本發明涉及在偏振片的至少一面夾隔著膠粘劑層層疊有透明保護膜的偏振膜及其制造方法。該偏振膜可以自己單獨地、或者作為層疊有它的光學膜來形成液晶顯示裝置(LCD)、有機EL顯示裝置、CRT、PDP等圖像顯示裝置。
背景技術:
液晶顯示裝置在鐘表、攜帶電話、PDA、筆記本個人電腦、個人電腦用監視器、DVD播放器、TV等中市場需求正在急速地拓展。液晶顯示裝置是使由液晶的轉換(switching)引起的偏振狀態可見化的裝置,根據其顯示原理,目前使用的是偏振片。尤其是在TV等用途中,越發要求高亮度、高對比度、寬視角,偏振膜也開始越發要求高透射率、高偏振度、高色彩重現性等。
作為偏振片,由于具有高透射率、高偏振度,因此通常最為廣泛地使用例如使聚乙烯醇(以下也簡稱為“PVA”)吸附碘、并拉伸而得的結構的碘系偏振片。通常偏振膜使用的是利用在水中溶解聚乙烯醇系的材料而得的所謂水系膠粘劑在偏振片的兩面貼合透明保護膜而成的偏振膜(下述專利文獻1及專利文獻2)。作為透明保護膜,使用透濕度高的三乙酰纖維素等。在使用了所述水系膠粘劑的情況下(所謂的濕式層壓),在使偏振片與透明保護膜貼合后,需要干燥工序。
另一方面,取代所述水系膠粘劑,提出了活性能量射線固化型膠粘劑。在使用活性能量射線固化型膠粘劑制造偏振膜的情況下,不需要干燥工序,因此可以提高偏振膜的生產率。例如,由本發明人等提出了使用N-取代酰胺系單體作為固化性成分的、自由基聚合型的活性能量射線固化型膠粘劑(下述專利文獻3及專利文獻4)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2006-220732號公報
專利文獻2:日本特開2001-296427號公報
專利文獻3:日本特開2012-052000號公報
專利文獻4:日本特開2012-068593號公報
技術實現要素:
發明所要解決的問題
專利文獻3及4中記載的使用活性能量射線固化型膠粘劑形成的膠粘劑層能夠充分地通過例如評價在60℃溫水中浸漬6小時后的脫色、剝落的有無的耐水性試驗。但是,近年來,對于偏振膜用膠粘劑,逐漸要求如下程度的耐水性的進一步提高,即,可以通過例如評價在水中浸漬(飽和)后進行端部指甲剝離時的剝落的有無的更加嚴酷的耐水性試驗。因而,實際情況是,包括專利文獻3及4中記載的活性能量射線固化型膠粘劑在內,對于迄今為止報告過的偏振膜用膠粘劑,在耐水性的方面有進一步改良的余地。
但是,近年來對于有機高分子材料,也經常要求相矛盾(二律背反)的特性,實際情況是,若為單一的有機高分子材料則很難滿足該要求特性。為了滿足相矛盾的要求特性,在很多領域中提出了向有機高分子材料中加入具有不同性質的異種材料、將其復合化的技術。在膠粘技術中,例如在使不同的2種被粘物膠粘的情況下,為了提高與各個被粘物的膠粘性,可以考慮將膠粘劑層制成2層結構。但是,在將膠粘劑層制成2層結構的情況下,應力會集中于其界面,膠粘劑層的膠粘力有可能降低。特別是對于近年來被要求薄型化的偏振膜用膠粘劑而言,很難確立將膠粘劑層設為2層結構的技術,僅就本發明人等所知,沒有此種報告例。
如上所述,在特別要求薄型化的偏振膜用膠粘劑的領域中,實際情況是,在使偏振片及透明保護膜的不同的2種被粘物膠粘時,很難開發出在提高膠粘性的同時提高耐水性的技術。
本發明是為了解決上述問題而開發的,其目的在于,提供一種在層疊偏振片及透明保護膜時顯示出高膠粘力、并且具備耐水性優異的膠粘劑層的偏振膜,并提供所述偏振膜的制造方法。
用于解決問題的方法
作為偏振膜的構件的偏振片與透明保護膜例如從親水性的觀點出發也顯示出不同的特性,因此從提高與兩被粘物的膠粘力的觀點出發,將用于使這些被粘物層疊的膠粘劑層制成2層結構是有利的,然而如前所述,有可能因膠粘劑層內的界面剝離等反而使膠粘力降低。
本發明人等為了解決所述問題進行了深入研究,結果發現,如果不是將膠粘劑層設為2層結構,而是采用在膠粘劑層中具有使偏振片側的親水性成分的濃度變高的成分傾斜結構的膠粘層,就可以在提高與偏振片的膠粘性的同時,提高膠粘劑層的耐水性。本發明是基于該見解而完成的,具備下述構成。
即,本發明涉及一種偏振膜,其特征在于,是在偏振片的至少一面夾隔著膠粘劑層層疊有透明保護膜的偏振膜,所述膠粘劑層是由向活性能量射線固化型膠粘劑組合物照射活性能量射線而得的固化物層形成的層,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分、和logPow為2~7的B成分,所述膠粘劑層的在所述偏振片側的所述A成分的濃度高。
本發明的偏振膜所具備的膠粘劑層是由向活性能量射線固化型膠粘劑組合物照射活性能量射線而得的固化物層形成,該活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分、和logPow為2~7的B成分。作為膠粘劑層的被粘物的偏振片、特別是聚乙烯醇系偏振片顯示出親水性,本發明的膠粘劑層的在偏振片側的A成分的濃度高,該A成分的logPow為-1~1,顯示出高親水性。因此,與偏振片親和性特別強的顯示出親水性的A成分更多地偏在于膠粘劑層的偏振片側界面,將膠粘劑層與偏振片牢固地膠粘。另一方面,本發明的偏振膜所具備的膠粘劑層具有在偏振片側的A成分的濃度變高的成分傾斜結構,因此與在偏振片側的A成分的濃度高相反,在透明保護膜側,logPow為2~7、顯示出高疏水性的B成分的濃度變高。透明保護膜與偏振片相比為疏水性,因此本發明的偏振膜所具備的膠粘劑層與透明保護膜也牢固地膠粘,并且耐水性提高。
而且,僅就本發明人等所知,在近年來被要求薄型化的偏振膜所具備的膠粘劑層中,不存在采用了偏振片側的親水性成分的濃度變高的成分傾斜結構的例子。
本發明的偏振膜的膠粘劑層中,對于在偏振片側的A成分的濃度變高這一點、以及具有在偏振片側的A成分的濃度變高的成分傾斜結構這一點,例如可以利用飛行時間型二次離子質譜分析法(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:TOF-SIMS)確認。TOF-SIMS的原理是當在超高真空下向試樣照射一次離子束(例如1E12ions/cm2以下)時,僅從試樣的最外表面(深數左右)放出二次離子,通過將二次離子導入飛行時間型(TOF型)質譜儀,就可以得到質譜。利用該原理,可以得到存在于試樣最外表面的元素組成、化合物的化學結構的信息。此外在本發明中,為了確認在膠粘劑層中在偏振片側的A成分的濃度變高這一點、以及具有在偏振片側的A成分的濃度變高的成分傾斜結構這一點,可以利用團簇離子蝕刻法。
以下,對“團簇離子蝕刻法”進行說明。例如在利用將單原子離子束(Ar+、Cs+等)作為蝕刻離子使用的一般的蝕刻法來蝕刻膠粘劑層的表面的情況下,膠粘劑層表面的分子結構受到破壞,形成損傷層。該情況下,即使意圖利用TOF-SIMS得到該表面的質譜,也會因損傷層的影響,而無法測定膠粘劑層的表面的正確的質譜。另一方面,在利用將“Ar氣團簇離子(Arn+)”作為蝕刻離子使用的“團簇離子蝕刻法”的情況下,對蝕刻后的膠粘劑層的表面施加的損傷變低,不會形成損傷層,因此蝕刻后的膠粘劑層的表面保持了蝕刻前的該表面的分子結構。因而,通過利用TOF-SIMS,可以正確地測定膠粘劑層的表面的質譜。
圖1中表示出利用了TOF-SIMS的、評價膠粘劑層中在偏振片側的A成分的濃度變高這一點的方法的示意圖。圖1的(I)給出本發明的偏振膜的一例,該偏振膜中,在偏振片1的兩面夾隔著膠粘劑層3層疊有透明保護膜2。首先,用超薄切片機水平切削(I)中給出的偏振膜的透明保護膜2(圖1的(I)中為上側透明保護膜2),減薄與膠粘劑層3接觸的透明保護膜2的厚度((II))。然后,如(III)中所示,利用TOF-SIMS,測定被切薄了的透明保護膜2的表面的質譜,由此來分析該表面的組成。然后,如(IV)所示,利用“團簇離子蝕刻法”,蝕刻被切薄了的透明保護膜2表面后,利用TOF-SIMS,分析該表面的組成。此外如(V)所示,利用“團簇離子蝕刻法”,蝕刻透明保護膜2表面,由此使膠粘劑層3的透明保護膜2側的表面析出,利用TOF-SIMS,分析該表面的組成。自此以后,反復進行利用了“團簇離子蝕刻法”的蝕刻處理、和利用TOF-SIMS的對析出的膠粘劑層3的表面的組成的分析,持續進行蝕刻處理和膠粘劑層3(進而是偏振片1)的表面的組成的分析,直至最終到達偏振片表面。利用上述說明了的方法,可以確認膠粘劑層中在偏振片側的A成分的濃度變高這一點、以及具有在偏振片側的A成分的濃度變高的成分傾斜結構這一點。
在上述偏振膜中,在所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有(甲基)丙烯酰胺衍生物作為所述A成分的情況下、以及所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有多官能(甲基)丙烯酸酯作為所述B成分的情況下,由于膠粘劑層的與偏振片及透明保護膜的膠粘性及耐水性更高,因此優選。
在上述偏振膜中,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有將(甲基)丙烯酸系單體聚合而成的丙烯酸系低聚物。另外,在上述偏振膜中,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有含羥基的光聚合引發劑。在活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有非聚合性的將(甲基)丙烯酸系單體聚合而成的丙烯酸系低聚物的情況下,夾于偏振片與透明保護膜間的膠粘劑組合物的成分的偏在容易進行,在膠粘劑層中,A成分的濃度在偏振片側容易變得更高。另外,在作為聚合引發劑含有含羥基的光聚合引發劑的情況下,向在偏振片側的A成分的濃度高的膠粘劑層中的溶解性提高,膠粘劑層的固化性提高。這些情況的結果是,膠粘劑層與偏振片及透明保護膜的膠粘性及耐水性進一步提高,因此優選。
在上述偏振膜中,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有選自金屬醇鹽及金屬螯合物中的至少1種有機金屬化合物。
在夾隔著膠粘劑層在偏振片上層疊透明保護膜而得的偏振膜被暴露于結露環境下的情況下,尤其會產生膠粘劑層與偏振片之間的膠粘剝離,作為其機理之一,可以如下所示地推定。首先,透過了保護膜的水分在膠粘劑層中擴散,該水分向偏振片界面側擴散。此處,就以往的偏振膜而言,對于膠粘劑層與偏振片之間的膠粘力,氫鍵和/或離子鍵的參與度大,然而由于擴散到偏振片界面側的水分,界面處的氫鍵及離子鍵發生解離,其結果是,膠粘劑層與偏振片的膠粘力降低。由此,就會有在結露環境下產生膠粘劑層與偏振片之間的膠粘剝離的情況。
另一方面,本發明的偏振膜中,在所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有選自金屬醇鹽及金屬螯合物中的至少1種有機金屬化合物的情況下,該有機金屬化合物因水分的夾雜而成為活性的金屬種,其結果是,有機金屬化合物與偏振片、以及構成膠粘劑層的活性能量射線固化性成分雙方牢固地相互作用。由此,即使在偏振片與膠粘劑層的界面存在有水分,它們也會借助有機金屬化合物牢固地相互作用,因此偏振片與膠粘劑層之間的膠粘耐水性大幅度提高。
在上述偏振膜中,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物所含有的所述有機金屬化合物的金屬優選為鈦。
在上述偏振膜中,優選所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有所述金屬醇鹽作為所述有機金屬化合物,所述金屬醇鹽所具有的有機基團的碳原子數為6以上。
在上述偏振膜中,優選所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有所述金屬螯合物作為所述有機金屬化合物,所述金屬螯合物所具有的有機基團的碳原子數為4以上。
在上述偏振膜中,優選含有粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物。在形成膠粘劑層的活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物的情況下,偏振片與膠粘劑層之間的膠粘耐水性提高,作為其理由,可以考慮以下的方面。在水分透過保護膜、且水分在膠粘劑層中擴散的情況下,在偏振片與膠粘劑層的界面中,化合物所具有的烷氧基硅烷基因水分的夾雜而變為硅醇基,與存在于偏振片表面的羥基、羧基等官能團形成共價鍵。此外,在含烷氧基硅烷基的化合物的粘度為15mPa·s以上(高分子量)的情況下,可以在膠粘劑組合物的聚合前階段保持流動性的同時,在組合物的聚合途中階段使正在聚合物化的膠粘劑組合物與含烷氧基硅烷基的化合物產生適度的不相容性,與低粘度(低分子量)的含烷氧基硅烷基的化合物相比,會有更容易偏在于被粘物界面的趨勢。因而,即使假設設定為低配合量,也會因粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物偏在于偏振片面側,而在偏振片與膠粘劑層之間形成更多的氫鍵和/或離子鍵、以及共價鍵,偏振片與膠粘劑層之間的膠粘耐水性大幅度提高。
在上述偏振膜中,所述含烷氧基硅烷基的化合物的主鏈優選為丙烯酸系聚合物結構。
在上述偏振膜中,使所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化而得的膠粘劑層的25℃時的儲能模量優選為1.0×107Pa以上。
本發明的偏振膜例如可以利用如下的制造方法制造,所述制造方法包括:涂布工序,在所述偏振片及所述透明保護膜的至少一面,涂布所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物;貼合工序,使所述偏振片及所述透明保護膜貼合;和膠粘工序,從所述偏振片面側或所述透明保護膜面側照射活性能量射線,使所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化,夾隔著由此得到的所述膠粘劑層,使所述偏振片及所述透明保護膜膠粘。特別是,在本發明的偏振膜的制造方法中,如果在所述涂布工序后直到所述膠粘工序之前的期間,將所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度調整為15~40℃,則在膠粘劑層中,A成分的濃度在偏振片側容易變得更高,因此優選。為了將所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度調整為15~40℃,例如也可以通過利用調整運送膜的室內的溫度、導輥的溫度等方法調整涂布膠粘劑組合物的膜的溫度來進行調整。
本發明的偏振膜的特征在于,所述膠粘工序后形成的所述膠粘劑層的所述偏振片側的所述A成分的濃度高。本發明的偏振膜例如也可以利用下述制造方法來制造:
