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曲面圖像顯示面板用凸面側偏振板的制作方法

文檔序號:12156377閱讀:333來源:國知局
曲面圖像顯示面板用凸面側偏振板的制作方法與工藝

本發明涉及用于曲面圖像顯示面板的偏振板、以及包含該偏振板的曲面圖像顯示面板。



背景技術:

以往,作為在液晶顯示面板、有機電致發光(有機EL)顯示面板等各種圖像顯示面板中使用的偏振板,已知具有如下構成的偏振板:在聚乙烯醇系樹脂膜上取向吸附有碘或二向色性染料等二向色性色素的偏振膜的單面或雙面上,經由粘接層層疊有三乙酰基纖維素膜之類的保護膜(例如專利文獻1~3)。這樣的偏振板根據需要進一步以層疊有相位差膜、光學補償膜等各種光學層的形態被貼合于液晶盒、有機EL顯示元件等圖像顯示元件,從而構成圖像顯示面板。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2010-211196號公報

專利文獻2:日本特開平10-062624號公報

專利文獻3:日本特開平07-134212號公報



技術實現要素:

發明要解決的問題

近年來,從外觀性的觀點出發,進行了關于各種各樣形狀的圖像顯示裝置的研究。其中,由于從觀眾到屏幕中央的距離與從觀眾到側端部的距離之差小而可得到在畫面中的浸入感,因而對以觀眾側成為凹面、其相反(背光單元等)側成為凸面的方式在水平方向上彎曲的形狀的所謂的曲面液晶電視等曲面圖像顯示裝置的關注正在提高,正在進行各種產品開發。

在曲面圖像顯示裝置中,也與平面圖像顯示裝置同樣地需要使用偏振板。然而,本發明人發現,為了制造曲面圖像顯示裝置,將上述專利文獻1~3中公開的以往的偏振板用于曲面圖像顯示面板的情況下,由于圖像顯示面板的翹曲、各部件的膨脹·收縮等變形,因而在曲面圖像顯示面板的凸面側配置的偏振板(凸面側偏振板)的后面側表面與所接近的部件(背光單元等)接觸,有時凸面側偏振板的表面劃傷,由此,從背光單元入射的光發生散射,可在圖像顯示功能方面產生如下問題:從一部分的正面觀看時的亮度下降;由于劃傷的多少、聚集而在正常部與異常部形成模糊而看到;并且在黑顯示時從斜向觀看時看到漏光;等等。

因此,本發明的目的在于,解決用于曲面圖像顯示面板的凸面側偏振板中特有的可能產生的上述課題,提供在曲面圖像顯示面板中在凸面側配置的偏振板的后面側表面的劃傷得到抑制的用于曲面圖像顯示面板的凸面側偏振板。

用于解決問題的手段

本發明提供以下的優選方案[1]~[6]。

[1]一種偏振板,其是用于具有7000mm以下的平均曲率半徑的曲面圖像顯示面板的凸面側偏振板,其在后面側表面具備對于該凸面側偏振板水平方向的表面硬度為H以上的保護層。

[2]如上述[1]所述的凸面側偏振板,其中,所述保護層具有包含丙烯酸系樹脂的硬涂層。

[3]一種曲面圖像顯示面板,其包含圖像顯示元件以及上述[1]或[2]所述的凸面側偏振板。

[4]如上述[3]所述的曲面圖像顯示面板,所述曲面圖像顯示面板的厚度為5mm以下。

[5]一種曲面圖像顯示裝置,其包含上述[3]或[4]所述的曲面圖像顯示面板。

[6]如上述[5]所述的曲面圖像顯示裝置,其中,在凸面側偏振板的后面側包含具有20×10-5/K以下的熱膨脹系數的增亮膜和/或擴散板。

發明的效果

根據本發明,可以提供在凸面側配置的偏振板的后面側表面的劃傷得到抑制的用于曲面圖像顯示面板的凸面側偏振板。

附圖說明

圖1是用于說明平均曲率半徑的曲面圖像顯示面板的簡圖。

圖2是表示凸面側偏振板的構成和作為曲面圖像顯示面板的一個方案的構成的截面圖。

圖3表示曲面圖像顯示裝置中的偏振板的吸收軸方向的一個例子。

圖4表示曲面圖像顯示裝置中的偏振板的吸收軸方向的一個例子。

符號說明

1:凸面側偏振板

2:凹面側偏振板

3:圖像顯示元件

10:粘合層

11:保護層

12:偏振膜

13 表面處理層

14 硬涂層

具體實施方式

以下,對于本發明的實施方式進行詳細說明。

需要說明的是,在本發明中,“平面狀態”是指,不包含彎曲部且整體上為平面的狀態。另外,“曲面狀態”是指,除了被測定方法等所特定的情況以外,借助一個弧而整體被彎曲的狀態以及包含基于一個或多個弧的彎曲部且整體上形成曲面的情況的總和。在本發明中,“平均曲率半徑”是指,顯示面板的左右兩端部和中央部的3點處的曲率半徑的平均值。即,在圖1中,平均曲率半徑是通過(R+R+R)/3算出的值。

本發明涉及具有7000mm以下的平均曲率半徑的用于曲面圖像顯示面板的凸面側偏振板。本發明的凸面側偏振板在后面側表面具備對于水平方向的表面硬度為H以上的保護層。需要說明的是,在本發明中,凸面側表示對應于曲面圖像顯示面板的背面側、與觀看側對置的一側,凹面側是指與凸面側對置的一側。另外,后面側表示對應于曲面圖像顯示面板的背面側(液晶顯示面板中的背光單元側)、與觀看側對置的一側,前面側表示對應于曲面圖像顯示面板的觀看側、與后面側對置的一側。

本發明的凸面側偏振板在后面側表面具備對于水平方向的表面硬度為H以上、優選為2H以上、更優選為3H以上的保護層。若上述保護層的對于水平方向的表面硬度為上述下限值以上,則能夠抑制曲面圖像顯示面板中的凸面側偏振板的后面側表面上的劃傷,另外,能夠有助于防止偏振膜的收縮和膨脹、防止因溫度、濕度、紫外線等導致的偏振膜的劣化。需要說明的是,上述保護層的對于水平方向的表面硬度通常為9H以下。保護層可以在凸面側偏振板的前面側表面具備。需要說明的是,在本發明中,表面硬度可以依據JIS K5600進行測定。

在本發明中,上述保護層的對于垂直方向的表面硬度與上述保護層的對于水平方向的表面硬度可以不同,也可以相同。曲面圖像顯示面板的形狀通常在垂直方向(上下方向)上不彎曲、在水平方向(左右方向)上以觀眾側成為凹面、相反側(背光單元等側)成為凸面的方式進行彎曲,構成中心軸為垂直方向(上下方向)的圓筒的一部分,因而對于該曲面圖像顯示面板中的凸面側偏振板的后面側表面上的劃傷的抑制而言,多起因于上述保護層的對于水平方向的表面硬度,上述保護層的對于垂直方向的表面硬度沒有特別限定。作為相比于上述保護層的對于垂直方向的表面硬度,更多地起因于保護層的對于水平方向的表面硬度的理由,并不局限于特定的理論,但認為是因為,由于曲面圖像顯示面板中的各部件的膨脹、收縮等變形,特別在偏振板的中央部(凸面側的前端部分)發生與所接近的部件(背光單元等)的接觸,此時,所接近的部件與偏振板主要在水平方向上發生變形、振動的結果,容易產生偏振板在水平方向上的劃傷。從能夠抑制在曲面圖像顯示面板中的凸面側偏振板的后面側表面上的對于垂直方向的劃傷的觀點出發,上述保護層的對于垂直方向的表面硬度優選為H以上、更優選為2H以上、進一步優選為3H以上。需要說明的是,上述保護層的對于垂直方向的表面硬度通常為9H以下。需要說明的是,水平方向與包含曲面圖像顯示面板的曲面圖像顯示裝置的水平方向一致,垂直方向是與上述水平方向垂直的方向。保護層的對于水平方向和/或垂直方向的表面硬度能夠根據保護層的構成材料和厚度、以及硬涂層的賦予等進行調整。

