板的偏光板
第1圖係本發明偏光板的製程之模式圖。
第2圖係具有本發明偏光板之液晶胞的構成例之模式圖。
第3圖係具有本發明偏光板之電阻膜方式的觸控式面板(玻璃/玻璃型)的構成例之模式圖。
第4圖係具有本發明偏光板之電阻膜方式的觸控式面板(玻璃/薄膜型)的構成例之模式圖。

Claims (8)

  1. 一種偏光子之保護膜用光學薄膜，其特徵係藉由金屬茂觸媒而合成之聚丙烯系樹脂、與相對於100質量份該聚丙烯系樹脂，更含有0.03~0.5質量份的二亞苄基山梨糖醇系添加物者所構成，該二亞苄基山梨糖醇系添加物為二-取代二亞苄基山梨糖醇、或調配二-取代亞苄基山梨糖醇與二甘油一脂肪酸酯而成者。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學薄膜，其中該聚丙烯系樹脂的彎曲彈性模數為700MPa以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光學薄膜，其中該聚丙烯系樹脂的熔融流速(MFR；按照JIS K7210，在230℃、2.16公斤負荷之條件中的測定值)為20克/10分鐘以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之光學薄膜，其中該光學薄膜係未延伸薄膜。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之光學薄膜，其中於該光學薄膜的厚度方向的相位差Rth為20~60奈米。
  6. 一種偏光板，其係在偏光子的至少單面上形成如申請專利範圍第1至5項中任一項之光學薄膜而構成者。
  7. 一種影像顯示裝置，其係依序具有如申請專利範圍第6項之偏光板、黏著劑層及液晶胞。
  8. 如申請專利範圍第7項之影像顯示裝置，其係在偏光板與液晶胞之間具有相位差板。
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