所述偏振膜的制造方法的特征在于,是在偏振片的至少一面夾隔著膠粘劑層層疊有透明保護膜的偏振膜的制造方法,所述膠粘劑層是由向活性能量射線固化型膠粘劑組合物照射活性能量射線而得的固化物層形成的層,所述偏振膜的制造方法包括:第一涂布工序,在所述偏振片的貼合面,涂布含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分的第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物;第二涂布工序,在所述透明保護膜的貼合面,涂布含有logPow為2~7的B成分的第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物;貼合工序,使所述偏振片及所述透明保護膜貼合;和膠粘工序,從所述偏振片面側或所述透明保護膜面側照射活性能量射線,使所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化,夾隔著由此得到的所述膠粘劑層,使所述偏振片及所述透明保護膜膠粘,在所述膠粘工序后形成的所述膠粘劑層的所述偏振片側的所述A成分的濃度高。
而且,在將膠粘劑層制成2層結構的情況下,如前所述,應力集中于其界面,膠粘劑層的膠粘力有可能降低。另一方面,根據該制造方法,由于第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物與第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物在具有流動性的狀態下被貼合,因此在2層間會進行一定程度的相容化,所以不會形成2層結構,而是形成在偏振片側顯示出高親水性的A成分的濃度變高的成分傾斜結構。由此,不會引起第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物與第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物間的界面剝離,偏振片與透明保護膜具有良好的膠粘性,并且偏振膜具有良好的耐水性。
在上述偏振膜的制造方法中,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有選自金屬醇鹽及金屬螯合物中的至少1種有機金屬化合物。
在上述偏振膜的制造方法中,所述第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有所述有機金屬化合物。
在上述偏振膜的制造方法中,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物所含有的所述有機金屬化合物的金屬優選為鈦。
在上述偏振膜的制造方法中,優選所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有所述金屬醇鹽作為所述有機金屬化合物,所述金屬醇鹽所具有的有機基團的碳原子數為6以上。
在上述偏振膜的制造方法中,優選所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有所述金屬螯合物作為所述有機金屬化合物,所述金屬螯合物所具有的有機基團的碳原子數為4以上。
在上述偏振膜的制造方法中,優選含有粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物。
在上述偏振膜的制造方法中,所述含烷氧基硅烷基的化合物的主鏈優選為丙烯酸系聚合物結構。
在上述偏振膜的制造方法中,使所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化而得的膠粘劑層的25℃時的儲能模量優選為1.0×107Pa以上。
附圖說明
圖1是表示利用了TOF-SIMS的膠粘劑層的成分傾斜結構的評價方法的示意圖。
具體實施方式
本發明的偏振膜是在偏振片的至少一面夾隔著膠粘劑層層疊透明保護膜而得的偏振膜,膠粘劑層由向活性能量射線固化型膠粘劑組合物照射活性能量射線而得的固化物層形成。
活性能量射線固化型膠粘劑組合物可以大致上分為電子束固化型、紫外線固化型、可見光線固化型等。此外,紫外線固化型、可見光線固化型膠粘劑可以分為自由基聚合固化型膠粘劑和陽離子聚合型膠粘劑。本發明中,將波長范圍10nm~小于380nm的活性能量射線表述為紫外線,將波長范圍380nm~800nm的活性能量射線表述為可見光線。
作為構成自由基聚合固化型膠粘劑的化合物,可以舉出自由基聚合性化合物。自由基聚合性化合物可以舉出具有(甲基)丙烯酰基、乙烯基等碳-碳雙鍵的自由基聚合性的官能團的化合物。這些固化性成分可以使用單官能自由基聚合性化合物或二官能以上的多官能自由基聚合性化合物的任意種。另外,這些自由基聚合性化合物可以單獨使用1種,或者組合使用2種以上。作為這些自由基聚合性化合物,例如適合為具有(甲基)丙烯酰基的化合物。本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有具有(甲基)丙烯酰基的化合物作為主成分,具體而言,在將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,優選含有50重量%以上的具有(甲基)丙烯酰基的化合物,更優選含有80重量%以上。而且,本發明中,所謂(甲基)丙烯酰基,是指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基,“(甲基)”在以下是相同的意味。
<單官能自由基聚合性化合物>
作為單官能自由基聚合性化合物,例如可以舉出具有(甲基)丙烯酰胺基的(甲基)丙烯酰胺衍生物。(甲基)丙烯酰胺衍生物不僅確保與偏振片或各種透明保護膜的膠粘性,另外,聚合速度快、生產率優異,從這一點出發優選。作為(甲基)丙烯酰胺衍生物的具體例,例如可以舉出N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-己基(甲基)丙烯酰胺等含有N-烷基的(甲基)丙烯酰胺衍生物;N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羥乙基(甲基)丙烯酰胺、N-羥甲基-N-丙烷(甲基)丙烯酰胺等含有N-羥烷基的(甲基)丙烯酰胺衍生物;氨基甲基(甲基)丙烯酰胺、氨基乙基(甲基)丙烯酰胺等含有N-氨基烷基的(甲基)丙烯酰胺衍生物;N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-乙氧基甲基丙烯酰胺等含有N-烷氧基的(甲基)丙烯酰胺衍生物;巰基甲基(甲基)丙烯酰胺、巰基乙基(甲基)丙烯酰胺等含有N-巰基烷基的(甲基)丙烯酰胺衍生物;等。另外,作為(甲基)丙烯酰胺基的氮原子形成雜環的含有雜環的(甲基)丙烯酰胺衍生物,例如可以舉出N-丙烯酰基嗎啉、N-丙烯酰基哌啶、N-甲基丙烯酰基哌啶、N-丙烯酰基吡咯烷等。
在所述(甲基)丙烯酰胺衍生物當中,從與偏振片或各種透明保護膜的膠粘性的方面出發,優選含有N-羥烷基的(甲基)丙烯酰胺衍生物,另外,作為單官能自由基聚合性化合物,例如可以舉出具有(甲基)丙烯酰氧基的各種(甲基)丙烯酸衍生物。具體而言,例如可以舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-硝基丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸3-戊酯、(甲基)丙烯酸2,2-二甲基丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸4-甲基-2-丙基戊酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯等(甲基)丙烯酸(碳原子數1-20)烷基酯類。
另外,作為所述(甲基)丙烯酸衍生物,例如可以舉出(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環戊酯等(甲基)丙烯酸環烷基酯;(甲基)丙烯酸芐酯等(甲基)丙烯酸芳烷基酯;(甲基)丙烯酸2-異冰片酯、(甲基)丙烯酸2-降冰片基甲酯、(甲基)丙烯酸5-降冰片烯-2-基-甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-2-降冰片基甲酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烷酯等多環式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、烷基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等含有烷氧基或苯氧基的(甲基)丙烯酸酯;等。
另外,作為所述(甲基)丙烯酸衍生物,可以舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯等(甲基)丙烯酸羥烷基酯、或丙烯酸[4-(羥基甲基)環己基]甲基酯、環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯等含羥基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯縮水甘油醚等含有環氧基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羥丙酯等含有鹵素的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯;(甲基)丙烯酸3-氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸3-乙基氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸3-丁基氧雜環丁烷基甲酯、(甲基)丙烯酸3-己基氧雜環丁烷基甲酯等含有氧雜環丁烷基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸四氫糠酯、丁內酯(甲基)丙烯酸酯等具有雜環的(甲基)丙烯酸酯、或羥基特戊酸新戊二醇(甲基)丙烯酸加成物、對苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯等。
另外,作為單官能自由基聚合性化合物,可以舉出(甲基)丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸、異巴豆酸等含有羧基的單體。
另外,作為單官能自由基聚合性化合物,例如可以舉出N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-ε-己內酰胺、甲基乙烯基吡咯烷酮等內酰胺系乙烯基單體;乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基嗎啉等具有含氮的雜環的乙烯基系單體等。
另外,作為單官能自由基聚合性化合物,可以使用具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物。具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物是在末端或分子中具有(甲基)丙烯酰基等活性雙鍵基、并且具有活性亞甲基的化合物。作為活性亞甲基,例如可以舉出乙酰乙酰基、烷氧基丙二酰基、或氰基乙酰基等。所述活性亞甲基優選為乙酰乙酰基。作為具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物的具體例,例如可以舉出(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙酰乙酰氧基-1-甲基乙酯等(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基烷基酯;(甲基)丙烯酸2-乙氧基丙二酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙酰氧基乙酯、N-(2-氰基乙酰氧基乙基)丙烯酰胺、N-(2-丙酰基乙酰氧基丁基)丙烯酰胺、N-(4-乙酰乙酰氧基甲基芐基)丙烯酰胺、N-(2-乙酰乙酰基氨基乙基)丙烯酰胺等。具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物優選為(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基烷基酯。
<多官能自由基聚合性化合物>
另外,作為二官能以上的多官能自由基聚合性化合物,例如可以舉出三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯、2-乙基-2-丁基丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧乙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧丙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、環狀三羥甲基丙烷甲縮醛(甲基)丙烯酸酯、二氧雜環己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、EO改性二甘油四(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸與多元醇的酯化物、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴。作為具體例,可以舉出Aronix M-220(東亞合成公司制)、LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A(共榮社化學公司制)、LIGHT ACRYLATE DGE-4A(共榮社化學公司制)、LIGHT ACRYLATE DCP-A(共榮社化學公司制)、SR-531(Sartomer公司制)、CD-536(Sartomer公司制)等。另外根據需要,可以舉出各種環氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、或各種(甲基)丙烯酸酯系單體等。
本發明的膠粘劑層的在偏振片側的A成分的濃度高。此外,在膠粘劑層中,為了針對A成分實現成分傾斜結構,活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分、和logPow為2~7的B成分。
辛醇/水分配系數(logPow)是表示物質的親油性的指標,是指辛醇/水的分配係數的對數值。logPow高意味著屬于親油性,即,意味著吸水率低。可以對logPow值進行測定(JIS-Z-7260記載的燒瓶滲透法),然而也可以利用計算算出。本說明書中,使用利用CambridgeSoft公司制Chem Draw Ultra計算出的logPow值。