作為形成保護層的材料,優選具有上述規定的硬度并且透明性、熱穩定性、水分屏蔽性、各向同性等優異的材料。例如,作為上述規定的硬度、透明性、熱穩定性、水分屏蔽性、各向同性優異的材料,可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物;二乙酰基纖維素、三乙酰基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、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。另外,聚乙烯、聚丙烯、環系或具有降冰片烯結構的聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烴系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龍、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;偏氯乙烯系聚合物;乙烯基縮丁醛系聚合物;芳酯系聚合物;聚氧亞甲基系聚合物;環氧系聚合物;或者上述聚合物的混合物的聚合物等也可舉出作為形成保護層的材料的例子。保護層也可以為由丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸系氨基甲酸酯系、環氧系、硅酮系等熱固化型或紫外線固化型的樹脂形成的固化層。其中,優選含有具有與異氰酸酯交聯劑的反應性的羥基的聚合物,更優選纖維素系聚合物。保護層的厚度沒有特別限制,通常為500μm以下,優選為1~300μm,更優選為5~200μm,進一步優選為30~100μm。另外,保護層可以由附加有光學補償功能的透明保護膜等構成。

從能夠進一步抑制偏振板的劃傷的觀點出發,本發明中的保護層優選具有硬涂層。硬涂層例如可以通過將基于丙烯酸系樹脂、硅酮系樹脂等紫外線固化型樹脂的硬度、滑動特性等優異的固化皮膜附加于保護層的表面的方式等進行形成。特別是從硬度等機械物性和工業上的觀點出發,硬涂層優選包含丙烯酸系樹脂。作為丙烯酸系樹脂,可列舉:氨基甲酸酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯(以下將丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯記作(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸烷基酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯等。具體來說,可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等。

在本發明中,保護層在后面側表面和前面側表面中的任一者上可以具有硬涂層,從防止偏振板的劃傷的觀點出發,優選至少在后面側表面具有硬涂層。

本發明中的保護層在不被粘接于偏振膜的保護層的面可以具有表面處理層,例如可以具有:防反射層、抗粘連層、防眩層或擴散層等光學層。防反射層的目的在于防止在偏振板表面的外部光的反射,可以通過形成根據以往的防反射膜等而實現。另外,抗粘連層的目的在于防止與相鄰層的密合。

防眩層的目的在于,防止外部光在偏振板的表面發生反射而阻礙偏振板透射光的辨認等,例如可以通過基于噴砂方式、壓花加工方式的粗面化方式、透明微粒的配合方式等方式在保護層的表面賦予微細凹凸結構而形成。作為為了形成上述表面微細凹凸結構而含有的微粒,例如可列舉:由平均粒徑為0.5~50μm的二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等形成的可具有導電性的無機系微粒、由交聯或未交聯的聚合物等形成的有機系微粒等透明微粒。形成表面微細凹凸結構時,微粒的含量相對于形成表面微細凹凸結構的樹脂100質量份通常為2~50質量份,優選為5~25質量份。防眩層可以兼作將偏振板透射光擴散而擴大視角等的擴散層(視角擴大功能等)。需要說明的是,保護層可以根據需要含有公知的添加劑。作為添加劑,可列舉:離子捕捉劑、抗氧化劑、敏化助劑、光穩定劑、增粘劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動調節劑、增塑劑、消泡劑、色素、抗靜電劑和紫外線吸收劑等。

需要說明的是,上述防反射層、抗粘連層、擴散層、防眩層等光學層既能夠設置于保護層或硬涂層其本身并一體化,或者另行作為與保護層并非一體的光學層進行設置。例如,可以使硬涂層含有發揮防眩層的功能的微粒而使硬涂層和防眩層成為一體。

本發明的凸面側偏振板的構成只要為在后面側表面具備保護層的構成就沒有限制,例如,在優選的一個方案中,包含偏振膜、經由粘接劑層層疊于偏振膜的單面或雙面的保護層、以及用于貼合于圖像顯示元件的粘合層。

在本發明的一個實施方式中,本發明的凸面側偏振板由保護層、偏振膜、保護層、粘合層和根據需要的硬涂層構成。本發明的凸面側偏振板經由粘合層而被貼合于圖像顯示元件的一個表面,進而將凸面側偏振板貼合于圖像顯示元件的另一個表面,從而構成圖像顯示面板。

基于圖2對本發明的凸面側偏振板和曲面圖像顯示面板的一個實施方式中的構成進行說明時,本發明的凸面側偏振板(1)為從與圖像顯示元件(3)鄰接的層起依次層疊粘合層(10)、保護層(11)、偏振膜(12)、保護層(11)和根據需要的硬涂層(14)而成。需要說明的是,通常經由粘接劑層疊偏振膜(12)和保護層(11)。另外,在本發明的一個實施方式中,本發明的曲面圖像顯示面板由圖像顯示元件(3)以及分別經由粘合層(10)貼合于圖像顯示元件(3)的凸面側偏振板(1)和凹面側偏振板(2)構成。在本發明的一個實施方式中,凹面側偏振板(2)從與圖像顯示元件(3)鄰接的層起依次由粘合層(10)、保護層(11)、偏振膜(12)、保護層(11)以及根據需要的表面處理層(13)和/或光學層(未圖示)構成。

偏振膜與保護層通常經由粘接劑層粘接。作為構成粘接劑層的粘接劑,沒有特別限定,從使所形成的粘接劑層變薄的觀點出發,可列舉水系粘接劑,即將粘接劑成分溶于水而成的粘接劑或將粘接劑成分分散于水而成的粘接劑。例如,可以使用包含聚乙烯醇系樹脂或氨基甲酸酯樹脂作為粘接劑成分的粘接劑。在偏振膜的雙面具有保護層時,其粘接中使用的粘接劑可以相同也可以不同。

包含聚乙烯醇系樹脂作為粘接劑成分時,聚乙烯醇系樹脂除了部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇以外還可以是羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙酰基改性聚乙烯醇、羥甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇等經改性的聚乙烯醇系樹脂。通常,以聚乙烯醇系樹脂為粘接劑成分的粘接劑以聚乙烯醇系樹脂的水溶液的形式制備。粘接劑中的聚乙烯醇系樹脂的濃度相對于水100質量份通常為1~10質量份,優選為1~5質量份。

以聚乙烯醇系樹脂為粘接劑成分的粘接劑中,為了提高粘接性,優選添加乙二醛、水溶性環氧樹脂等固化性成分和/或交聯劑。作為水溶性環氧樹脂,例如可以適合地使用:使表氯醇與由二亞乙基三胺、三亞乙基四胺等聚亞烷基多元胺與己二酸等二元羧酸的反應而得到的聚酰胺胺進行反應而得到的聚酰胺多元胺環氧樹脂。作為該聚酰胺多元胺環氧樹脂的市售品,可列舉:“Sumirez Resin 650”(Sumika Chemtex株式會社制)、“Sumirez Resin 675”(Sumika Chemtex株式會社制)、“WS-525”(日本PMC株式會社制)等。這些固化性成分和/或交聯劑的添加量(都添加時為其合計量)相對于聚乙烯醇系樹脂100質量份通常為1~100質量份,優選為1~50質量份。若上述固化性成分和/或交聯劑的添加量為上述范圍內,則粘接性提高,能夠形成顯示良好粘接性的粘接劑層。

另外,包含氨基甲酸酯樹脂作為粘接劑成分時,優選使用:聚酯系離聚物型氨基甲酸酯樹脂與具有環氧丙氧基的化合物的混合物。此處,聚酯系離聚物型氨基甲酸酯樹脂是指,具有聚酯骨架且在該骨架內導入有少量離子性成分(親水成分)的氨基甲酸酯樹脂。該離聚物型氨基甲酸酯樹脂不使用乳化劑而直接在水中乳化形成乳液,因此適合作為水系的粘接劑。聚酯系離聚物型氨基甲酸酯樹脂其本身是公知的,例如日本特開平7-97504號公報中記載了用于使酚系樹脂分散于水性介質中的高分子分散劑的例子,另外,日本特開2005-70140號公報和日本特開2005-208456號公報中披露了將聚酯系離聚物型氨基甲酸酯樹脂與具有環氧丙氧基的化合物的混合物作為粘接劑,在包含聚乙烯醇系樹脂的偏振膜上貼合環烯烴系樹脂膜的形態。

粘接劑在偏振膜和/或在該偏振膜上貼合的保護層上的涂布可以用公知的方法進行,例如可以使用:流延法、線棒涂布法、凹版涂布法、逗號涂布機法、刮刀法、模涂法、浸漬涂布法、噴霧法等。流延法是指,將作為被涂布物的膜沿大致垂直方向、大致水平方向或兩者間的傾斜方向移動,同時在其表面上流下粘接劑并使之散布的方法。涂布粘接劑后,將偏振膜和待與該偏振膜貼合的保護層重疊,利用夾持輥等進行夾持來進行膜的貼合。使用夾持輥的膜的貼合例如可以采用:涂布粘接劑后,用輥等進行加壓而進行均勻擠壓擴展的方法;涂布粘接劑后,通過輥與輥之間而進行加壓從而進行擠壓擴展的方法等。此時,所使用的輥的材質可以為金屬、橡膠等。另外,使膜通過多個輥間進行擠壓擴展時,多個輥可以為相同材質,也可以為不同材質。

需要說明的是,為了提高粘接性,可以適當地對偏振膜與保護層的粘接面實施等離子體處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰(flame)處理、皂化處理等表面處理。作為皂化處理,可列舉在氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿的水溶液中進行浸漬的方法。

上述貼合后,進行干燥使粘接劑固化由此可以得到偏振板。該干燥處理例如通過噴射熱風進行,其溫度通常為40~100℃的范圍內,優選為60~100℃的范圍內。另外,干燥時間通常為20~1200秒。在該范圍中的干燥處理對于可進一步提高保護層上的硬涂層的硬度是有用的。

由干燥后的粘接劑形成的粘接劑層的厚度通常為0.001~5μm,優選為0.01~2μm,進一步優選為0.01~1μm。若粘接劑層的厚度為上述范圍內,則能夠確保充分的粘接性,另外,在外觀上也優選,

上述干燥后,可以在室溫以上的溫度下實施至少半天、優選為幾天以上的熟化由此得到充分的粘接強度。熟化溫度優選為30~50℃的范圍,更優選為35~45℃的范圍。若熟化溫度為上述范圍內,則卷筒狀態下的所謂“卷緊(卷き締まり)”不易發生。需要說明的是,熟化時的濕度沒有特別限制,只要相對濕度在0~70%RH的范圍內即可。熟化時間通常為1~10天,優選為2~7天。

另外,作為上述粘接劑,也可以使用光固化性粘接劑。作為光固化性粘接劑,例如可列舉:光固化性環氧樹脂與光陽離子聚合引發劑等的混合物;光固化性丙烯酸系樹脂與光自由基聚合引發劑等的混合物。使用光固化性粘接劑時,通過照射活性能量射線使光固化性粘接劑固化。活性能量射線的光源沒有特別限定,優選在波長400nm以下具有發光分布的活性能量射線,具體來說優選為低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、化學燈、黑光燈、微波激發汞燈、金屬鹵化物燈等。

對光固化性粘接劑的光照射強度根據光固化性粘接劑的組成適當確定,沒有特別限定,對聚合引發劑的活性化有效的波長區域的照射強度優選為0.1~6000mW/cm2,更優選為10~1000mW/cm2,進一步優選為20~500mW/cm2。若照射強度為上述范圍內,則可確保適當的反應時間,可以抑制因從光源輻射的熱和光固化性粘接劑在固化時的發熱所導致的樹脂的黃變、偏振膜的劣化。對光固化性粘接劑的光照射時間根據進行固化的光固化性粘接劑適當選擇即可,沒有特別限制,以上述照射強度與照射時間之積的形式表示的累積光量優選設定為10~10000mJ/m2,更優選為50~1000mJ/m2,進一步優選為80~500mJ/m2。若對光固化性粘接劑的累積光量為上述范圍內,則能夠產生充足量的源自聚合引發劑的活性物種而更可靠地推進固化反應,另外,照射時間不會變得過長,能夠維持良好的生產率。另外,通過經過在該范圍內的照射工序,有時可進一步提高保護層上的硬涂層的硬度,因此是有用的。

需要說明的是,通過活性能量射線的照射使光固化性粘接劑固化時,優選在例如偏振膜的偏振度、透射率和色相以及構成保護層和光學層的各種膜的透明性之類的偏振板的各種功能不下降的條件下進行固化。

由照射后的粘接劑形成的粘接劑層的厚度通常為0.1~10μm、優選為0.3~5μm、更優選為1~4μm。若粘接劑層的厚度在上述范圍內,則能夠確保充分的粘接性,并且在外觀上也是優選的。此外,使用光固化性粘接劑的情況下,與包含聚乙烯醇系樹脂的粘接劑的情況相比,能夠進一步進行厚膜化和高剛性化,因此在提高本發明的效果上是適宜的。

作為可構成本發明的凸面側偏振板的偏振膜,是具有從入射的自然光提取線偏振光的功能的膜,例如可以使用在聚乙烯醇系樹脂膜上取向吸附有二向色性色素的膜作為偏振膜。作為構成聚乙烯醇系樹脂膜的聚乙烯醇系樹脂,可以將聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化后使用。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂,除了乙酸乙烯酯的均聚物即聚乙酸乙烯酯以外,可以舉出乙酸乙烯酯與可與之共聚的其它單體的共聚物(例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等)。作為可與乙酸乙烯酯共聚的其它單體,例如可列舉:不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯基醚類、不飽和磺酸類、具有銨基的丙烯酰胺類等。

聚乙烯醇系樹脂的皂化度通常為85~100摩爾%,優選為98摩爾%以上。聚乙烯醇系樹脂可以經改性,例如可以使用經醛類改性的聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛和聚乙烯醇縮丁醛等。聚乙烯醇系樹脂的聚合度通常為1000~10000,優選為1500~5000。

可以將這樣的聚乙烯醇系樹脂制膜后用作偏振膜的坯膜。將聚乙烯醇系樹脂制膜的方法沒有特別限定,可以用以往公知的方法進行制膜。由聚乙烯醇系樹脂構成的坯膜的膜厚沒有特別限定,如果考慮到容易拉伸,例如為10~150μm,優選為15~100μm,更優選為20~80μm。

偏振膜通常經過如下工序進行制造:對這樣的聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸拉伸的工序;用二向色性色素對聚乙烯醇系樹脂膜進行染色由此吸附二向色性色素的工序;用硼酸水溶液對吸附有二向色性色素的聚乙烯醇系樹脂膜進行處理的工序;和在利用硼酸水溶液的處理后進行水洗處理的工序。