作為logPow為-1~1的A成分,可以任意地使用前面記載的自由基聚合性化合物當中的logPow為-1~1的化合物,具體而言例如可以舉出羥乙基丙烯酰胺(商品名“HEAA”、興人公司制、LogPow:-0.56)、N-乙烯基甲酰胺(商品名“Beamset 770”、荒川化學公司制、LogPow:-0.25)、丙烯酰基嗎啉(商品名“ACMO”、興人公司制、LogPow:-0.20)、γ-丁內酯丙烯酸酯(商品名“GBLA”、大阪有機化學工業公司制、LogPow:0.19)、丙烯酸二聚物(商品名“β-CEA”、Daicel公司制、LogPow:0.2)、N-乙烯基吡咯烷酮(商品名“NVP”、日本觸媒公司制、LogPow:0.24)、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(商品名“AAEM”、日本合成化學公司制、LogPow:0.27)、丙烯酸2-羥乙酯(商品名“HEA”、大阪有機化學工業公司制、LogPow:0.28)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(商品名“Light Ester G”、共榮社化學制、LogPow:0.57)、二甲基丙烯酰胺(商品名“DMAA”、興人公司制、LogPow:0.58)、丙烯酸四氫糠醇多聚物酯(商品名“Viscoat#150D”、大阪有機化學工業公司制、LogPow:0.60)、丙烯酸4-羥丁酯(商品名“4-HBA”、大阪有機化學工業公司制、LogPow:0.68)、丙烯酸(商品名“丙烯酸”、三菱化學公司制、LogPow:0.69)、三乙二醇二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 3EG-A”、共榮社化學公司制、LogPow:0.72)等。它們當中,作為本發明中logPow為-1~1的A成分,優選使用(甲基)丙烯酰胺衍生物,更優選使用羥乙基丙烯酰胺、丙烯酰基嗎啉、或二甲基丙烯酰胺。在(甲基)丙烯酰胺衍生物以外,優選使用丙烯酸4-羥丁酯。
為了提高膠粘劑層的膠粘力和耐水性,在將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,logPow為-1~1的A成分的含量優選為5~50重量%,更優選為10~45重量%。
作為logPow為2~7的B成分,可以任意地使用前面記載的自由基聚合性化合物當中的logPow為2~7的化合物,具體而言例如可以舉出丙烯酸二環戊烯酯(商品名“FANCRYL FA-511AS”、日立化成公司制、LogPow:2.26)、丙烯酸丁酯(商品名“ACRYLIC ACID BUTYL”、三菱化學公司制、LogPow:2.35)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 1.6HX-A”、共榮社化學公司制、LogPow:2.43)、丙烯酸二環戊酯(商品名“FANCRYL FA-513AS”、日立化成公司制、LogPow:2.58)、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE DCP-A”、共榮社化學公司制、LogPow:3.05)、丙烯酸異冰片酯(商品名“LIGHT ACRYLATE IB-XA”、共榮社化學公司制、LogPow:3.27)、羥基特戊酸新戊二醇丙烯酸加成物(商品名“LIGHT ACRYLATE HPP-A”、共榮社化學公司制、LogPow:3.35)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(商品名“LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A”、共榮社化學公司制、LogPow:3.68)、鄰苯基苯酚EO改性丙烯酸酯(商品名“FANCRYL FA-301A”、日立化成公司制、LogPow:3.98)、2-乙基己基氧雜環丁烷(商品名“Aron Oxetane OXT-212”、東亞合成公司制、LogPow:4.24)、雙酚A二縮水甘油醚(商品名“JER828”、三菱化學公司制、LogPow:4.76)、雙酚A EO6摩爾改性二丙烯酸酯(商品名“FA-326A”、日立化成公司制、LogPow:4.84)、雙酚A EO4摩爾改性二丙烯酸酯(商品名“FA-324A”、日立化成公司制、LogPow:5.15)、雙酚A PO2摩爾改性二丙烯酸酯(商品名“FA-P320A”、日立化成公司制、LogPow:6.10)、雙酚A PO3摩爾改性二丙烯酸酯(商品名“FA-P323A”、日立化成公司制、LogPow:6.26)、雙酚A PO4摩爾改性二丙烯酸酯(商品名“FA-P324A”、日立化成公司制、LogPow:6.43)等。它們當中,作為本發明中logPow為2~7的B成分,優選使用多官能(甲基)丙烯酸酯,更優選使用1,6-己二醇二丙烯酸酯)、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、羥基特戊酸新戊二醇丙烯酸加成物、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、2-乙基己基氧雜環丁烷、雙酚A二縮水甘油醚、雙酚A EO6摩爾改性二丙烯酸酯、雙酚A EO4摩爾改性二丙烯酸酯、雙酚A PO2摩爾改性二丙烯酸酯、雙酚A PO3摩爾改性二丙烯酸酯、或雙酚A PO4摩爾改性二丙烯酸酯。
為了提高膠粘劑層的膠粘力和耐水性,在將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,logPow為2~7的B成分的含量優選為30~95重量%,更優選為40~80重量%。
對于活性能量射線固化型膠粘劑組合物,在活性能量射線使用電子束等情況下,該活性能量射線固化型膠粘劑組合物不需要含有光聚合引發劑,在活性能量射線使用紫外線或可見光線的情況下,優選含有光聚合引發劑。
<光聚合引發劑>
使用自由基聚合性化合物時的光聚合引發劑可以根據活性能量射線適當地選擇。在利用紫外線或可見光線使之固化的情況下,可以使用紫外線或可見光線裂解的光聚合引發劑。作為所述光聚合引發劑,例如可以舉出苯偶酰、二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3,3′-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α,α′-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、α-羥基環己基苯基酮等芳香族酮化合物;甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻丁醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚系化合物;聯苯酰二甲基縮酮等芳香族縮酮系化合物;2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物;1-苯基-1,1―丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物;噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、十二烷基噻噸酮等噻噸酮系化合物;樟腦醌;鹵代酮;酰基磷氧化物;酰基磷酸酯等。
對于所述光聚合引發劑的配合量,在將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,為20重量%以下。光聚合引發劑的配合量優選為0.01~20重量%,更優選為0.05~10重量%,進一步優選為0.1~5重量%。
另外,在以作為固化性成分含有自由基聚合性化合物的可見光線固化型使用本發明的偏振膜用固化型膠粘劑的情況下,特別優選使用對于380nm以上的光為高靈敏度的光聚合引發劑。對于對380nm以上的光為高靈敏度的光聚合引發劑將在后面敘述。
作為所述光聚合引發劑,優選單獨使用以下述通式(1)表示的化合物:
[化1]
(式中,R1及R2表示-H、-CH2CH3、-iPr或Cl,R1及R2可以相同,也可以不同),或者將以通式(1)表示的化合物與后述的對380nm以上的光為高靈敏度的光聚合引發劑并用。在使用了以通式(1)表示的化合物的情況下,與單獨使用對380nm以上的光為高靈敏度的光聚合引發劑的情況相比,膠粘性優異。在以通式(1)表示的化合物當中,特別優選R1及R2為-CH2CH3的二乙基噻噸酮。膠粘劑組合物中的以通式(1)表示的化合物的組成比率相對于固化性成分的總量100重量份優選為0.1~5重量份,更優選為0.5~4重量份,進一步優選為0.9~3重量份。
另外,根據需要優選添加聚合引發助劑。作為聚合引發助劑,可以舉出三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸異戊酯等,特別優選4-二甲基氨基苯甲酸乙酯。在使用聚合引發助劑的情況下,其添加量相對于固化性成分的總量100重量份,通常為0~5重量份,優選為0~4重量份,最優選為0~3重量份。
另外,根據需要可以并用公知的光聚合引發劑。具有UV吸收能力的透明保護膜不會透射380nm以下的光,因此作為光聚合引發劑,優選使用對380nm以上的光為高靈敏度的光聚合引發劑。具體而言,可以舉出2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦等。
特別是,作為光聚合引發劑,優選除了通式(1)的光聚合引發劑以外,還使用以下述通式(2)表示的化合物:
[化2]
(式中,R3、R4及R5表示-H、-CH3、-CH2CH3、-iPr或Cl,R3、R4及R5可以相同,也可以不同)。作為以通式(2)表示的化合物,可以合適地使用也屬于市售品的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮(商品名:IRGACURE907生產商:BASF)。除此以外,2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮(商品名:IRGACURE369生產商:BASF)、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮(商品名:IRGACURE379生產商:BASF)由于靈敏度高,因此優選。
本發明中,在上述光聚合引發劑當中,優選使用含羥基的光聚合引發劑。在活性能量射線固化型膠粘劑組合物作為聚合引發劑含有含羥基的光聚合引發劑的情況下,向在偏振片側的A成分的濃度高的膠粘劑層中的溶解性提高,膠粘劑層的固化性提高。作為具有羥基的光聚合引發劑,例如可以舉出2-甲基-2-羥基苯丙酮(商品名“DAROCUR1173”、BASF公司制)、1-羥基環己基苯基甲酮(商品名“IRGACURE184”、BASF公司制)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-1-丙酮(商品名“IRGACURE2959”、BASF公司制)、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙酰基)-芐基]苯基}-2-甲基-1-丙酮(商品名“IRGACURE127”、BASF公司制)等。特別是1-羥基環己基苯基甲酮向A成分的濃度高的膠粘劑層中的溶解性特別優異,因此更加優選。
<具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物、和具有脫氫作用的自由基聚合引發劑>
在上述活性能量射線固化型膠粘劑組合物中,在作為自由基聚合性化合物使用具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物的情況下,優選與具有脫氫作用的自由基聚合引發劑組合使用。根據該構成,即使是在剛剛從特別高濕度的環境或水中取出后(非干燥狀態),偏振膜所具有的膠粘劑層的膠粘性也會明顯提高。雖然其理由還不清楚,然而可以考慮以下的原因。即,可以推測,具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物在與構成膠粘劑層的其他自由基聚合性化合物一起聚合的同時,被導入膠粘劑層中的基礎聚合物的主鏈和/或側鏈中,形成膠粘劑層。在該聚合過程中,如果存在具有脫氫作用的自由基聚合引發劑,就會在形成構成膠粘劑層的基礎聚合物的同時,從具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物中脫去氫,在亞甲基產生自由基。此后,產生了自由基的亞甲基與PVA等偏振片的羥基發生反應,在膠粘劑層與偏振片之間形成共價鍵。其結果是,特別是在非干燥狀態下,偏振膜所具有的膠粘劑層的膠粘性也會明顯提高。
本發明中,作為具有脫氫作用的自由基聚合引發劑,例如可以舉出噻噸酮系自由基聚合引發劑、二苯甲酮系自由基聚合引發劑等。所述自由基聚合引發劑優選為噻噸酮系自由基聚合引發劑。作為噻噸酮系自由基聚合引發劑,例如可以舉出以上述通式(1)表示的化合物。作為以通式(1)表示的化合物的具體例,例如可以舉出噻噸酮、二甲基噻噸酮、二乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、氯噻噸酮等。在以通式(1)表示的化合物當中,特別優選R1及R2為-CH2CH3的二乙基噻噸酮。
在上述活性能量射線固化型膠粘劑組合物中,在含有具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物、和具有脫氫作用的自由基聚合引發劑的情況下,在將固化性成分的總量設為100重量%時,優選含有1~50重量%的所述具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物,此外相對于固化性成分的總量100重量份含有0.1~10重量份的自由基聚合引發劑。
如上所述,本發明中,在具有脫氫作用的自由基聚合引發劑的存在下,使具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物的亞甲基產生自由基,該亞甲基與PVA等偏振片的羥基發生反應,形成共價鍵。因而,為了使具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物的亞甲基產生自由基,充分地形成該共價鍵,在將固化性成分的總量設為100重量%時,優選含有1~50重量%的具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物,更優選含有3~30重量%。要使耐水性充分地提高而提高非干燥狀態下的膠粘性,優選將具有活性亞甲基的自由基聚合性化合物設為1重量%以上。另一方面,如果大于50重量%,則會有產生膠粘劑層的固化不良的情況。另外,優選相對于固化性成分的總量100重量份含有0.1~10重量份的具有脫氫作用的自由基聚合引發劑,更優選含有0.3~9重量份。要使脫氫反應充分地進行,優選使用0.1重量份以上的自由基聚合引發劑。另一方面,如果大于10重量份,則會有在組合物中不完全溶解的情況。
<陽離子聚合固化型膠粘劑>
作為陽離子聚合固化型膠粘劑的固化性成分,可以舉出具有環氧基或氧雜環丁烷基的化合物。具有環氧基的化合物只要是在分子內具有至少2個環氧基的化合物,就沒有特別限定,可以使用普遍所知的各種固化性環氧化合物。作為優選的環氧化合物,可以作為例子舉出在分子內具有至少2個環氧基和至少1個芳香環的化合物(芳香族系環氧化合物);在分子內具有至少2個環氧基、且其中的至少1個是在與構成脂環式環的相鄰的2個碳原子之間形成的化合物(脂環式環氧化合物)等。但是在膠粘劑層中,為了針對A成分實現成分傾斜結構,即使在使用陽離子聚合固化型膠粘劑的情況,活性能量射線固化型膠粘劑組合物也需要含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分、和logPow為2~7的B成分。
<光陽離子聚合引發劑>
陽離子聚合固化型膠粘劑作為固化性成分含有以上說明的環氧化合物及氧雜環丁烷化合物,由于它們均為通過陽離子聚合而固化的化合物,因此配合光陽離子聚合引發劑。該光陽離子聚合引發劑因可見光線、紫外線、X射線、電子束等活性能量射線的照射而產生陽離子種或路易斯酸,引發環氧基或氧雜環丁烷基的聚合反應。
<選自金屬醇鹽及金屬螯合物中的至少1種有機金屬化合物>
金屬醇鹽是在金屬上鍵合至少一個以上的作為有機基團的烷氧基而得的化合物,金屬螯合物是在金屬上借助氧原子鍵合或配位有機基團而得的化合物。作為金屬優選鈦、鋁、鋯。其中,與鈦相比鋁及鋯的反應性快,膠粘劑組合物的可使用時間變短,并且有膠粘耐水性的提高效果變低的情況。因而,從提高膠粘劑層的膠粘耐水性的觀點出發,作為有機金屬化合物的金屬更優選鈦。
在本發明的偏振膜用固化型膠粘劑組合物作為有機金屬化合物含有金屬醇鹽的情況下,優選使用金屬醇鹽所具有的有機基團的碳原子數為4以上的化合物,更優選含有碳原子數為6以上的化合物。如果碳原子數為3以下,則膠粘劑組合物的可使用時間變短,并且會有膠粘耐水性的提高效果變低的情況。作為碳原子數為6以上的有機基團,例如可以舉出辛氧基,可以合適地使用。作為合適的金屬醇鹽的例子,例如可以舉出鈦酸四異丙酯、鈦酸四正丁酯、鈦酸丁酯二聚物、鈦酸四辛酯、鈦酸叔戊酯、鈦酸四叔丁酯、鈦酸四硬脂基酯、四異丙氧基鋯、四正丁氧基鋯、四辛氧基鋯、四叔丁氧基鋯、四丙氧基鋯、仲丁氧基鋁、乙氧基鋁、異丙氧基鋁、丁氧基鋁、單仲丁氧基二異丙氧基鋁、二異丙氧基單仲丁氧基鋁等。其中,優選鈦酸四辛酯。
在本發明的偏振膜用固化型膠粘劑組合物作為有機金屬化合物含有金屬螯合物的情況下,優選含有金屬螯合物所具有的有機基團的碳原子數為4以上的化合物。如果碳原子數為3以下,則膠粘劑組合物的可使用時間變短,并且會有膠粘耐水性的提高效果變低的情況。作為碳原子數為4以上的有機基團,例如可以舉出乙酰丙酮基、乙基乙酰乙酸酯基、異硬脂酸酯基、亞辛基乙醇酸酯基等。它們當中,從提高膠粘劑層的膠粘耐水性的觀點出發,作為有機基團優選乙酰丙酮基或乙基乙酰乙酸酯基。作為合適的金屬螯合物的例子,例如可以舉出乙酰丙酮鈦、亞辛基乙醇酸鈦、四乙酰丙酮鈦、乙酰乙酸乙酯鈦、多羥基硬脂酸鈦、二丙氧基-雙(乙酰丙酮)鈦、雙(亞辛基乙醇酸)鈦酸二丁酯、雙(乙酰乙酸乙酯)鈦酸二丙酯、乳酸鈦、二乙醇胺合鈦、三乙醇胺合鈦、雙(乳酸)鈦酸二丙酯、雙(三乙醇胺)鈦酸二丙酯、雙(三乙醇胺)鈦酸二正丁酯、單硬脂酸鈦酸三正丁酯、雙(乙酰乙酸乙酯)鈦酸二異丙酯、雙(乙酰乙酸酯)鈦酸二異丙酯、雙(乙酰丙酮)鈦酸二異丙酯、磷酸鈦化合物、乳酸鈦銨鹽、1,3-丙二氧基鈦雙(乙酰乙酸乙基酯)、十二烷基苯磺酸鈦化合物、氨基乙基氨基乙醇酸鈦、四乙酰丙酮鋯、單乙酰丙酮鋯、雙乙酰丙酮鋯、雙(乙酰乙酸乙酯)(乙酰丙酮)鋯、乙酸鋯、(乙酰乙酸乙酯)鋯酸三正丁酯、雙(乙酰乙酸乙酯)鋯酸三正丁酯、三(乙酰乙酸乙酯)鋯酸三正丁酯、四(乙酰乙酸正丙酯)鋯、四(乙酰乙酰乙酸酯)鋯、四(乙酰乙酸乙基酯)鋯、乙酰乙酸乙酯鋁、乙酰丙酮鋁、雙(乙酰乙酸乙酯)乙酰丙酮鋁、乙酰乙酸乙酯鋁酸二異丙酯、乙酰丙酮鋁酸二異丙酯、雙(乙酰乙酸乙酯)鋁酸異丙酯、雙(乙酰丙酮)鋁酸異丙酯、三(乙酰乙酸乙酯)鋁、三(乙酰丙酮)鋁、單乙酰丙酮·雙(乙酰乙酸乙酯)鋁。其中,優選乙酰丙酮鈦、乙酰乙酸乙酯鈦。
作為本發明中可以使用的有機金屬化合物,在上述以外還可以舉出辛酸鋅、月桂酸鋅、硬脂酸鋅、辛酸錫等有機羧酸金屬鹽、乙酰丙酮鋅螯合物、苯甲酰基丙酮鋅螯合物、二苯甲酰基甲烷鋅螯合物、乙酰乙酸乙基鋅螯合物等鋅螯合物化合物等。
<其他成分>
本發明的活性能量射線固化型膠粘劑組合物也可以含有下述成分。
<粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物>
作為粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物,可以使用比含有烷氧基硅烷基的低分子量化合物更高分子量的化合物,特別是可以合適地使用在側鏈和/或分子末端含有烷氧基硅烷基的聚合物、或低聚物型含烷氧基硅烷基的化合物。
作為在側鏈和/或分子末端含有烷氧基硅烷基的聚合物,可以合適地使用主鏈為(甲基)丙烯酸系聚合物結構的聚合物。作為構成丙烯酸系聚合物的(甲基)丙烯酸系單體,例如可以舉出(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸甲苯酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸異硬脂基酯等(甲基)丙烯酸酯等。本發明中,所謂(甲基)丙烯酰基,是指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基,“(甲基)”在以下是相同的意味。
在側鏈和/或分子末端含有具有烷氧基硅烷基的聚合物的粘度優選為15mPa·s以上,更優選為10000mPa·s以上,進一步優選為100000mPa·s以上。粘度的上限沒有特別限定,然而在考慮到操作性等情況下,優選為2000000mPa·s以下。
作為低聚物型含烷氧基硅烷基的化合物,可以舉出低分子量含烷氧基硅烷基的化合物的水解縮合物。作為低分子量含烷氧基硅烷基的化合物的水解縮合物也可以合適地使用市售品,例如可以舉出信越化學工業株式會社制的X-41-1059A、X-24-9590、KR-516、X-41-1805、KR513、X-40-9296、KR-511、KR-500、X-40-9225、X-40-9246、X-40-9250、KR-401N、X-40-9227、KR-510、KR-9218、KR-213等。
低聚物型含烷氧基硅烷基的化合物的粘度優選為15mPa·s以上,更優選為20mPa·s以上,進一步優選為25mPa·s以上。粘度的上限沒有特別限定,然而在考慮到操作性等情況下,優選為100000mPa·s以下。
本發明中,粘度為15mPa·s以上的含烷氧基硅烷基的化合物的含有比例相對于活性能量射線固化性成分的總量100重量份優選為0.2~15重量份的范圍,更優選為0.5~10重量份,進一步優選為0.8~5重量份。這是因為,在大于15重量份的配合量的情況下,膠粘劑組合物的保存穩定性惡化、或用于與偏振片、保護膜膠粘的成分的比率相對不足而使膠粘性有可能降低。另外,在小于0.2重量份的情況下,無法充分地發揮膠粘耐水性的效果。
<丙烯酸系低聚物>
本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物除了可以含有所述自由基聚合性化合物的固化性成分、或陽離子聚合固化型膠粘劑以外,還可以含有使(甲基)丙烯酸系單體聚合而成的丙烯酸系低聚物。在活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有使非聚合性的(甲基)丙烯酸系單體聚合而成的丙烯酸系低聚物的情況下,容易推進夾設于偏振片及透明保護膜間的膠粘劑組合物的成分的偏在,更容易獲得在偏振片側的A成分的濃度變高的成分傾斜結構。由此,膠粘劑層與偏振片及透明保護膜的膠粘性及耐水性進一步提高,因此優選。此外,通過在活性能量射線固化型膠粘劑組合物中含有丙烯酸系低聚物成分,可以減少對該組合物照射活性能量射線并使之固化時的固化收縮,可以降低膠粘劑與偏振片及透明保護膜等被粘物的界面應力。其結果是,可以抑制膠粘劑層與被粘物的膠粘性的降低。為了更加可靠地獲得固化物層(膠粘劑層)的成分傾斜結構,此外為了充分地抑制固化收縮,在將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,優選將丙烯酸系低聚物的含量設為5~30重量%,更優選設為10~20重量%。
在考慮到涂布時的操作性和均勻性的情況下,活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選為低粘度,因此使(甲基)丙烯酸系單體聚合而成的丙烯酸系低聚物(A)也優選為低粘度。作為低粘度的丙烯酸系低聚物,優選重均分子量(Mw)為15000以下的低聚物,更優選10000以下的低聚物,特別優選5000以下的低聚物。另一方面,為了進一步推進夾設于偏振片及透明保護膜間的膠粘劑組合物的成分的偏在,丙烯酸系低聚物(A)的重均分子量(Mw)優選為500以上,更優選為1000以上,特別優選為1500以上。作為構成丙烯酸系低聚物(A)的(甲基)丙烯酸系單體,具體而言例如可以舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-硝基丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸3-戊酯、(甲基)丙烯酸2,2-二甲基丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸4-甲基-2-丙基戊酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯等(甲基)丙烯酸(碳原子數1-20)烷基酯類、以及例如(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環戊酯等)、(甲基)丙烯酸芳烷基酯(例如(甲基)丙烯酸芐酯等)、多環式(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸2-異冰片酯、(甲基)丙烯酸2-降冰片基甲酯、(甲基)丙烯酸5-降冰片烯-2-基-甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-2-降冰片基甲酯等)、含羥基的(甲基)丙烯酸酯類(例如(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2,3-二羥基丙基甲基丁酯等)、含烷氧基或苯氧基的(甲基)丙烯酸酯類((甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等)、含環氧基的(甲基)丙烯酸酯類(例如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等)、含鹵素的(甲基)丙烯酸酯類(例如(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸六氟丙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯等)、(甲基)丙烯酸烷基氨基烷基酯(例如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯等)等。這些(甲基)丙烯酸酯可以單獨使用或并用2種以上。作為丙烯酸系低聚物(A)的具體例,可以舉出東亞合成公司制“ARUFON”、綜研化學公司制“ACT FLOW”、BASF JAPAN公司制“JONCRYL”等。
在丙烯酸系低聚物(A)為液體的情況下,不需要考慮在膠粘劑組合物中的溶解性,因此可以合適地使用。丙烯酸系低聚物(A)在玻璃化轉變溫度(Tg)低于25℃的情況下通常為液體。另外,為了兼顧與膠粘劑組合物的相容性和膠粘劑層中的成分的偏在,丙烯酸系低聚物(A)優選含有極性官能團。作為極性官能團可以舉出羥基、環氧基、羧基、烷氧基甲硅烷基等。具體而言,例如可以舉出“ARUFON UH系列”、“ARUFON UC系列”、“ARUFON UF系列”、“ARUFON UG系列”、“ARUFON US系列”(均為東亞合成公司制)等。其中,由于可以預見到由與偏振片的相互作用造成的膠粘性的提高,因此優選含有環氧基。具體而言例如可以舉出“ARUFON UG-4000”、“ARUFON UG-4010”(均為東亞合成公司制)。
<光產酸劑>
上述活性能量射線固化型膠粘劑組合物中,可以含有光產酸劑。在上述活性能量射線固化型樹脂組合物中含有光產酸劑的情況下,與不含有光產酸劑的情況相比,可以大幅度提高膠粘劑層的耐水性及耐久性。光產酸劑可以用下述通式(3)表示。
通式(3)
[化3]
L+ X-
(其中,L+表示任意的鎓陽離子。另外,X-表示選自PF66-、SbF6-、AsF6-、SbCl6-、BiCl5-、SnCl6-、ClO4-、二硫代氨基甲酸鹽陰離子、SCN-中的抗衡陰離子。)
上述的例示陰離子當中,作為特別優選用作通式(3)中的抗衡陰離子X-的陰離子,可以舉出PF6-、SbF6-及AsF6-,特別優選舉出PF6-、SbF6-。
因而,作為構成本發明中可以使用的光產酸劑的優選的鎓鹽的具體例,可以舉出“CYRACURE UVI-6992”、“CYRACURE UVI-6974”(以上為DOW CHEMICAL日本株式會社制)、“Adeka Optomer SP150”、“Adeka Optomer SP152”、“Adeka Optomer SP170”、“Adeka Optomer SP172”(以上為株式會社ADEKA制)、“IRGACURE250”(Ciba Specialty Chemicals公司制)、“CI-5102”、“CI-2855”(以上為日本曹達公司制)、“Sunaid SI-60L”、“Sunaid SI-80L”、“Sunaid SI-100L”、“Sunaid SI-110L”、“Sunaid SI-180L”(以上為三新化學公司制)、“CPI-100P”、“CPI-100A”(以上為Sun-Apro株式會社制)、“WPI-069”、“WPI-113”、“WPI-116”、“WPI-041”、“WPI-044”、“WPI-054”、“WPI-055”、“WPAG-281”、“WPAG-567”、“WPAG-596”(以上為和光純藥公司制)作為本發明的光產酸劑的優選的具體例。
光產酸劑的含量相對于固化性成分的總量100重量份為10重量份以下,優選為0.01~10重量份,更優選為0.05~5重量份,特別優選為0.1~3重量份。
<包含烷氧基、環氧基的任意種的化合物>
上述活性能量射線固化型膠粘劑組合物中,可以將光產酸劑和包含烷氧基、環氧基的任意種的化合物并用。
(具有環氧基的化合物及高分子)
在使用在分子內具有1個以上的環氧基的化合物或在分子內具有2個以上的環氧基的高分子(環氧樹脂)的情況下,也可以并用在分子內具有兩個以上具有與環氧基的反應性的官能團的化合物。此處所謂具有與環氧基的反應性的官能團,例如可以舉出羧基、酚性羥基、巰基、1級或2級的芳香族氨基等。考慮到三維固化性,特別優選在一個分子中具有2個以上的這些官能團。