聚乙烯醇系樹脂膜的單軸拉伸可以在二向色性色素染色前、與染色同時、或染色后進行。當在染色后進行單軸拉伸時,該單軸拉伸可以在硼酸處理前或硼酸處理中進行。此外,也可以按上述多個階段進行單軸拉伸。單軸拉伸時,可以在圓周速度不同的輥間沿著單軸進行拉伸,也可以使用熱輥沿著單軸進行拉伸。此外,單軸拉伸既可以是在大氣中進行拉伸的干式拉伸,也可以是在用溶劑使聚乙烯醇系樹脂膜溶脹的狀態下進行拉伸的濕式拉伸。從抑制偏振膜的變形的觀點出發,拉伸倍率優選為8倍以下,更優選為7.5倍以下,進一步優選為7倍以下。另外,從使作為偏振膜的功能呈現的觀點出發,拉伸倍率通常為4.5倍以上。通過將拉伸倍率設為上述范圍,偏振膜的經時變形得到抑制,能夠抑制與接近凸面側偏振板的部件之間的接觸所導致的劃傷。

作為用二向色性色素對聚乙烯醇系樹脂膜進行染色的方法,例如可列舉將聚乙烯醇系樹脂膜在含有二向色性色素的水溶液中浸漬的方法。作為二向色性色素,可使用碘、二向色性染料。二向色性染料例如包括:C.I.DIRECT RED 39等包含雙偶氮化合物的二向色性直接染料、包含三偶氮、四偶氮化合物等的二向色性直接染料。需要說明的是,聚乙烯醇系樹脂膜優選在染色處理前實施了在水中浸漬的處理。

使用碘作為二向色性色素時,通常采用將聚乙烯醇系樹脂膜在含有碘和碘化鉀的水溶液中浸漬進行染色的方法。該水溶液中的碘的含量通常為每100質量份水0.01~1質量份,碘化鉀的含量通常為每100質量份水0.5~20質量份。使用碘作為二向色性色素時,用于染色的水溶液的溫度通常為20~40℃,另外,在該水溶液中的浸漬時間(染色時間)通常為20~1800秒。

使用二向色性染料作為二向色性色素時,通常采用在包含水溶性二向色性染料的水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂膜進行染色的方法。該水溶液中的二向色性染料的含量通常為每100質量份水1×10-4~10質量份,優選為1×10-3~1質量份,更優選為1×10-3~1×10-2質量份。該水溶液可以含有硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。使用二向色性染料作為二向色性色素時,用于染色的染料水溶液的溫度通常為20~80℃,另外,在該水溶液中的浸漬時間(染色時間)通常為10~1800秒。

利用二向色性色素進行染色后的硼酸處理可以通過將經染色的聚乙烯醇系樹脂膜在硼酸水溶液中進行浸漬來進行。硼酸水溶液中的硼酸的量通常為每100質量份水2~15質量份,優選為5~12質量份。使用碘作為二向色性色素時,優選該硼酸水溶液含有碘化鉀。硼酸水溶液中的碘化鉀的量通常為每100質量份水0.1~15質量份,優選為5~12質量份。在硼酸水溶液中的浸漬時間通常為60~1200秒,優選為150~600秒,進一步優選為200~400秒。硼酸水溶液的溫度通常為50℃以上,優選為50~85℃,更優選為60~80℃。

通常對硼酸處理后的聚乙烯醇系樹脂膜進行水洗處理。水洗處理例如通過將經硼酸處理的聚乙烯醇系樹脂膜在水中進行浸漬來進行。水洗處理中的水的溫度通常為5~40℃,浸漬時間通常為1~120秒。水洗后實施干燥處理而得到偏振膜。干燥處理可以使用熱風干燥機、遠紅外線加熱器進行。干燥處理的溫度通常為30~100℃,優選為40~95℃,更優選為50~90℃。干燥處理的時間通常為60~600秒,優選為120~600秒。

如此,對聚乙烯醇系樹脂膜實施單軸拉伸、利用二向色性色素的染色和硼酸處理,得到偏振膜。偏振膜的厚度例如可以設為5~40μm。

對于在涂布型的薄膜偏振膜而言,與以往公知的將聚乙烯醇系樹脂膜拉伸而成的偏振膜相比尺寸變化率小,因此通過使用涂布型的薄膜偏振膜,可抑制在長期的使用和/或高溫環境下的使用中的偏振板的尺寸變化。作為涂布型的薄膜偏振膜,例如可以使用日本特開2012-58381、日本特開2013-37115、國際公開第2012/147633、國際公開第2014/091921中例示的涂布型的薄膜偏振膜。

本發明的凸面側偏振板中包含的粘合層層疊于偏振膜或保護層、或者根據情況的偏振膜或保護層上的相位差膜、光學補償膜等各種光學層。

作為構成粘合層的粘合劑,能夠沒有特別限制地使用以往公知的粘合劑,例如可以使用含有丙烯酸系、橡膠系、氨基甲酸酯系、硅酮系、聚乙烯基醚系等基礎聚合物的粘合劑。另外,可以為能量射線固化型粘合劑、熱固化型粘合劑等。它們之中,以透明性、粘合力、返工性、耐候性、耐熱性等優異的丙烯酸系樹脂作為基礎聚合物的粘合劑是適當的。

作為丙烯酸系粘合劑,沒有特別限定,優選使用(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯系基礎聚合物、包含兩種以上的這些(甲基)丙烯酸酯等的共聚系基礎聚合物。此外,這些的基礎聚合物中共聚有極性單體。作為極性單體,可列舉例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2一羥基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸2-N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等具有羧基、羥基、酰胺基、氨基、環氧基等的單體。

這些丙烯酸系粘合劑也可以單獨使用,但通常與交聯劑并用。作為交聯劑,例示出:在與羧基之間可形成羧酸金屬鹽的二價或多價金屬離子;在與羧基之間可形成酰胺鍵的多元胺化合物;在與羧基之間可形成酯鍵的聚環氧化合物或多元醇化合物;在與羧基之間可形成酰胺鍵的多異氰酸酯化合物等。其中,廣泛使用多異氰酸酯化合物。

能量射線固化型粘合劑是指具有如下性質的粘合劑:具有受到紫外線、電子射線等能量射線的照射而固化的性質,在能量射線照射前也具有粘合性而密合于膜等被粘物,能夠通過能量射線的照射進行固化從而調整密合力。作為能量射線固化型粘合劑,尤其優選使用紫外線固化型粘合劑。能量射線固化型粘合劑通常以丙烯酸系粘合劑和能量射線聚合性化合物作為主要成分而成。通常進一步配合有交聯劑,另外,根據需要也可以配合光聚合引發劑、光敏劑等。

粘合層除了上述的基礎聚合物和交聯劑以外,根據需要為了調整粘合劑的粘合力、凝聚力、粘性、彈性模量、玻璃化轉變溫度等,可以包含例如作為天然物或合成物的樹脂類、粘合性賦予樹脂、抗氧化劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、染料、顏料、消泡劑、腐蝕劑、光聚合引發劑、熱聚合引發劑等添加劑。此外,也可以含有微粒而制成顯示光散射性的粘合層。紫外線吸收劑包括:水楊酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、鎳絡鹽系化合物等。

在本發明中,構成粘合層的粘合劑中,優選含有硅烷系化合物,尤其優選使配合交聯劑前的丙烯酸系樹脂中預先含有硅烷系化合物。硅烷系化合物由于使對玻璃的粘合力提高,因此通過包含硅烷系化合物,被玻璃基板夾持的圖像顯示元件與粘合層的密合性提高,能夠確保對顯示面板的高粘接力,因此即便在長期和/或高溫環境下的使用中,也不易發生從曲面狀態的顯示面板的剝離、浮起,能夠進一步抑制背光單元等所接近的部件與偏振板的接觸。