作為在分子內具有1個以上的環氧基的高分子,例如可以舉出環氧樹脂,有由雙酚A和表氯醇衍生的雙酚A型環氧樹脂、由雙酚F和表氯醇衍生的雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、苯酚線性酚醛型環氧樹脂、甲酚線性酚醛型環氧樹脂、雙酚A線性酚醛型環氧樹脂、雙酚F線性酚醛型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、二苯基醚型環氧樹脂、對苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、芴型環氧樹脂、3官能型環氧樹脂或4官能型環氧樹脂等多官能型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、乙內酰脲型環氧樹脂、異氰脲酸酯型環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂等,這些環氧樹脂可以被鹵化,也可以被加氫。作為市售的環氧樹脂制品,例如可以舉出日本環氧樹脂株式會社制的JER Epicoat 828、1001、801N、806、807、152、604、630、871、YX8000、YX8034、YX4000、DIC株式會社制的Epiclon 830、EXA835LV、HP4032D、HP820、株式會社ADEKA制的EP4100系列、EP4000系列、EPU系列、Daicel化學株式會社制的Ceroxide系列(2021、2021P、2083、2085、3000等)、EPOLEAD系列、EHPE系列、新日鐵化學公司制的YD系列、YDF系列、YDCN系列、YDB系列、苯氧基樹脂(由雙酚類和表氯醇合成的多羥基聚醚且在兩個末端具有環氧基;YP系列等)、Nagase ChemteX公司制的Denacol系列、共榮社化學公司制的Epolite系列等,然而并不限定于它們。這些環氧樹脂也可以并用2種以上。
(具有烷氧基的化合物及高分子)
作為在分子內具有烷氧基的化合物,只要是在分子內具有1個以上的烷氧基的化合物,就沒有特別限制,可以使用公知的化合物。作為此種化合物的代表,可以舉出三聚氰胺化合物、氨基樹脂、硅烷偶聯劑等。
包含烷氧基、環氧基的任意種的化合物的配合量相對于固化性成分的總量100重量份,通常為30重量份以下,如果組合物中的化合物的含量過多,則膠粘性降低,會有對于落下試驗的耐沖擊性惡化的情況。組合物中的化合物的含量更優選為20重量份以下。另一方面,從耐水性的方面出發,組合物中優選含有2重量份以上的化合物,更優選含有5重量份以上。
<硅烷偶聯劑>
在本發明的偏振膜用固化型膠粘劑為活性能量射線固化性固化型的情況下,硅烷偶聯劑優選使用活性能量射線固化性的化合物,然而即使不是活性能量射線固化性,也可以賦予相同的耐水性。
作為硅烷偶聯劑的具體例,可以舉出作為活性能量射線固化性的化合物的乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基硅烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、對苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
優選為3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
作為并非活性能量射線固化性的硅烷偶聯劑的具體例,優選具有氨基的硅烷偶聯劑(D1)。作為具有氨基的硅烷偶聯劑(D1)的具體例,可以舉出γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三異丙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三異丙氧基硅烷、γ-(2-(2-氨基乙基)氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(6-氨基己基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N-乙基氨基)-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-芐基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-乙烯基芐基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-環己基氨基甲基三乙氧基硅烷、N-環己基氨基甲基二乙氧基甲基硅烷、N-苯基氨基甲基三甲氧基硅烷、(2-氨基乙基)氨基甲基三甲氧基硅烷、N,N’-雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺等含氨基的硅烷類;N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺等酮亞胺型硅烷類。
具有氨基的硅烷偶聯劑(D1)可以僅使用1種,也可以組合使用多種。它們當中,為了確保良好的膠粘性,優選γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(1,3-二甲基亞丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺。
硅烷偶聯劑的配合量相對于固化性成分的總量100重量份,優選為0.01~20重量份的范圍,更優選為0.05~15重量份,進一步優選為0.1~10重量份。這是因為,在大于20重量份的配合量的情況下,膠粘劑的保存穩定性惡化,另外在小于0.1重量份的情況下,無法充分地發揮耐水膠粘性的效果。
作為上述以外的并非活性能量射線固化性的硅烷偶聯劑的具體例,可以舉出3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、咪唑硅烷等。
<具有乙烯基醚基的化合物>
在本發明的偏振膜用固化型膠粘劑組合物含有具有乙烯基醚基的化合物的情況下,偏振片與膠粘劑層的膠粘耐水性提高,因此優選。雖然可以獲得該效果的理由并不清楚,然而可以推測理由之一是,具有乙烯基醚基的化合物所具有的乙烯基醚基與偏振片發生相互作用,由此使偏振片與膠粘劑層的膠粘力提高。為了進一步提高偏振片與膠粘劑層的膠粘耐水性,具有乙烯基醚基的化合物優選為具有乙烯基醚基的自由基聚合性化合物。另外,對于具有乙烯基醚基的化合物的含量,優選相對于固化性成分的總量100重量份含有0.1~19重量份。
<產生酮-烯醇互變異構的化合物>
可以使本發明的偏振膜用固化型膠粘劑組合物中含有產生酮-烯醇互變異構的化合物。例如,在包含交聯劑的膠粘劑組合物或可以配合交聯劑使用的膠粘劑組合物中,可以優選采用包含產生上述酮-烯醇互變異構的化合物的形態。由此,會抑制配合有機金屬化合物后的膠粘劑組合物的過多的粘度升高或凝膠化、以及微凝膠物的生成,可以實現延長該組合物的可使用時間的效果。
作為產生上述酮-烯醇互變異構的化合物,可以使用各種β-二羰基化合物。作為具體例,可以舉出乙酰丙酮、2,4-己二酮、3,5―庚二酮、2-甲基-3,5-己二酮、6-甲基-2,4-庚二酮、2,6-二甲基-3,5-庚二酮等β-二酮類;乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸異丙酯、乙酰乙酸叔丁酯等乙酰乙酸酯類;丙酰乙酸乙酯、丙酰乙酸乙酯、丙酰乙酸異丙酯、丙酰乙酸叔丁酯等丙酰乙酸酯類;異丁酰乙酸乙酯、異丁酰乙酸乙酯、異丁酰乙酸異丙酯、異丁酰乙酸叔丁酯等異丁酰乙酸酯類;丙二酸甲酯、丙二酸乙酯等丙二酸酯類;等。其中作為合適的化合物,可以舉出乙酰丙酮及乙酰乙酸酯類。該產生酮-烯醇互變異構的化合物可以單獨使用,也可以組合使用2種以上。
產生酮-烯醇互變異構的化合物的使用量例如相對于有機金屬化合物1重量份可以設為0.05重量份~10重量份,優選設為0.2重量份~3重量份(例如0.3重量份~2重量份)。如果上述化合物的使用量相對于有機金屬化合物1重量份小于0.05重量份,則會有難以發揮足夠的使用效果的情況。另一方面,如果該化合物的使用量相對于有機金屬化合物1重量份大于10重量份,則會有與有機金屬化合物過多地相互作用而難以體現出所需的耐水性的情況。
<上述以外的添加劑>
另外,在本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物中,在不損害本發明的目的、效果的范圍中,可以作為其他任意成分配合各種添加劑。作為該添加劑,可以舉出環氧樹脂、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚醚、聚酯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、石油樹脂、二甲苯樹脂、酮樹脂、纖維素樹脂、氟系低聚物、有機硅系低聚物、聚硫醚系低聚物等聚合物或低聚物;吩噻嗪、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等阻聚劑;聚合引發助劑;流平劑;潤濕性改良劑;表面活性劑;增塑劑;紫外線吸收劑;無機填充劑;顏料;染料等。
上述的添加劑相對于固化性成分的總量100重量份,通常為0~10重量份,優選為0~5重量份,最優選為0~3重量份。
<膠粘劑的粘度>
本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物含有所述固化性成分,從涂布性的觀點出發,該膠粘劑組合物的粘度在25℃優選為100cp以下。另一方面,在本發明的偏振膜用固化型膠粘劑在25℃大于100cp的情況下,也可以在涂布時控制膠粘劑的溫度,調整為100cp以下后使用。粘度的更優選的范圍為1~80cp,最優選為10~50cp。粘度可以使用東機產業公司制的E型粘度計TVE22LT測定。
另外,從安全性的觀點出發,本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選作為所述固化性成分使用皮膚刺激低的材料。皮膚刺激性可以利用P.I.I這樣的指標來判斷。P.I.I被作為表示皮膚障礙的程度的指標廣泛使用,利用Draize法測定。測定值以0~8的范圍表示,值越小則判斷刺激性越低,然而由于測定值的誤差大,因此期望作為參考值來理解。P.I.I優選為4以下,更優選為3以下,最優選為2以下。
本發明的偏振膜的特征在于,是在偏振片的至少一面夾隔著膠粘劑層層疊有透明保護膜的偏振膜,膠粘劑層的在偏振片側的A成分的濃度高。膠粘劑層的厚度方向的濃度分布例如可以通過交替地反復進行使用了團簇離子的蝕刻、和TOF-SIMS測定來分析。具體而言,對膠粘劑組合物的各成分選定特有的二次離子,比較該二次離子的厚度方向的強度比,由此可以確定在厚度方向部位偏在的成分。評價是算出將膠粘劑層厚度方向中心部的logPow為-1~1的A成分的比例設為1時的、膠粘劑層的偏振片側界面中的A成分的比率。在膠粘劑層的偏振片側界面中的A成分的比率大于1的情況下,意味著膠粘劑層的在偏振片側的A成分的濃度高。偏振片側界面中的A成分的比率優選為1.05以上,更優選為1.10以上,最優選為1.20以上。
<膠粘劑層>
優選將利用活性能量射線固化型膠粘劑組合物形成的膠粘劑層的厚度控制為0.1~3μm。膠粘劑層的厚度更優選為0.3~2μm,進一步優選為0.5~1.5μm。從抑制由膠粘劑層的凝聚力造成的膠粘不良的發生、抑制在層壓時產生外觀不良(氣泡)的方面出發,優選將膠粘劑層的厚度設為0.1μm以上。另一方面,如果膠粘劑層的厚度大于3μm,則偏振膜有可能無法滿足耐久性。
另外,活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選以使由該組合物形成的膠粘劑層的Tg為60℃以上的方式選擇,更優選為70℃以上,進一步優選為75℃以上,更進一步優選為100℃以上,再更進一步優選為120℃以上。另一方面,如果膠粘劑層的Tg過高,則偏振膜的彎曲性降低,因此優選使膠粘劑層的Tg為300℃以下,更優選為240℃以下,進一步優選為180℃以下。Tg(玻璃化轉變溫度)是使用TA Instruments制動態粘彈性測定裝置RSAIII在以下的測定條件下測定。
樣品尺寸:寬10mm、長30mm、
夾具距離20mm、
測定模式:拉伸、頻率:1Hz、升溫速度:5℃/分鐘
進行動態粘彈性的測定,作為tanδ的峰頂的溫度Tg采用。
另外,優選將活性能量射線固化型膠粘劑組合物設計為,由該組合物形成的膠粘劑層的儲能模量在70℃以下的區域中為1.0×106Pa以上。更優選為1.0×107Pa以上。膠粘劑層的儲能模量在對偏振膜施加熱循環(-40℃到80℃等)時對偏振片裂紋產生影響,在儲能模量低的情況下,容易產生偏振片裂紋的不佳狀況。具有高儲能模量的溫度區域更優選為80℃以下,最優選為90℃以下。與Tg(玻璃化轉變溫度)同時地使用TA Instruments制動態粘彈性測定裝置RSAIII在相同的測定條件下測定儲能模量。進行動態粘彈性的測定,采用了儲能模量(E’)的值。
本發明的偏振膜例如可以利用如下的偏振膜的制造方法來制造,即,包括:涂布工序,在偏振片及透明保護膜的至少一面涂布活性能量射線固化型膠粘劑組合物;貼合工序,使偏振片及所述透明保護膜貼合;膠粘工序,從偏振片面側或透明保護膜面側照射活性能量射線,使活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化,夾隔著由此得到的膠粘劑層,使偏振片及透明保護膜膠粘。
其中,在本發明的膠粘劑層中,為了提高在偏振片側的A成分的濃度,優選在所述涂布工序后直到所述膠粘工序之前的期間,將所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度調整為15~40℃。優選該溫度條件的設定的理由如下所示。
在膠粘劑層中,為了提高在偏振片側的A成分的濃度,需要在涂布工序后直到貼合工序之前的期間,即在膠粘劑組合物開始聚合前的由單體成分構成的階段中,形成A成分及B成分的成分傾斜結構。一般而言,如果含有2種成分以上的組合物的溫度高,則成分之間容易相容,其結果是,難以獲得成分傾斜結構。由此,在本發明的偏振膜的制造方法中,在涂布工序后直到膠粘工序之前的期間,將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度調整為15~40℃,由此A成分及B成分就不會完全地相容,其結果是,容易形成A成分及B成分的成分傾斜結構。為了更加可靠地形成A成分及B成分的成分傾斜結構,更優選在涂布工序后直到膠粘工序之前的期間,將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度調整為20~35℃,進一步優選調整為23~32℃。
而且,作為將活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度設定為上述范圍內的方法,例如可以舉出將實施各工序時的氣氛溫度設定為上述范圍內的方法。
另外,本發明的偏振膜也可以利用下述偏振膜的制造方法來制造:
其特征在于,是在偏振片的至少一面夾隔著膠粘劑層層疊有透明保護膜的偏振膜的制造方法,所述膠粘劑層是由向活性能量射線固化型膠粘劑組合物照射活性能量射線而得的固化物層形成的層,所述偏振膜的制造方法包括:第一涂布工序,在所述偏振片的貼合面,涂布含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分的第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物;第二涂布工序,在所述透明保護膜的貼合面,涂布含有logPow為2~7的B成分的第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物;貼合工序,使所述偏振片及所述透明保護膜貼合;和膠粘工序,從所述偏振片面側或所述透明保護膜面側照射活性能量射線,使所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化,夾隔著由此得到的所述膠粘劑層,使所述偏振片及所述透明保護膜膠粘,在所述膠粘工序后形成的所述膠粘劑層的所述偏振片側的所述A成分的濃度高。
所述制造方法中,具有:第一涂布工序,在偏振片的貼合面,涂布含有表示辛醇/水分配系數的logPow為-1~1的A成分的第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物;和第二涂布工序,在透明保護膜的貼合面,涂布含有logPow為2~7的B成分的第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物。由此,在膠粘工序后形成的膠粘劑層的在偏振片側的A成分的濃度進一步提高,并且更加可靠地具有在偏振片側的A成分的濃度變高的成分傾斜結構。為了更加可靠地形成該成分傾斜結構,在將涂布于偏振片的貼合面的第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,優選將logPow為-1~1的A成分的含量設為50~95重量%,更優選設為60~80重量%。同樣地,在將涂布于透明保護膜的貼合面的第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物的總量設為100重量%時,優選將logPow為2~7的B成分的含量設為50~95重量%,更優選設為60~80重量%。另外,第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物與第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物的比例作為各自的涂布厚度的比而言,優選為5:95~50:50,更優選為10:90~40:60。
本發明的偏振膜的制造方法中,也可以在涂布上述活性能量射線固化型膠粘劑組合物之前,對偏振片、透明保護膜進行表面改性處理。作為具體的處理,可以舉出借助電暈處理、等離子體處理、皂化處理的處理等。
活性能量射線固化型膠粘劑組合物的涂布方式可以根據組合物的粘度、所需的厚度而適當地選擇。作為涂布方式的例子,例如可以舉出反向涂布機、凹版涂布機(直接、反向或膠版)、反向棒涂機、輥涂機、模涂機、刮棒式涂布機、棒式涂布機等。除此以外,在涂布時可以適當地使用浸漬方式等方式。
夾隔著如上所述地涂布的活性能量射線固化型膠粘劑組合物,使偏振片與透明保護膜貼合。偏振片與透明保護膜的貼合可以利用輥壓機等來進行。
所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有選自金屬醇鹽及金屬螯合物中的至少1種有機金屬化合物。另外,所述第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有所述有機金屬化合物。另外,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物所含有的所述有機金屬化合物的金屬優選為鈦。
所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有所述金屬醇鹽作為所述有機金屬化合物,所述金屬醇鹽所具有的有機基團的碳原子數為6以上,所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物優選含有所述金屬螯合物作為所述有機金屬化合物,所述金屬螯合物所具有的有機基團的碳原子數為4以上。
使所述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化而得的膠粘劑層的25℃時的儲能模量優選為1.0×107Pa以上。
<膠粘劑的固化>
本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物可以以電子束固化型、紫外線固化型、可見光線固化型的形態使用。作為活性能量射線固化型膠粘劑組合物,從生產率的觀點出發,優選可見光線固化型膠粘劑組合物。
對于活性能量射線固化型膠粘劑組合物,在使偏振片與透明保護膜貼合后,照射活性能量射線(電子束、紫外線、可見光線等),使活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化而形成膠粘劑層。活性能量射線(電子束、紫外線、可見光線等)的照射方向可以是從任意的合適方向照射。優選從透明保護膜側照射。如果從偏振片側照射,則偏振片有可能因活性能量射線(電子束、紫外線、可見光線等)而劣化。
電子束固化型中,電子束的照射條件只要是可以使上述活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化的條件,則可以采用任意的合適條件。例如,電子束照射的加速電壓優選為5kV~300kV,更優選為10kV~250kV。在加速電壓小于5kV的情況下,電子束有可能不能到達膠粘劑而導致固化不足,如果加速電壓高于300kV,則穿過試樣的滲透力過強,有可能對透明保護膜、偏振片造成損傷。作為照射劑量,優選為5~100kGy,更優選為10~75kGy。在照射劑量小于5kGy的情況下,膠粘劑會固化不足,如果高于100kGy,則會對透明保護膜、偏振片造成損傷,產生機械強度的降低、黃變,無法獲得給定的光學特性。
電子束照射通常是在非活性氣體中進行照射,如果必需,也可以在大氣中或導入少量氧的條件下進行。雖然要根據透明保護膜的材料而定,然而通過適當地導入氧,有意地使電子束最先所打到的透明保護膜面產生氧阻礙,可以防止對透明保護膜的損傷,可以僅對膠粘劑有效地照射電子束。
本發明的偏振膜的制造方法中,作為活性能量射線,優選使用包含波長范圍380nm~450nm的可見光線的射線、特別是波長范圍380nm~450nm的可見光線的照射量最多的活性能量射線。在紫外線固化型、可見光線固化型中,在使用賦予了紫外線吸收能力的透明保護膜(不透射紫外線型透明保護膜)的情況下,由于大致上吸收波長比380nm短的光,因此波長比380nm短的光不會到達活性能量射線固化型膠粘劑,不參與其聚合反應。此外,由透明保護膜吸收的波長比380nm短的光被轉換為熱,使透明保護膜本身發熱,成為造成偏振膜的卷曲、褶皺等不良的原因。因此,本發明中在采用紫外線固化型、可見光線固化型的情況下,作為活性能量射線發生裝置優選使用不發出波長比380nm短的光的裝置,更具體而言,波長范圍380~440nm的累積照度與波長范圍250~370nm的累積照度的比優選為100:0~100:50,更優選為100:0~100:40。作為本發明的活性能量射線,優選封入鎵的金屬鹵化物燈、發出波長范圍380~440nm的光的LED光源。或者可以使用低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、白熾燈、氙燈、鹵素燈、碳弧燈、金屬鹵化物燈、熒光燈、鎢燈、鎵燈、準分子激光器或太陽光等包含紫外線和可見光線的光源,也可以使用帶通濾波器阻擋波長比380nm短的紫外線后使用。為了在提高偏振片與透明保護膜之間的膠粘劑層的膠粘性能的同時,防止偏振膜的卷曲,優選使用利用了封入鎵的金屬鹵化物燈、并且穿過能夠阻擋波長比380nm短的光的帶通濾波器得到的活性能量射線、或利用LED光源得到的波長405nm的活性能量射線。
在紫外線固化型或可見光線固化型中,也優選在照射紫外線或可見光線后對活性能量射線固化型膠粘劑進行加溫(照射后加溫),該情況下優選加溫到40℃以上,更優選加溫到50℃以上。
本發明的活性能量射線固化型膠粘劑可以特別合適地用于形成將偏振片與波長365nm的光線透射率小于5%的透明保護膜膠粘的膠粘劑層的情況。此處,本發明的活性能量射線固化型膠粘劑含有上述的通式(1)的光聚合引發劑,由此可以穿過具有UV吸收能力的透明保護膜越照射紫外線,固化形成膠粘劑層。因而,在偏振片的兩面層疊具有UV吸收能力的透明保護膜而得的偏振膜中,也可以使膠粘劑層固化。但是,在層疊不具有UV吸收能力的透明保護膜而得的偏振膜中,當然也可以使膠粘劑層固化。而且,所謂具有UV吸收能力的透明保護膜,是指對于380nm的光的透射率小于10%的透明保護膜。
作為對透明保護膜賦予UV吸收能力的方法,可以舉出使透明保護膜中含有紫外線吸收劑的方法、在透明保護膜表面層疊含有紫外線吸收劑的表面處理層的方法。
作為紫外線吸收劑的具體例,例如可以舉出以往公知的氧基二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳絡合物系化合物、三嗪系化合物等。
在使偏振片與透明保護膜貼合后,照射活性能量射線(電子束、紫外線、可見光線等),使活性能量射線固化型膠粘劑固化而形成膠粘劑層。使偏振片與透明保護膜貼合時的偏振片的水分率通常為1%以上,優選為3%以上,更優選為5%以上。另外,在偏振片水分率過高的情況下,在貼合后偏振片中的水分向膠粘劑層移動,膠粘劑組合物中的logPOW為2~7的B成分發生層分離,由此產生外觀不良,因此不優選。偏振片水分率優選為18%以下,更優選為15%以下,最優選為12%以下。偏振片水分率如下求出,即,從所得的偏振片中切出180mm×500mm的樣品,測定出其初期重量(W(g))。將該樣品在120℃的干燥機內放置6小時后,測定出干燥后重量(D(g))。根據這些測定值,利用下式求出水分率。
水分率(%)={(W-D)/W}×100
活性能量射線(電子束、紫外線、可見光線等)的照射方向可以從任意的合適方向照射。優選從透明保護膜側照射。如果從偏振片側照射,則偏振片有可能因活性能量射線(電子束、紫外線、可見光線等)而劣化。
在利用連續生產線制造本發明的偏振膜的情況下,生產線速度根據膠粘劑的固化時間而定,然而優選為1~500m/min,更優選為5~300m/min,進一步優選為10~100m/min。在生產線速度過小的情況下,生產率不足,或對透明保護膜的損傷過大,無法制作能夠耐受耐久性試驗等的偏振膜。在生產線速度過大的情況下,膠粘劑的固化不充分,會有無法獲得所需的膠粘性的情況。
而且,本發明的偏振膜是將偏振片與透明保護膜夾隔著利用上述活性能量射線固化型膠粘劑的固化物層形成的膠粘劑層貼合,在透明保護膜與膠粘劑層之間,可以設置易膠粘層。易膠粘層例如可以利用具有聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚氨酯骨架、有機硅系、聚酰胺骨架、聚酰亞胺骨架、聚乙烯醇骨架等的各種樹脂形成。這些聚合物樹脂可以單獨使用1種,或者組合使用2種以上。另外,在易膠粘層的形成時也可以加入其他添加劑。具體而言可以還使用增粘劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、耐熱穩定劑等穩定劑等。
易膠粘層通常預先設于透明保護膜上,利用膠粘劑層使該透明保護膜的易膠粘層側與偏振片貼合。易膠粘層的形成是通過將易膠粘層的形成材料利用公知的技術涂布在透明保護膜上并干燥而進行。易膠粘層的形成材料通常是作為考慮到干燥后的厚度、涂布的順暢性等稀釋為適當濃度的溶液制備。易膠粘層的干燥后的厚度優選為0.01~5μm,更優選為0.02~2μm,進一步優選為0.05~1μm。而且,可以設置多個易膠粘層,在該情況下,也優選使易膠粘層的總厚度為上述范圍。
<偏振片>
偏振片沒有特別限制,可以使用各種偏振片。作為偏振片,例如可以舉出使聚乙烯醇系膜、部分甲縮醛化聚乙烯醇系膜、乙烯·乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜吸附碘或二色性染料等二色性材料并單軸拉伸而得的偏振片、聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等聚烯系取向膜等。它們當中適合為包含聚乙烯醇系膜和碘等二色性物質的偏振片。這些偏振片的厚度沒有特別限制,然而一般為80μm左右以下。
將聚乙烯醇系膜用碘染色并單軸拉伸而得的偏振片例如可以通過如下操作來制作,即,將聚乙烯醇系膜浸漬于碘的水溶液中,由此將其染色,并拉長為原長的3~7倍而制作。根據需要也可以浸漬于硼酸或碘化鉀等的水溶液中。此外根據需要也可以在染色之前將聚乙烯醇系膜浸漬于水中進行水洗。通過對聚乙烯醇系膜進行水洗,除了可以清洗聚乙烯醇系膜表面的污物、防粘連劑以外,還會使聚乙烯醇系膜溶脹,由此具有防止染色不均等不均一的效果。拉伸可以在用碘染色后進行,也可以一邊染色一邊拉伸,另外還可以在拉伸后用碘染色。在硼酸或碘化鉀等的水溶液中或水浴中也可以進行拉伸。
另外,本發明中所使用的活性能量射線固化型膠粘劑組合物在作為偏振片使用了厚度為10μm以下的薄型的偏振片的情況下,可以明顯地體現出其效果(滿足高溫高濕下的嚴酷環境中的光學耐久性)。上述厚度為10μm以下的偏振片與厚度大于10μm的偏振片相比,水分的影響相對變大,在高溫高濕下的環境中光學耐久性不夠充分,容易引起透射率升高、偏振度降低。即,在將上述10μm以下的偏振片用本發明的膠粘劑層層疊的情況下,在嚴酷的高溫高濕下的環境中水向偏振片的移動得到抑制,由此可以明顯地抑制偏振膜的透射率升高、偏振度降低等光學耐久性的惡化。從薄型化的觀點出發,偏振片的厚度優選為1~7μm。此種薄型的偏振片的厚度不均少,觀察性優異,另外尺寸變化少,而且還可以實現作為偏振膜的厚度的薄型化,從這一點出發優選。
作為薄型的偏振片的代表,可以舉出日本特開昭51-069644號公報或日本特開2000-338329號公報、WO2010/100917號小冊子、PCT/JP2010/001460的說明書、或日本特愿2010-269002號說明書或日本特愿2010-263692號說明書中記載的薄型偏振膜。這些薄型偏振膜可以利用包括將聚乙烯醇系樹脂(以下也稱作PVA系樹脂)層和拉伸用樹脂基材在層疊體的狀態下拉伸的工序和染色的工序的制法得到。如果是該制法,則即使PVA系樹脂層薄,由于由拉伸用樹脂基材支撐,因而也可以不發生由拉伸造成的斷裂等不佳狀況地進行拉伸。
作為所述薄型偏振膜,在包括在層疊體的狀態下進行拉伸的工序和染色的工序的制法中,從可以以高倍率拉伸而提高偏振性能這一點出發,優選像WO2010/100917號小冊子、PCT/JP2010/001460的說明書、或日本特愿2010-269002號說明書、日本特愿2010-263692號說明書中有過記載的那樣的利用包括在硼酸水溶液中進行拉伸的工序的制法得到的偏振膜,特別優選像日本特愿2010-269002號說明書、日本特愿2010-263692號說明書中有過記載的利用在硼酸水溶液中進行拉伸之前包括輔助性地進行空中拉伸的工序的制法得到的偏振膜。
上述的PCT/JP2010/001460的說明書中記載的薄型高功能偏振膜是與樹脂基材一體化制膜的、包含使二色性物質取向了的PVA系樹脂的厚度為7μm以下的薄型高功能偏振膜,具有單體透射率為42.0%以上及偏振度為99.95%以上的光學特性。