粘合層例如可以通過如下方法進行設置:通過將上述那樣的粘合劑制成有機溶劑溶液,在欲層疊該粘合層的膜或層(例如偏振膜等)上利用模涂機、凹版涂布機等進行涂布,進行干燥。另外,也可以通過如下方法進行設置:將在實施脫模處理后的塑料膜(也稱作隔膜)上形成的片狀粘合劑轉印至欲層疊的膜或層。對于粘合層的厚度沒有特別限制,通常優選為2~40μm的范圍內,更優選為5~35μm的范圍內,進一步優選為10~30μm的范圍內。

在優選的一個方案中,本發明的偏振板的粘合層由作為丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯和丙烯酸的共聚物的丙烯酸系樹脂、硅烷系化合物和作為交聯劑的異氰酸酯化合物構成。

本發明的凸面側偏振板根據需要可以進一步層疊有相位差膜、視角補償膜、擴散板和增亮膜等光學層。

作為相位差膜,可列舉:對高分子原材料進行單軸或雙軸壓延處理而成的雙折射性膜、液晶聚合物的取向膜、用膜支撐液晶聚合物的取向層的而成的相位差膜等。拉伸處理例如可以通過輥拉伸法、長間隙拉伸法、拉幅機拉伸法、管狀拉伸法等進行。拉伸倍率在單軸拉伸的情況下通常為1.1~3倍。相位差膜的厚度沒有特別限制,通常為10~200μm,優選為20~100μm。

作為高分子原材料,例如可列舉:聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基乙烯基醚、聚丙烯酸羥基乙酯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、聚碳酸酯、聚芳酯、聚砜、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚烯丙基砜、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴、具有降冰片烯結構的聚烯烴、聚氯乙烯、纖維素系聚合物、或者它們的二元系、三元系各種共聚物、接枝共聚物、混合物等。這些高分子原材料通過拉伸等形成取向物(拉伸膜)。

作為液晶聚合物,例如可列舉:在聚合物的主鏈或側鏈中導入有賦予液晶取向性的共軛性的直線狀原子團(介晶)的主鏈型或側鏈型各種聚合物。作為主鏈型的液晶聚合物的具體例,可舉出:以賦予彎曲性的間隔部鍵合介晶基團的結構的例如向列取向性的聚酯系液晶聚合物、盤狀聚合物、膽甾型聚合物等。作為側鏈型的液晶聚合物的具體例,可列舉:以聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙二酸酯作為主鏈骨架且經由包含共軛性的原子團的間隔部而具有向列取向賦予性的包含對位取代環狀化合物單元的介晶部作為側鏈的側鏈型的液晶聚合物等。這些液晶聚合物例如如下進行處理:在對形成于玻璃板上的聚酰亞胺、聚乙烯醇等薄膜的表面進行摩擦處理后的材料、斜向蒸鍍氧化硅的材料等的取向處理面上鋪展液晶聚合物的溶液后進行熱處理。

相位差膜例如可以為以對因各種波片或液晶層的雙折射造成的著色、視角等進行補償為目的的相位差膜等具有與使用目的相應的相位差的相位差膜,可以為層疊2種以上的相位差膜而將相位差等光學特性進行控制的膜等。

擴散板為具有使來自背光等光源的光擴散的功能的光學部件,例如在熱塑性樹脂中使作為光擴散劑的粒子分散而賦予了光擴散性的擴散板;在熱塑性樹脂膜的表面形成凹凸而賦予了光擴散性的擴散板;在熱塑性樹脂膜的表面形成分散有粒子的樹脂組合物的涂布層而賦予了光擴散性的擴散板等。

視角補償膜是擴大視場角使得即便從相對于屏幕略傾斜的方向觀看液晶顯示裝置等圖像顯示裝置的屏幕時也能夠比較清晰地看到圖像的膜。作為這樣的視角補償膜,例如包括:相位差膜、液晶聚合物等的取向膜、在透明基材上支撐有液晶聚合物等的取向層的膜等。通常的相位差膜使用在其面方向進行單軸拉伸的具有雙折射的聚合物膜,與此相對,用作視角補償膜的相位差膜使用:沿面方向進行雙軸拉伸的具有雙折射的聚合物膜;沿面方向進行單軸拉伸、在厚度方向也進行拉伸的對厚度方向的折射率進行了控制的具有雙折射的聚合物膜、傾斜取向膜等雙向拉伸膜等。作為傾斜取向膜,可列舉例如:在聚合物膜上粘接熱收縮膜,在由加熱得到的其收縮力的作用下對聚合物膜進行拉伸處理或/和收縮處理而成的傾斜取向膜;使液晶聚合物傾斜取向的傾斜取向膜等。作為相位差膜的原材料原料聚合物,可以適當選擇使用與之前在相位差膜中描述的聚合物同樣的以防止因得自液晶盒的基于相位差的視場角的變化所導致的著色等、擴大良好分辨的視場角等為目的的聚合物。

另外,從實現良好分辨的大視場角的觀點出發,優選使用液晶聚合物的取向層,特別優選使用由三乙酰基纖維素膜支撐包含盤狀液晶聚合物的傾斜取向層的光學各向異性層的視角補償膜。

本發明的凸面側偏振板在80℃干燥環境下250小時后的尺寸變化率優選為3.0%以下。尺寸變化率為3.0%以下時,能夠抑制偏振板的膨脹、收縮等變形,因此與所接近的部件的接觸被抑制,不易發生凸面側偏振板的劃傷。本發明的偏振板在80℃干燥環境下250小時后的尺寸變化率更優選為2.0%以下,進一步優選為1.5%以下,特別優選不發生尺寸變化(即,尺寸變化率的下限值為0%)。

尺寸變化率能夠通過抑制有助于偏振板的收縮和膨脹的偏振膜的尺寸變化來進行控制。偏振膜的尺寸變化例如可以通過進行改變偏振膜的拉伸倍率等制造條件、種類或者提高與偏振膜鄰接的保護層的剛性等來進行控制。具體來說,可以通過使拉伸倍率優選為8倍以下、更優選為7.5倍以下、進一步優選為7倍以下來控制尺寸變化。另外,通過提高與偏振膜鄰接的保護層的剛性,能夠抑制偏振膜的收縮,因此通過控制保護層的剛性也能夠抑制偏振板的尺寸變化。在此,剛性定義為用于保護層的膜在室溫(23℃)下的拉伸彈性模量(以下記作23℃彈性模量)乘以膜厚而得的剛性、以及在80℃條件下的拉伸彈性模量(以下記作80℃彈性模量)乘以膜厚而得的剛性。尤其,通過提高80℃彈性模量乘以膜厚而成的剛性,能夠抑制偏振板在高溫環境、長期使用下的尺寸變化。例如,以三乙酰基纖維素為代表的纖維素系聚合物優選23℃彈性模量為3000~5000MPa、80℃彈性模量為2000~4000MPa的范圍,以聚甲基丙烯酸甲酯為代表的丙烯酸系聚合物優選23℃彈性模量為2000~4000MPa、80℃彈性模量為800~2500MPa的范圍,具有降冰片烯結構的聚烯烴系聚合物優選23℃彈性模量為2000~4000MPa、80℃彈性模量為1500~3000MPa的范圍。