上述薄型高功能偏振膜可以通過如下操作來制造,即,在至少具有20μm的厚度的樹脂基材上,利用PVA系樹脂的涂布及干燥生成PVA系樹脂層,將所生成的PVA系樹脂層浸漬于二色性物質的染色液中,使PVA系樹脂層吸附二色性物質,將吸附有二色性物質的PVA系樹脂層在硼酸水溶液中與樹脂基材一體化地拉伸,使得總拉伸倍率為原長的5倍以上。
另外,利用如下的方法,可以制造上述薄型高功能偏振膜,是制造包含使二色性物質取向了的薄型高功能偏振膜的層疊體膜的方法,所述方法包括:生成包含至少具有20μm的厚度的樹脂基材、和通過在樹脂基材的一面涂布包含PVA系樹脂的水溶液并干燥而形成的PVA系樹脂層的層疊體膜的工序;通過將包含樹脂基材和形成于樹脂基材的一面的PVA系樹脂層的所述層疊體膜浸漬于包含二色性物質的染色液中而使層疊體膜中所含的PVA系樹脂層吸附二色性物質的工序;將包含吸附有二色性物質的PVA系樹脂層的所述層疊體膜在硼酸水溶液中以使總拉伸倍率為原長的5倍以上的方式拉伸的工序;通過將吸附有二色性物質的PVA系樹脂層與樹脂基材一體化拉伸,而制造在樹脂基材的一面成膜有薄型高功能偏振膜的層疊體膜的工序,所述薄型高功能偏振膜包含使二色性物質取向了的PVA系樹脂層,厚度為7μm以下,具有單體透射率為42.0%以上并且偏振度為99.95%以上的光學特性。
上述的日本特愿2010-269002號說明書、日本特愿2010-263692號說明書的薄型偏振膜是包含使二色性物質取向了的PVA系樹脂的連續帶狀的偏振膜,包含在非晶性酯系熱塑性樹脂基材上成膜的PVA系樹脂層的層疊體在由空中輔助拉伸和硼酸水中拉伸構成的2段拉伸工序中被拉伸,由此制成10μm以下的厚度。在將單體透射率設為T、將偏振度設為P時,該薄型偏振膜優選為被制成具有滿足P>-(100.929T-42.4-1)×100(其中,T<42.3)、以及P≥99.9(其中,T≥42.3)的條件的光學特性的偏振膜。
具體而言,所述薄型偏振膜可以利用包括如下工序的薄型偏振膜的制造方法來制造,即,利用對在連續帶狀的非晶性酯系熱塑性樹脂基材上成膜的PVA系樹脂層的空中高溫拉伸,生成包含經過取向的PVA系樹脂層的拉伸中間生成物的工序;利用二色性物質向拉伸中間生成物上的吸附,生成包含使二色性物質(優選碘或碘與有機染料的混合物)取向了的PVA系樹脂層的著色中間生成物的工序;利用對著色中間生成物的硼酸水中拉伸,生成包含使二色性物質取向了的PVA系樹脂層的厚度為10μm以下的偏振膜的工序。
該制造方法中,期望使得利用空中高溫拉伸和硼酸水中拉伸得到的在非晶性酯系熱塑性樹脂基材上成膜的PVA系樹脂層的總拉伸倍率為5倍以上。用于硼酸水中拉伸的硼酸水溶液的液溫可以設為60℃以上。在硼酸水溶液中對著色中間生成物進行拉伸之前,期望對著色中間生成物實施不溶化處理,該情況下,期望通過將所述著色中間生成物浸漬于液溫不高于40℃的硼酸水溶液中來進行。上述非晶性酯系熱塑性樹脂基材可以采用包含共聚了間苯二甲酸的共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯、共聚了環己烷二甲醇的共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯或其他的共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯的非晶性聚對苯二甲酸乙二醇酯,優選為由透明樹脂構成的基材,其厚度可以設為所成膜的PVA系樹脂層的厚度的7倍以上。另外,空中高溫拉伸的拉伸倍率優選為3.5倍以下,空中高溫拉伸的拉伸溫度為PVA系樹脂的玻璃化轉變溫度以上,具體而言優選為95℃~150℃的范圍。在利用自由端單軸拉伸進行空中高溫拉伸的情況下,在非晶性酯系熱塑性樹脂基材上成膜的PVA系樹脂層的總拉伸倍率優選為5倍以上且7.5倍以下。另外,在利用固定端單軸拉伸進行空中高溫拉伸的情況下,在非晶性酯系熱塑性樹脂基材上成膜的PVA系樹脂層的總拉伸倍率優選為5倍以上且8.5倍以下。
更具體而言,利用如下所示的方法,可以制造薄型偏振膜。
制作共聚了6mol%的間苯二甲酸的間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯(非晶性PET)的連續帶狀的基材。非晶性PET的玻璃化轉變溫度為75℃。如下所示地制作包含連續帶狀的非晶性PET基材和聚乙烯醇(PVA)層的層疊體。附帶說明的是,PVA的玻璃化轉變溫度為80℃。
準備200μm厚的非晶性PET基材、和在水中溶解有聚合度1000以上皂化度99%以上的PVA粉末的4~5%濃度的PVA水溶液。然后,在200μm厚的非晶性PET基材上涂布PVA水溶液,在50~60℃的溫度干燥,得到在非晶性PET基材上成膜有7μm厚的PVA層的層疊體。
對包含7μm厚的PVA層的層疊體,經過包括空中輔助拉伸及硼酸水中拉伸的2段拉伸工序的以下的工序,制造3μm厚的薄型高功能偏振膜。利用第一段的空中輔助拉伸工序,將包含7μm厚的PVA層的層疊體與非晶性PET基材一體化拉伸,生成包含5μm厚的PVA層的拉伸層疊體。具體而言,該拉伸層疊體如下得到,即,將包含7μm厚的PVA層的層疊體裝入配備在設定為130℃的拉伸溫度環境的烘箱中的拉伸裝置中,以使拉伸倍率為1.8倍的方式進行自由端單軸拉伸而得。利用該拉伸處理,使拉伸層疊體中所含的PVA層變為PVA分子被取向了的5μm厚的PVA層。
然后,利用染色工序,生成使PVA分子被取向了的5μm厚的PVA層吸附有碘的著色層疊體。具體而言,該著色層疊體如下得到,即,將拉伸層疊體在液溫30℃的包含碘及碘化鉀的染色液中浸漬任意的時間,使得最終生成的構成高功能偏振膜的PVA層的單體透射率為40~44%,由此使拉伸層疊體中所含的PVA層吸附了碘。本工序中,染色液以水為溶劑,將碘濃度設為0.12~0.30重量%的范圍內,將碘化鉀濃度設為0.7~2.1重量%的范圍內。碘與碘化鉀的濃度的比為1比7。附帶說明的是,要將碘溶解于水中必須需要碘化鉀。更具體而言,通過將拉伸層疊體在碘濃度0.30重量%、碘化鉀濃度2.1重量%的染色液中浸漬60秒,而生成使PVA分子被取向了的5μm厚的PVA層吸附有碘的著色層疊體。
繼而,利用第二段的硼酸水中拉伸工序,將著色層疊體與非晶性PET基材一體化地進一步拉伸,生成包含3μm厚的構成高功能偏振膜的PVA層的光學膜層疊體。具體而言,該光學膜層疊體如下得到,即,將著色層疊體裝入配備于設定為包含硼酸和碘化鉀的液溫范圍60~85℃的硼酸水溶液的處理裝置中的拉伸裝置中,以使拉伸倍率為3.3倍的方式進行自由端單軸拉伸而得。更具體而言,硼酸水溶液的液溫為65℃。此外,將硼酸含量設為相對于水100重量份為4重量份,將碘化鉀含量設為相對于水100重量份為5重量份。本工序中,將調整了碘吸附量的著色層疊體先在硼酸水溶液中浸漬5~10秒。之后,使該著色層疊體原樣不變地通過配備于處理裝置中的拉伸裝置、即圓周速度不同的多組輥間,用30~90秒以使拉伸倍率為3.3倍的方式進行自由端單軸拉伸。利用該拉伸處理,使著色層疊體中所含的PVA層變為所吸附的碘作為多碘離子絡合物沿一個方向高次取向了的3μm厚的PVA層。該PVA層構成光學膜層疊體的高功能偏振膜。
雖然并非光學膜層疊體的制造中所必需的工序,然而優選利用清洗工序,將光學膜層疊體從硼酸水溶液中取出,用碘化鉀水溶液清洗附著于在非晶性PET基材上成膜的3μm厚的PVA層的表面的硼酸。之后,利用60℃的暖風的干燥工序對經過清洗的光學膜層疊體進行干燥。而且清洗工序是用于消除硼酸析出等外觀不良的工序。
雖然同樣并非光學膜層疊體的制造中所必需的工序,然而也可以利用貼合和/或轉印工序,一邊在成膜于非晶性PET基材上的3μm厚的PVA層的表面涂布膠粘劑,一邊貼合80μm厚的三乙酰纖維素膜,之后剝離非晶性PET基材,將3μm厚的PVA層轉印到80μm厚的三乙酰纖維素膜上。
[其他工序]
上述的薄型偏振膜的制造方法可以在上述工序以外包含其他工序。作為其他工序,例如可以舉出不溶化工序、交聯工序、干燥(水分率的調節)工序等。其他工序可以在任意合適的時機進行。
上述不溶化工序在代表性的情況下,是通過使PVA系樹脂層浸漬于硼酸水溶液中而進行。通過實施不溶化處理,可以對PVA系樹脂層賦予耐水性。該硼酸水溶液的濃度相對于水100重量份優選為1重量份~4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液溫優選為20℃~50℃。優選在層疊體制作后、染色工序或水中拉伸工序前進行不溶化工序。
上述交聯工序在代表性的情況下,是通過使PVA系樹脂層浸漬于硼酸水溶液中而進行。通過實施交聯處理,可以對PVA系樹脂層賦予耐水性。該硼酸水溶液的濃度相對于水100重量份優選為1重量份~4重量份。另外,在上述染色工序后進行交聯工序的情況下,優選還配合碘化物。通過配合碘化物,可以抑制使PVA系樹脂層所吸附的碘的溶出。碘化物的配合量相對于水100重量份優選為1重量份~5重量份。碘化物的具體例如上所述。交聯浴(硼酸水溶液)的液溫優選為20℃~50℃。優選在上述第二硼酸水中拉伸工序前進行交聯工序。在優選的實施方式中,依次進行染色工序、交聯工序及第二硼酸水中拉伸工序。
<透明保護膜>
作為形成設于上述偏振片的一面或兩面的透明保護膜的材料,優選透明性、機械強度、熱穩定性、隔水性、各向同性等優異的材料。例如可以舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物、二乙酰纖維素或三乙酰纖維素等纖維素系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈·苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯系聚合物等。另外,聚乙烯、聚丙烯、具有環系或降冰片烯結構的聚烯烴、乙烯·丙烯共聚物之類的聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物、酰亞胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯醇縮丁醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物、或上述聚合物的共混物等也可以作為形成上述透明保護膜的聚合物的例子舉出。在透明保護膜中也可以包含1種以上的任意合適的添加劑。作為添加劑,例如可以舉出紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、增塑劑、脫模劑、防著色劑、阻燃劑、成核劑、防靜電干擾劑、顏料、著色劑等。透明保護膜中的上述熱塑性樹脂的含量優選為50~100重量%,更優選為50~99重量%,進一步優選為60~98重量%,特別優選為70~97重量%。在透明保護膜中的上述熱塑性樹脂的含量為50重量%以下的情況下,有可能無法充分地體現出熱塑性樹脂本來具有的高透明性等。
另外,作為透明保護膜,可以舉出日本特開2001-343529號公報(WO01/37007)中記載的聚合物膜,例如(A)含有在側鏈中具有取代和/或未取代酰亞胺基的熱塑性樹脂、和在側鏈中具有取代和/或未取代苯基以及腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物。作為具體例可以舉出含有由異丁烯和N-甲基馬來酰亞胺構成的交替共聚物和丙烯腈·苯乙烯共聚物的樹脂組合物的膜。膜可以使用由樹脂組合物的混合擠出品等構成的膜。這些膜由于相位差小,光彈性系數小,因此可以消除由偏振膜的變形造成的不均等不佳狀況,另外由于透濕度小,因此加濕耐久性優異。
上述偏振膜中,所述透明保護膜的透濕度優選為150g/m2/24h以下。根據該構成,空氣中的水分難以進入偏振膜中,可以抑制偏振膜自身的水分率變化。其結果是,可以抑制因保存環境而產生的偏振膜的卷曲、尺寸變化。
作為形成設于上述偏振片的一面或兩面的透明保護膜的材料,優選透明性、機械強度、熱穩定性、隔水性、各向同性等優異的材料,特別是更優選透濕度為150g/m2/24h以下的材料,特別優選140g/m2/24h以下的材料,進一步優選120g/m2/24h以下的材料。透濕度可以利用實施例中記載的方法求出。
作為滿足所述低透濕度的透明保護膜的形成材料,例如可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯樹脂;聚碳酸酯樹脂;芳酯系樹脂;尼龍或芳香族聚酰胺等酰胺系樹脂;聚乙烯、聚丙烯、乙烯·丙烯共聚物之類的聚烯烴系聚合物、具有環系或降冰片烯結構的環狀烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、或它們的混合體。在所述樹脂當中,優選聚碳酸酯系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂,特別優選環狀聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂。
透明保護膜的厚度可以適當地確定,然而一般從強度、處置性等操作性、薄層性等方面出發,為1~100μm左右。特別是優選為1~80μm,更優選為3~60μm。
而且,在偏振片的兩面設置透明保護膜時,可以在其表背面使用由相同的聚合物材料構成的透明保護膜,也可以使用由不同的聚合物材料等構成的透明保護膜。作為透明保護膜的組合,從透濕度的觀點出發,優選聚對苯二甲酸乙二醇酯膜與環狀聚烯烴系樹脂膜、(甲基)丙烯酸系樹脂膜與環狀聚烯烴系樹脂膜、(甲基)丙烯酸系樹脂膜與(甲基)丙烯酸系樹脂膜的組合。通過在偏振片的兩面設置透濕度小的透明保護膜,水分就難以進入偏振膜中,可以得到耐水性特別優異的偏振膜。
可以在上述透明保護膜的不膠粘偏振片的面,設置硬涂層、防反射層、防粘連層、擴散層或防眩層等功能層。而且,上述硬涂層、防反射層、防粘連層、擴散層或防眩層等功能層除了可以設于透明保護膜本身以外,也可以另行作為與透明保護膜不同的構件設置。
<光學膜>
本發明的偏振膜在實際使用時可以作為與其他的光學層層疊而得的光學膜使用。對于該光學層沒有特別限定,然而例如可以使用1層或2層以上的反射板或半透射板、相位差板(包括1/2、1/4等波長板)、視角補償膜等液晶顯示裝置等的形成中有時使用的光學層。特別是,優選在本發明的偏振膜上再層疊反射板或半透射反射板而成的反射型偏振膜或半透射型偏振膜、在偏振膜上再層疊相位差板而成的橢圓偏振膜或圓偏振膜、在偏振膜上再層疊視角補償膜而成的寬視角偏振膜、或在偏振膜上再層疊亮度提高膜而成的偏振膜。
在偏振膜上層疊上述光學層而得的光學膜可以利用在液晶顯示裝置等的制造過程中依次逐個層疊的方式來形成,而預先進行層疊制成光學膜的方式因品質的穩定性、組裝操作性等優異而具有可以改善液晶顯示裝置等的制造工序的優點。層疊中可以使用粘合層等適當的膠粘方法。在上述的偏振膜或其他光學膜的膠粘時,它們的光學軸可以根據所需的相位差特性等設為適當的配置角度。
在前述的偏振膜、或至少層疊有1層偏振膜的光學膜中,也可以設置用于與液晶單元等其他構件膠粘的粘合層。形成粘合層的粘合劑沒有特別限制,例如可以適當地選擇使用以丙烯酸系聚合物、有機硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基礎聚合物的粘合劑。特別優選使用丙烯酸類粘合劑之類的光學透明性優異、顯示出適度的潤濕性、凝聚性和膠粘性的粘合特性、耐候性、耐熱性等優異的粘合劑。