需要說明的是,尺寸變化率可以如下算出:將偏振板切成100mm×100mm尺寸,測定初始的尺寸和80℃干燥環境下250小時后的尺寸,進行比較由此算出。

在制造液晶顯示面板時,將偏振板與增亮膜貼合后的偏振板通常設置在液晶盒的后面側使用。增亮膜由于液晶顯示裝置等的背光、從后側的反射等而顯示在自然光入射時反射規定偏振軸的線偏振光或規定方向的圓偏振光且透射其它光的特性,將增亮膜與偏振板層疊后的偏振板使來自背光等光源的光入射而得到規定偏振狀態的透射光,并且上述規定偏振狀態以外的光被反射而不發生透射。使在該增亮膜面反射的光進一步經由在其后側設置的反射層等而反轉后再次入射進增亮膜,使其一部分或全部以規定偏振狀態的光的形式進行透射,從而實現了透過增亮膜的光的增量,并且供給偏振膜不易吸收的偏振光,從而實現可用于液晶圖像顯示等的光量的增大,由此可提高亮度。即,不使用增亮膜并利用背光等從液晶盒的后側穿過偏振膜入射光時,具有與偏振膜的偏振軸不一致的偏振方向的光近乎被偏振膜吸收,不能透過偏振膜。即,雖然因所用的偏振膜的特性而異,但約50%的光被偏振膜吸收,相應地,可用于液晶圖像顯示等的光量減少,圖像變暗。增亮膜并不使具有可被偏振膜吸收的偏振方向的光入射進偏振膜,而是使具有可被偏振膜吸收的偏振方向的光在增亮膜中暫時發生反射,進而經由在其后側設置的反射層等而反轉,再次入射進增亮膜,重復上述過程,僅使在該兩者間發生反射、反轉的光的偏振方向成為可穿過偏振膜的偏振方向的偏振光透射而供給于偏振膜,因而能夠將背光等的光有效地用于液晶顯示裝置的圖像顯示,能夠增亮屏幕。

本發明的凸面側偏振板例如可以如下進行制造:利用粘接劑在偏振膜上貼合保護層,在與圖像顯示元件貼合的一側的保護層的表面形成粘合層,由此進行制造。本發明的凸面側偏振板還包含光學層的情況下,例如利用粘接劑或粘合劑在保護層上貼合構成光學層的各種膜,在與保護層粘接的面的相反側的面形成粘合層即可。此處,可以進行在保護層的后面側賦予硬涂層的處理。將構成偏振板的各膜和層進行層疊而得到的偏振板在與圖像顯示元件貼合前進行曲面化,使得達到所期望的曲率半徑,由此可以得到本發明的凸面側偏振板。另外,也可以在與圖像顯示元件貼合后進行曲面化。由此,可以得到包含圖像顯示元件和本發明的凸面側偏振板的曲面圖像顯示面板。

本發明的凸面側偏振板與圖像顯示元件的貼合例如在用于曲面液晶顯示面板的情況下,將本發明的凸面側偏振板經由粘合層貼合于作為圖像顯示元件的液晶盒即可。另外,在用于曲面有機EL面板的情況下,將本發明的凸面側偏振板經由粘合層貼合于作為圖像顯示元件的有機EL顯示元件即可。

對于偏振板的曲面化而言,例如在液晶顯示面板的情況下,可以通過如下方法進行:將如上所述進行制作的圖像顯示元件與凸面側偏振板的層疊體在以規定曲率半徑彎曲的狀態下固定于框架后載置于背光單元上的方法;或者在以規定曲率半徑進行曲面化后的背光單元上載置上述層疊體后從其上方用框架進行按壓的方法。

本發明的凸面側偏振板可以適合地用于具有7000mm以下的平均曲率半徑的曲面圖像顯示面板,例如可以用于以曲面電視等為代表的具有300~7000mm、優選為1000~7000mm、進而為2000~6000mm的平均曲率半徑的曲面圖像顯示面板。認為平均曲率半徑越小,則越容易發生偏振板的中央部處的與接近部件的接觸,本發明的凸面側偏振板在抑制曲面狀態下的凸面側偏振板的劃傷方面優異,因此也可以適合地用于平均曲率半徑更小(曲率更大)的曲面圖像顯示面板中。因此,也適合用于構成個人電腦、移動設備等的曲面圖像顯示面板。

另外,本發明的凸面側偏振板可以適合地用于具有各種屏幕尺寸的曲面圖像顯示面板。例如可以用于具有5英寸(水平方向長度:100~150mm)、10英寸(水平方向長度:200~250mm)、17英寸(水平方向長度:320~400mm)、32英寸(水平方向長度:680~720mm)、40英寸(水平方向長度:860~910mm)、46英寸(水平方向長度:980~1030mm)、55英寸(水平方向長度:1180~1230mm)、65英寸(水平方向長度:1400~1450mm)、75英寸(水平方向長度:1600~1700mm)、85英寸(水平方向長度:1800~1900mm)的屏幕尺寸的曲面圖像顯示面板。認為屏幕尺寸越大,各構成部件的尺寸也越大,因此膨脹、收縮等的變形量增大,其結果與凸面側偏振板的接觸的可能性升高,也容易發生劃傷。此外還發現,在屏幕的縱橫比為9∶13~9∶23、優選為9∶15以上、更優選為9∶19以下、例如9∶16或9∶21的橫長的圖像顯示面板中,顯示面板容易發生撓曲,特別容易產生凸面側偏振板的后面側表面的劃傷。根據本發明的凸面側偏振板,即便屏幕尺寸大,也能夠抑制偏振板的劃傷。

本發明的凸面側偏振板可以用作曲面液晶顯示面板、曲面有機EL面板等曲面圖像顯示面板的偏振板,尤其曲面液晶顯示面板的偏振板。本發明的凸面側偏振板可以用作構成曲面圖像顯示面板的凹面側偏振板和凸面側偏振板中的任一者,但是為了抑制與所接近的部件(背光單元等)的接觸所導致的偏振板的劃傷,適合包含作為凸面側偏振板。

包含本發明的凸面側偏振板的曲面圖像顯示面板具有優選為5mm以下、更優選為3mm以下、進一步優選為2mm以下、優選為0.1mm以上、更優選為0.2mm以上、進一步優選為0.3mm以上的厚度。若曲面圖像顯示面板的厚度為上述上限值以下,則包含曲面圖像顯示面板的曲面圖像顯示裝置的薄型化變得容易,若曲面圖像顯示面板的厚度為上述下限值以上,則不易由于熱而使曲面圖像顯示面板發生變形,構成該曲面圖像顯示面板的圖像顯示元件與偏振板的接觸得到抑制,因此能夠抑制偏振板的劃傷。需要說明的是,曲面圖像顯示面板的厚度通常為0.01mm以上。

本發明的曲面圖像顯示裝置可以在凸面側偏振板的后面側包含光學層,例如可以包含上述增亮膜和/或擴散板。例如,曲面圖像顯示裝置為曲面液晶顯示裝置的情況下,在背光單元與凸面側偏振板之間可包含上述增亮膜和/或擴散板。增亮膜和/或擴散板可以粘接于背光單元,其該情況下,上述增亮膜和/或擴散板未被粘接于偏振板。上述增亮膜和/或擴散板具有優選為20×10-5/K以下、更優選為15×10-5/K以下的熱膨脹系數。若增亮膜和/或擴散板的熱膨脹系數為上述上限值以下,則接近偏振板的部件即增亮膜和/或擴散板的由于熱的膨脹、收縮等變形得到抑制,因此能夠進一步抑制偏振板的劃傷。需要說明的是,上述增亮膜和/或擴散板的熱膨脹系數通常為0.1×10-5/K以上。

需要說明的是,在曲面液晶顯示面板中,凸面側偏振板與凹面側偏振板以這些偏振板中包含的各偏振膜的吸收軸方向(拉伸方向)相互正交的方式配置。例如,如圖3所示,若凸面側偏振板中包含的偏振膜的吸收軸方向為垂直方向,則凹面側偏振板中包含的偏振膜的吸收軸方向為水平方向。另外,如圖4所示,若凸面側偏振板中包含的偏振膜的吸收軸方向為水平方向,則凹面側偏振板中包含的偏振膜的吸收軸方向為垂直方向。凸面側偏振板中包含的偏振膜的吸收軸方向可以為垂直方向,可以為水平方向,可以為相對于水平方向為45°的角度方向。在本發明中發現,在大多的圖像顯示面板的產品中,凸面側偏振板中包含的偏振膜的吸收軸方向為垂直方向,尤其在這種情況下,容易由于凸面側偏振板表面的劃傷而使圖像顯示功能容易產生問題。根據本發明,能夠與凸面側偏振板的偏振膜的吸收軸方向無關地抑制凸面側偏振板的劃傷,可以解決上述課題。

本發明的曲面圖像顯示裝置的凸面側偏振板的后面側表面不易劃傷,因此圖像顯示功能不易產生問題,即便在高溫、多濕環境下也能夠長期地良好使用。

實施例

以下舉出實施例和比較例,進一步詳細說明本發明。

1.偏振膜的制作

(1)偏振膜(1-A)

將平均聚合度約2,400、皂化度99.9摩爾%以上的厚度60μm的聚乙烯醇膜(株式會社kuraray制的商品名“VF-PE#6000”)在30℃的純水中浸漬后,在30℃于碘/碘化鉀/水的質量比為0.02/2/100的水溶液中進行浸漬。之后,在56.5℃于碘化鉀/硼酸/水的質量比為12/5/100的水溶液中進行浸漬。繼而,使用8℃的純水對膜進行洗滌后,在80℃進行干燥,得到了在聚乙烯醇膜上吸附取向有碘的偏振膜。拉伸主要在碘染色和硼酸處理中進行,總拉伸倍率為6.0倍。如此,得到了厚度為22μm的偏振膜(1-A)。

(1-B)偏振膜

除了使用平均聚合度約2,400、皂化度99.9摩爾%以上的厚度30μm的聚乙烯醇膜(株式會社kuraray制的商品名“VF-PE#3000”)和將總拉伸倍率設為5.5倍以外,與偏振膜(1-A)同樣地進行,得到了厚度12μm的偏振膜(1-B)。

2.保護層(保護膜)的制作·準備

如下所述,制作或準備了各種保護層(保護膜)。

(1)丙烯酸系樹脂膜(2-A)

將甲基丙烯酸系樹脂70質量%和橡膠粒子30質量%用高速混合機進行混合,對于該100質量%添加苯并三唑系紫外線吸收劑2質量%,用雙螺桿擠出機進行熔融混煉制成顆粒。將該顆粒投入單螺桿擠出機,經由設定溫度275℃的T型模進行擠出,用具有鏡面的兩根拋光輥夾持膜由此進行冷卻,得到了厚度80μm的丙烯酸系樹脂膜(2-A)。

需要說明的是,作為上述甲基丙烯酸系樹脂,使用甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯=96%/4%(質量比)的共聚物。另外,作為上述橡膠粒子,使用三層結構的彈性體粒子,最內層由在甲基丙烯酸甲酯中使用少量甲基丙烯酸烯丙酯進行聚合而成的硬質聚合物構成,中間層由以丙烯酸丁酯為主要成分、進一步使用苯乙烯和少量甲基丙烯酸烯丙酯進行聚合而成的軟質彈性體構成,最外層由在甲基丙烯酸甲酯中使用少量丙烯酸乙酯進行聚合而成的硬質聚合物構成,所述彈性體粒子的至作為中間層的彈性體為止的平均粒徑為240nm。需要說明的是,在該橡膠粒子中,最內層與中間層的合計質量為粒子整體的70%。

(2)丙烯酸系樹脂膜(2-B)

除了將膜的厚度設為60μm以外,與丙烯酸系樹脂膜(2-A)同樣地進行,得到了丙烯酸系樹脂膜(2-B)。

(3)具有硬涂層的丙烯酸系樹脂膜(2-C)

在上述的丙烯酸系樹脂膜(2-A)上進行硬涂層處理。硬涂層處理通過涂布處理溶液(季戊四醇三丙烯酸酯:42.5質量份、IRGACURE 184:0.25質量份、有機硅(流平劑):0.1質量份、二氧化硅(平均粒徑1μm):12質量份、表面甲基丙烯酰基修飾二氧化硅(表面有機成分:4.05×10-3g/m2):7.5質量份、甲苯:34質量份),進行干燥后,使用紫外線照射器照射紫外線,由此進行。由此得到了具有厚度5μm的硬涂層的丙烯酸系樹脂膜(2-C)(整體厚度:85μm)。

(4)具有硬涂層的丙烯酸系樹脂膜(2-D)

除了使用丙烯酸系樹脂膜(2-B)代替丙烯酸系樹脂膜(2-A)以外,與丙烯酸系樹脂膜(2-C)同樣地進行,得到了丙烯酸系樹脂膜(2-D)(整體厚度:65μm)。

(5)TAC膜(2-E)

將Konica Minolta Opto株式會社制的三乙酰基纖維素膜“KC6UAW”(厚度60μm)作為TAC膜(2-E)。

(6)COP膜(2-F)

將日本瑞翁株式會社的環狀聚烯烴系雙軸拉伸樹脂膜“ZEONOR FILM ZB12”(厚度52μm)作為COP膜(2-F)。

(7)具有硬涂層的COP膜(2-G)

對日本瑞翁株式會社的環狀聚烯烴系未拉伸樹脂膜“ZEONOR FILM ZF14”(厚度40μm)進行硬涂層處理。其步驟如下所述。

首先,將以下的紫外線固化性樹脂1、紫外線固化性樹脂2、光聚合引發劑和稀釋溶劑按以下的量進行混合而制備了紫外線固化性的涂敷液作為硬涂層處理液。

·紫外線固化性樹脂1:季戊四醇三丙烯酸酯60重量份

·紫外線固化性樹脂2:多官能氨基甲酸酯化丙烯酸酯(六亞甲基二異氰酸酯與季戊四醇三丙烯酸酯的反應產物)40重量份

·光聚合引發劑:“Lucirin TPO”(BASF公司制、化學名:2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)5重量份

·稀釋溶劑:乙酸乙酯100重量份

接著,將在上文中制備的涂敷液涂布于上述環狀聚烯烴系未拉伸樹脂膜(ZF14)的單面,進行干燥后,使用紫外線照射器照射紫外線,由此形成硬涂層(厚度3μm)。如此,得到了具有厚度3μm的硬涂層的具有硬涂層的COP膜(2-G)(整體厚度:43μm)。

3.粘接劑的制備

將混合以下配合成分而得到的無溶劑型的紫外線固化性粘接劑用作粘接劑。另外,%表示將粘接劑整體設為100質量%時的含量(質量%)。

·3,4-環氧環己基甲基-3’,4’-環氧環己烯羧酸酯(Daicel化學工業株式會社制的“CELLOXIDE 2021P”):80%

·1,4-丁二醇二縮水甘油醚:19%

·以三芳基锍六氟磷酸鹽為主要成分的光陽離子聚合引發劑(CPI-100P:以三芳基锍六氟磷酸鹽為主要成分的有效成分50%的碳酸丙烯酯溶液、Sanapro株式會社制的“CPI-100P”):1%