粘合層也可以作為不同組成或種類等的物質的重疊層設于偏振膜或光學膜的一面或兩面。另外,在設于兩面的情況下,也可以在偏振膜或光學膜的表背面采用不同組成、種類、厚度等的粘合層。粘合層的厚度可以根據使用目的、膠粘力等適當地確定,一般為1~500μm,優選為1~200μm,特別優選為1~100μm。
對于粘合層的露出面,出于在用于實際使用之前的期間,防止其污染等目的,臨時貼附間隔件而覆蓋。由此,可以防止在通常的處置狀態下與粘合層接觸。作為間隔件,除了上述厚度條件以外,例如可以使用將塑料膜、橡膠片、紙、布、無紡布、網狀物、發泡片或金屬箔、它們的層壓體等適當的紙張狀物根據需要用有機硅系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當的剝離劑進行涂覆處理而得的材料等依照以往方法得到的適當的材料。
<圖像顯示裝置>
本發明的偏振膜或光學膜可以優選用于液晶顯示裝置等各種裝置的形成等中。液晶顯示裝置的形成可以依照以往方法來進行。即,液晶顯示裝置一般是通過將液晶單元和偏振膜或光學膜、以及根據需要使用的照明系統等構成部件適當地組裝并裝入驅動電路等而形成,本發明中除了使用本發明的偏振膜或光學膜這一點以外沒有特別限定,可以依照以往方法。對于液晶單元,例如也可以使用TN型或STN型、π型等任意類型的液晶單元。
可以形成在液晶單元的一側或兩側配置有偏振膜或光學膜的液晶顯示裝置、或在照明系統中使用了背光燈或反射板的液晶顯示裝置等適當的液晶顯示裝置。該情況下,本發明的偏振膜或光學膜可以設于液晶單元的一側或兩側。在兩側設置偏振膜或光學膜時,它們既可以相同,也可以不同。此外,在液晶顯示裝置的形成時,可以在適當的位置配置1層或2層以上的例如擴散板、防眩層、防反射膜、保護板、棱鏡陣列、透鏡陣列片、光擴散板、背光燈等適當的部件。
[實施例]
以下將記述本發明的實施例,然而本發明的實施方式并不限定于這些實施例。
制造例1
<聚乙烯醇系偏振片X的制作>
將平均聚合度2400、皂化度99.9摩爾%的厚75μm的聚乙烯醇膜在30℃的溫水中浸漬60秒而使之溶脹。然后,浸漬于碘/碘化鉀(重量比=0.5/8)的濃度0.3%的水溶液中,一邊拉伸到3.5倍一邊將膜染色。其后,在65℃的硼酸酯水溶液中,以使總拉伸倍率為6倍的方式進行拉伸。拉伸后,在40℃的烘箱中進行3分鐘干燥,得到聚乙烯醇系偏振片X(厚度23μm)。
制造例2
<聚乙烯醇系薄型偏振片Y的制作>
為了制作薄型偏振片Y,首先,通過對在非晶性PET基材成膜有24μm厚的PVA層的層疊體進行拉伸溫度130℃的空中輔助拉伸而生成拉伸層疊體,然后,通過對拉伸層疊體進行染色而生成著色層疊體,繼而通過對著色層疊體進行拉伸溫度65度的硼酸水中拉伸而生成包含以使總拉伸倍率為5.94倍的方式與非晶性PET基材一體化拉伸了的10μm厚的PVA層的光學膜層疊體。利用此種2段拉伸將在非晶性PET基材上成膜的PVA層的PVA分子高次地取向,可以生成包含厚10μm的PVA層的光學膜層疊體,所述光學膜層疊體構成將通過染色而吸附的碘作為多碘離子絡合物沿一個方向高次地取向了的聚乙烯醇系薄型偏振片Y。
<透明保護膜>
透明保護膜A:將日本特開2010-284840號公報的制造例1中記載的酰亞胺化MS樹脂100重量份及三嗪系紫外線吸收劑(ADEKA公司制、商品名:T-712)0.62重量份利用2軸混煉機在220℃混合,制作出樹脂顆粒。使所得的樹脂顆粒在100.5kPa、100℃干燥12小時,利用單軸的擠出機在模頭溫度270℃從T型模頭中擠出而成形為膜狀(厚160μm)。再將該膜沿其運送方向在150℃的氣氛下拉伸(厚80μm),然后涂布包含水性氨基甲酸酯樹脂的易膠粘劑后,沿與膜運送方向正交的方向在150℃的氣氛下拉伸,得到厚40μm(透濕度58g/m2/24h)的透明保護膜A。
透明保護膜B:使用了對厚55μm的環狀聚烯烴膜(日本Zeon公司制:ZEONOR,透濕度11g/m2/24h)實施了電暈處理的膜。
透明保護膜C:使用了對厚80μm的PET膜(東洋紡織公司制,透濕度13g/m2/24h)的貼合面使用氨基甲酸酯樹脂實施了易膠粘處理的膜。
<透明保護膜的透濕度>
透濕度的測定是依照JIS Z0208的透濕度試驗(杯式法)測定。將切割為直徑60mm的樣品安放在加入了約15g的氯化鈣的透濕杯中,放入溫度40℃、濕度90%R.H.的恒溫機中,測定靜置24小時前后的氯化鈣的重量增加,由此求出透濕度(g/m2/24h)。
<活性能量射線>
作為活性能量射線,使用了可見光線(封入鎵的金屬鹵化物燈)照射裝置:Fusion UV Sysyems,Inc公司制Light HAMMER10燈管:V燈管峰值照度:1600mW/cm2、累積照射量1000/mJ/cm2(波長380~440nm)。而且,可見光線的照度是使用Solatell公司制Sola-Check系統測定。
實施例1~5及比較例1~2
(活性能量射線固化型膠粘劑組合物的制備)
依照表1中記載的配合表,將各成分混合并在50℃攪拌1小時,得到實施例1~5及比較例1~2的活性能量射線固化型膠粘劑組合物。
(偏振膜的制作)
在上述透明保護膜A、B或C上,使用MCD涂布機(富士機械公司制)(單元形狀:蜂窩狀、凹版輥線數:1000條/inch、轉速140%/相對于生產線速度),以達到表1中記載的膠粘劑層厚度的方式涂布實施例1~5或比較例1~2的活性能量射線固化型膠粘劑組合物,在使用偏振片X的情況下,在其兩面利用輥壓機貼合透明保護膜。另一方面,在使用薄型偏振片Y的情況下,僅在與PVA層相反一面利用輥壓機貼合透明保護膜。其后,從所貼合的透明保護膜側(在使用偏振片X的情況下是兩側),使用IR加熱器加溫到50℃,向兩面照射上述可見光線而使實施例1~5及比較例1~2的活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化后,在70℃進行3分鐘熱風干燥,得到在偏振片的兩側具有透明保護膜的偏振膜。貼合的生產線速度為25m/min。
對上述實施例及比較例中得到的偏振膜進行了以下的評價。將評價結果表示于表1中。
<膠粘劑層的成分傾斜結構的確認>
在對透明保護膜進行機械切削而使膠粘劑層露出后,交替地反復進行使用了團簇離子的蝕刻、和TOF-SIMS測定,由此實施了膠粘劑層的厚度方向分析。TOF-SIMS使用了Ulvac-Phi公司制“TRIFTV”。對各成分選定特有的二次離子,比較該二次離子的厚度方向的強度比,由此確定了在厚度方向部位偏在的成分。評價是通過算出將膠粘劑層厚度方向中心部的logPow為-1~1的A成分的比例設為1時的、膠粘劑層的偏振片側界面中的A成分的比率而進行。在膠粘劑層的偏振片側界面中的A成分的比率大于1的情況下,意味著膠粘劑層的在偏振片側的A成分的濃度高。將評價結果表示于表1中。
<活性能量射線固化型膠粘劑組合物的溫度測定>
對涂布有膠粘劑組合物的透明保護膜的表面利用FLIR公司制熱成像儀“FLIR-E49001”進行了測定。而且,由于所涂布的膠粘劑層相對于透明保護膜而言是非常薄的膜,因此可以推定膠粘劑組合物的溫度在剛剛涂布后是與透明保護膜同等的溫度。
<膠粘力>
將各例中得到的偏振膜以在與偏振片的拉伸方向平行的方向上為200mm、正交的方向上為20mm的大小切出,在透明保護膜與偏振片之間用切刀刻出切口,使偏振膜貼合于玻璃板上。利用拉幅機,沿90度方向將透明保護膜與偏振片以500mm/min剝離速度剝離,測定出其剝離強度。另外,對剝離后的剝離面的紅外吸收光譜利用ATR法進行測定,基于下述的基準評價了剝離界面。
A:透明保護膜的凝聚破壞
B:透明保護膜/膠粘劑層間的界面剝離
C:膠粘劑層/偏振片間的界面剝離
D:偏振片的凝聚破壞
在上述基準中,A及D由于膠粘力為膜的凝聚力以上,因此意味著膠粘力非常優異。另一方面,B及C意味著透明保護膜/膠粘劑層(膠粘劑層/偏振片)界面的膠粘力不足(膠粘力差)。考慮到這些情況,將A或D時的膠粘力設為○,將A·B(同時發生“透明保護膜的凝聚破壞”和“透明保護膜/膠粘劑層間的界面剝離”)或A·C(同時發生“透明保護膜的凝聚破壞”和“膠粘劑層/偏振片間的界面剝離”)時的膠粘力設為△,將B或C時的膠粘力設為×。
<膠粘耐久性(溫水浸漬試驗)>
將各例中得到的偏振膜切割為在偏振片的拉伸方向上為50mm、在垂直方向上為25mm的長方形。將該偏振膜在60℃的溫水中浸漬6小時后,利用放大鏡目視測定出剝離下的長度。測定采用了從發生剝離的部分的截面算起的垂直距離的最大值(mm)。
<膠粘耐久性(耐水剝離力)>
將各例中得到的偏振膜以在與偏振片的拉伸方向平行的方向上為200mm、正交方向上為20mm的大小切出。將該偏振膜在23℃的純水中浸漬24小時后,從純水中取出,用干布擦拭后,在透明保護膜與偏振片之間用切刀刻出切口,使偏振膜與玻璃板貼合。對于從純水中取出直到評價的操作,在1分鐘以內進行。以后進行與上述<膠粘力>相同的評價。
[表1]
[表1]
表1中,所使用的化合物表示:
4HBA:丙烯酸4-羥丁酯、logPow=0.68、大阪有機化學工業公司制、
HEAA:羥乙基丙烯酰胺、logPow=-0.56、興人公司制、
ACMO:丙烯酰基嗎啉、logPow=0.20、興人公司制、
FANCRYL FA511AS:丙烯酸二環戊烯酯、logPow=2.26、日立化成公司制、
LIGHT ACRYLATE DCP-A:三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、logPow=3.05、共榮社化學公司制、
LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A:1,9-壬二醇二丙烯酸酯、logPow=3.68、共榮社化學公司制、
FANCRYL FA-P324A:雙酚A PO4摩爾改性二丙烯酸酯、logPow=6.43、日立化成公司制、
Aronix M-220:三丙二醇二丙烯酸酯、logPow=1.68、東亞合成公司制、
Aronix M-5700:丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、logPow=1.17、東亞合成公司制、
ARUFON UG-4010:使(甲基)丙烯酸系單體聚合而成的丙烯酸系低聚物、東亞合成公司制、
NIKANOL Y-1000:二甲苯樹脂、FUDOW公司制
IRGACURE907:2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基1-丙酮、BASF公司制、
KAYACURE DETX-S:二乙基噻噸酮、日本化藥公司制、
IRGACURE184:1-羥基環己基苯基甲酮、BASF公司制。
實施例6
制備出含有以下的化合物的活性能量射線固化型膠粘劑組合物。
第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物(液粘度10mPa·s/25℃);HEAA 94重量%、IRGACURE907 3重量%、KAYACURE DETX-S 3重量%
第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物(液粘度350mPa·s/25℃);LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A 94重量%、IRGACURE9073重量%、KAYACURE DETX-S 3重量%
(偏振膜的制作)
在薄型偏振片Y的PVA層面,涂布第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物(膠粘劑層厚度0.3μm)。另外,在透明保護膜A的貼合面,涂布第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物(膠粘劑層厚度0.7μm),此后利用輥壓機使它們貼合。第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物與第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物的比例為30:70。其后,從所貼合的透明保護膜側,使用IR加熱器加溫到50℃,向兩面照射上述可見光線而使第一及第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物固化后,在70℃進行3分鐘熱風干燥,得到在偏振片的兩側具有透明保護膜的偏振膜。貼合的生產線速度為25m/min。
對上述實施例6中得到的偏振膜,進行了與薄型偏振片Y及透明保護膜A的膠粘力的評價。另外,進行了第一活性能量射線固化型膠粘劑組合物與薄型偏振片Y的接觸角、以及第二活性能量射線固化型膠粘劑組合物與透明保護膜Y的接觸角的評價。而且,對于接觸角的評價,是基于JIS-K 6768進行。將評價結果表示于表2中。
[表2]
[表2]
<儲能模量>
儲能模量是使用TA Instruments制動態粘彈性測定裝置RSAIII在以下的測定條件下測定。
樣品尺寸:寬10mm、長30mm、
夾具距離20mm、
測定模式:拉伸、頻率:1Hz、升溫速度:5℃/分鐘
進行動態粘彈性的測定,采用了儲能模量的25℃的測定值。
實施例7~15及比較例3
(活性能量射線固化型膠粘劑組合物的制備)
依照表3中記載的配合表,將各成分混合并在50℃攪拌1小時,得到實施例7~15及比較例3的活性能量射線固化型膠粘劑組合物。
[表3]
[表3]
表3中,所使用的化合物表示:
TPGDA:三丙二醇二丙烯酸酯、東亞合成公司制(Aronix M-220)、
金屬醇鹽及金屬螯合物表示:
TC-750:乙酰乙酸乙酯螯合物(有機基團的碳原子數6)、Matsumoto Finechemical公司制;
TC-100:乙酰丙酮鈦(有機基團的碳原子數5)、Matsumoto Finechemical公司制;
TA-30:辛氧基鈦(有機基團的碳原子數8)、Matsumoto Finechemical公司制;
D20:丁氧基鈦(有機基團的碳原子數4)、信越有機硅公司制;
ZA65:丁氧基鋯(有機基團的碳原子數4)、Matsumoto Finechemical公司制;
Aluminum Chelate M:(乙酰乙酸烷基酯基)二異丙酯(有機基團的碳原子數4以上)、川研FineChemical公司制;
乙烯基醚化合物表示:
VEEA:丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、日本觸媒公司制;
光產酸劑表示:
CPI-100P、Sun-Apro公司制。
實施例16~19及比較例4~7
(活性能量射線固化型膠粘劑組合物的制備)
依照表4中記載的配合表,將各成分混合并在50℃攪拌1小時,得到實施例16~19及比較例4~7的活性能量射線固化型膠粘劑組合物。
[表4]
表4中,含烷氧基硅烷基的化合物表示:
TA聚合物SA100S:主鏈(甲基)丙烯酸系聚合物型、Kaneka公司制
X-MAP SA110S:主鏈(甲基)丙烯酸系聚合物型、Kaneka公司制
X-40-9225:低聚物型含烷氧基硅烷基的化合物、信越有機硅公司制、
KR-213:低聚物型含烷氧基硅烷基的化合物、信越有機硅公司制、
KC-89S:低分子量含烷氧基硅烷基的化合物、信越有機硅公司制、
KBM403:低分子量含烷氧基硅烷基的化合物、信越有機硅公司制。