4.粘合劑的制備

在具備冷凝管、氮導入管、溫度計和攪拌機的反應容器中投入乙酸乙酯81.8質量份、丙烯酸丁酯70.8質量份、丙烯酸甲酯20.0質量份、丙烯酸2-苯氧基乙酯8.0質量份、丙烯酸2-羥基乙酯1.0質量份和丙烯酸0.6質量份,用氮氣置換裝置內的空氣使之不含氧,與此同時將內溫升高至55℃。之后,添加全部將作為聚合引發劑的偶氮二異丁腈0.14質量份溶于乙酸乙酯10質量份的溶液。聚合引發劑的添加后1小時保持該溫度,接著在將內溫保持在54~56℃的同時,以添加速度17.3質量份/小時向反應容器內中連續地加入乙酸乙酯,在丙烯酸系樹脂的濃度達到35質量%的時刻停止添加乙酸乙酯。進而,從乙酸乙酯的添加開始起至經過12小時為止在該溫度下保溫。最后加入乙酸乙酯,調節使得丙烯酸系樹脂的濃度為20質量%。將其作為丙烯酸系樹脂。

根據以下方法對所得到的丙烯酸系樹脂的重均分子量和數均分子量進行測定。在GPC裝置中串聯連接配置4根東曹株式會社制的“TSKgel XL”和1根昭和電工株式會社制且由昭光通商株式會社銷售的“Shodex GPC KF-802”、共計5根作為柱,使用四氫呋喃作為洗脫液,在試樣濃度5mg/mL、試樣導入量100μL、溫度40℃、流速1mL/分鐘的條件下根據標準聚苯乙烯換算進行測定。所得到的丙烯酸系樹脂的重均分子量Mw為142萬,Mw/Mn為4.1。

相對于在上文中制備的丙烯酸系樹脂(20質量%乙酸乙酯溶液)的固體成分100質量份,混合作為硅烷系化合物的0.5質量份的縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(液體)(信越化學工業株式會社制KBM-403)、作為交聯劑的0.6質量份的CORONATE HXR(六亞甲基二異氰酸酯的異氰脲酸酯體,有效成分大致100質量%的液體,日本聚氨酯株式會社制)和3.0質量份的N-辛基-4-甲基吡啶鎓六氟磷酸鹽。接著,添加乙酸乙酯使得固體含量濃度為13質量%從而得到了粘合劑。

實施例1

作為保護層的膜(2-C)和膜(2-F)使用電暈處理機(春日電氣株式會社制)預先進行電暈處理,在其上涂布粘接劑使得粘接劑厚度分別為2.5μm,貼合于偏振膜(1-A)。之后,使用金屬鹵化物燈照射紫外線使得UVB區域中的照射強度為200mW/cm2,使粘接劑固化。在膜(2-F)面上形成厚度20μm的上述粘合劑的層,得到了凸面側偏振板A。將所得到的凸面側偏振板A貼合于玻璃板上,制作了10cm×10cm的平板狀的樣品。如下所述實施了鉛筆硬度試驗。將其結果示于表1中。

(硬度測定)

凸面側偏振板的表面硬度的測定依據JIS K5600進行(其中,設定500g載重)。測定使用電動鉛筆劃痕硬度試驗機(株式會社安田精機制作所制、No.553-M)對凸面側偏振板的水平方向和垂直方向進行。關于測定硬度的方向,將偏振膜的拉伸方向作為凸面側偏振板的垂直方向,將與偏振膜的拉伸方向垂直的方向作為凸面側偏振板的水平方向。需要說明的是,在硬度試驗中,求出在5次硬度試驗之中4次以上未確認到傷痕等外觀異常的情況下所使用的鉛筆的硬度。例如,使用2H的鉛筆進行5次試驗,如果4次或5次未發生外觀異常,則其硬度為2H。

實施例2

除了使用膜(2-D)代替膜(2-C)和使用偏振膜(1-B)代替偏振膜(1-A)以外,與實施例1同樣地進行,得到了凸面側偏振板B。將所得到的凸面側偏振板B貼合于玻璃板上,制作10cm×10cm的平板狀的樣品,實施了鉛筆硬度試驗。其結果示于表1。

比較例1

除了使用膜(2-A)代替膜(2-C)以外,與實施例1同樣地進行,得到了凸面側偏振板C。將所得到的凸面側偏振板C貼合于玻璃板上,制作10cm×10cm的平板狀的樣品,實施了鉛筆硬度試驗。其結果示于表1。

比較例2

除了使用膜(2-E)代替膜(2-C)以外,與實施例1同樣地進行,得到了凸面側偏振板D。將所得到的凸面側偏振板D貼合于玻璃板上,制作10cm×10cm的平板狀的樣品,實施了鉛筆硬度試驗。其結果示于表1。

比較例3

除了使用具有硬涂層的COP膜(2-G)代替具有硬涂層的丙烯酸系樹脂膜(2-C)以外,與實施例1同樣地進行,得到了凸面側偏振板E。將所得到的凸面側偏振板E貼合于玻璃板上,制作10cm×10cm的平板狀的樣品,實施了鉛筆硬度試驗。其結果示于表1。

表1

〔易劃傷性的評價1〕

接著,對于基于實施例1的凸面側偏振板A,以以下步驟進行了易劃傷性的評價。

進行凸面側偏振板的后面側表面的鋼絲棉硬度(用鋼絲棉進行摩擦時的傷痕的數量)的測定,測定在如下條件下實施,用目視觀察了表面。

·鋼絲棉的型號:#0000號、

·鋼絲棉的與擴散膜外表面接觸的部分(摩擦子)的形狀:1邊2cm的正方形(面積4cm2)且與該邊平行地排列鋼絲棉的纖維,在該纖維方向上往復

·對鋼絲棉的載重:250g/cm2(1000g/4cm2)、

·鋼絲棉的行程幅度:5cm(往復10cm)、

·往復摩擦時的速度:50往復/分鐘(500cm/分鐘)。

其結果,因利用鋼絲棉的摩擦而產生的傷痕的數量為4條。另外,使用在實施例2中得到的凸面側偏振板B,進行與上文同樣的評價,結果利用鋼絲棉的摩擦所產生的傷痕的數量為8條。

另一方面,對于在比較例1和2中得到的凸面側偏振板C和D,進行同樣的易劃傷性的評價,結果利用鋼絲棉的摩擦所產生的傷痕的數量均為40條以上,難以用目視進行計數。

此外,對于在比較例3中得到的凸面側偏振板E,進行同樣的易劃傷性的評價,結果利用鋼絲棉的摩擦所產生的傷痕的數量為9條以上。

分別使用試驗后的這些凸面側偏振板制造液晶顯示裝置,以目視對液晶顯示功能進行確認,結果在使用在實施例1和2中得到的凸面側偏振板A和B制作的液晶顯示裝置中,得到了無傷痕、不均等的圖像。與此相對,在使用在比較例1和2中得到的凸面側偏振板C和D制作的液晶顯示裝置中,在顯示圖像中的經鋼絲棉摩擦的部位可確認到利用鋼絲棉的擦傷的痕跡,可視性不良。

需要說明的是,對于在比較例3中得到的凸面側偏振板E而言,以目視在所顯示的圖像中未觀察到傷痕、不均等。

〔易劃傷性的評價2〕

對于凸面側偏振板A~E,使用電動鉛筆劃痕硬度試驗機〔株式會社安田精機制作所制、No.553-M在載荷500g的條件下以與JIS K5600同樣的方法將硬度H的鉛筆在凸面側偏振板的水平方向上壓靠。之后,分別使用這些凸面側偏振板A~E制作液晶顯示裝置,進行屏幕顯示,以目視確認顯示功能,結果在使用在實施例1和實施例2中得到的凸面側偏振板A和B制作的液晶顯示裝置中,得到了沒有傷痕、不均等的圖像。與此相對,在使用在比較例1、比較例2和比較例3中得到的凸面側偏振板C、D和E制作的液晶顯示裝置中,在顯示圖像中的壓靠鉛筆的部位確認到因鉛筆所致的擦傷的痕跡(可視性不良)。

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