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TWI463197B - 偏光板、光學組件以及液晶顯示裝置 - Google Patents

偏光板、光學組件以及液晶顯示裝置 Download PDF

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TWI463197B
TWI463197B TW098103460A TW98103460A TWI463197B TW I463197 B TWI463197 B TW I463197B TW 098103460 A TW098103460 A TW 098103460A TW 98103460 A TW98103460 A TW 98103460A TW I463197 B TWI463197 B TW I463197B
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TW
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meth
compound
polarizing plate
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film
Prior art date
Application number
TW098103460A
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English (en)
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TW200949317A (en
Inventor
Masashi Fujinaga
Ju-Yeul Jang
Ryu Takeko
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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Description

偏光板、光學組件以及液晶顯示裝置
本發明是有關在偏光膜的單面或雙面具有保護層的偏光板。同時,本發明是有關使用該偏光板的光學組件以及液晶顯示裝置。
偏光板可使用作為構成液晶顯示裝置的光學組件。以往,偏光板是使用在偏光膜的單面或雙面以水系接著劑等將透明樹脂膜形成的保護層積層而構成的偏光板。至於這種透明樹脂膜,因具有優異的光學透明性及透濕性,故多使用三乙醯纖維素膜(TAC膜)。偏光板可依需要而隔著其他的光學機能層,以黏著劑貼合在液晶單元後,組裝於液晶顯示裝置中。
近年來,隨著液晶顯示裝置的筆記型個人電腦、行動電話、汽車導航器等可攜式機器的發展,對於構成液晶顯示裝置的偏光板,也有薄型輕量化及高耐久性(高機械強度)的要求。同時,在可攜式用途的液晶顯示裝置方面,也期望可於濕熱下使用,而對於其中所使用的偏光板,也要求高耐濕熱性,但是以往的偏光板長時間曝露在高濕下,尤其是在高溫高濕下時,有造成偏光性能下降或偏光膜收縮的問題。所以,對於積層在偏光膜上的保護層,除了薄型輕量化之外,同時也要求增高其硬度,以提高機械強度及抑制偏光膜收縮的能力(收縮抑制力)。
然而,對已貼合作為保護層的TAC膜之偏光板,就作業時的處理性或耐久性能而言,不易使保護層的厚度成為20μm以下,而薄型輕量化有極限。
至於可解決上述問題的技術,有例如日本特開2000-199819號公報(專利文獻1)中,揭示將樹脂溶液塗布在親水性高分子形成的偏光膜之單面或雙面後,形成透明薄膜層的技術。同時,日本特開2003-185842號公報(專利文獻2)中,揭示藉由使含有具有二環戊基殘基或二環戊烯基殘基等的能量線聚合性化合物的能量線硬化性組成物硬化,而在偏光膜上形成保護膜之技術。日本特開2004-245924號公報(專利文獻3)中,揭示在偏光膜之至少單面具有以環氧樹脂為主成分的保護膜而形成之偏光板。同時,日本特開2005-92112號公報(專利文獻4)中,揭示以活性能量線硬化性樹脂組成物的硬化物保護偏光膜之至少單面。
[專利文獻1]日本特開2000-199819號公報
[專利文獻2]日本特開2003-185842號公報
[專利文獻3]日本特開2004-245924號公報
[專利文獻4]日本特開2005-92112號公報
本發明的目的,係提供一方面可維持偏光膜與保護層之間的良好密著性,一方面已薄型輕量化且保護層的硬度經改善之偏光板。同時,本發明的其他目的,係提供使用這種偏光板的光學組件及液晶顯示裝置。
本發明的偏光板係具備於聚乙烯醇類樹脂膜中已吸附定向二色性色素的偏光膜、與形成在該偏光膜至少一面的保護層,保護層是由含有活性能量線硬化性化合物的硬化性樹脂組成物之硬化物形成者,其中,前述活性能量線硬化性化合物是含有分子內具有至少一個環氧基的化合物與分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物,前述保護層的彈性率為3,300至10,000MPa。
本發明的偏光板中,在前述活性能量線硬化性化合物100重量份中,前述(甲基)丙烯酸類化合物是以含有10至70重量份為佳。
本發明的偏光板中,前述(甲基)丙烯酸類化合物是以只由該(甲基)丙烯酸類化合物及聚合起始劑形成的硬化物可提供3,000MPa以上的彈性率者為佳。
本發明的偏光板中,前述(甲基)丙烯酸類化合物是以含有下式(1)至(4)表示的至少一種化合物為佳。
(上述式(1)及(2)中,Q1 及Q2 相互獨立的表示(甲基)丙烯醯氧基或(甲基)丙烯醯氧基烷基,此時烷基的碳數為1至10;上述式(2)中,R表示氫或碳數1至10的烴基;上述式(3)中,T1 、T2 及T3 相互獨立的表示(甲基)丙烯醯氧基;上述式(4)中,T表示羥基或(甲基)丙烯醯氧基)。
本發明的偏光板中,前述硬化性樹脂組成物是以復含有環氧丙烷(oxetane)類化合物者為佳。
本發明的偏光板中,前述硬化性樹脂組成物是以復含有微粒子者為佳。此時,相對於前述活性能量線硬化性化合物100重量份,硬化性樹脂組成物是以含有5至250重量份的微粒子為佳。
本發明的偏光板中,前述微粒子是以粒徑100nm以下的二氧化矽粒子為佳。此時,二氧化矽微粒子是以其表面具有選自羥基、環氧基、(甲基)丙烯醯氧基及乙烯基所成群組之一種以上的官能基更佳。
本發明的偏光板中,保護層的厚度是以1至35μm為佳。
本發明同時可提供由上述本發明的偏光板與光學機能層的積層體所形成的光學組件。本發明的光學組件中的光學機能層,是以相位差層、亮度提高膜、表面處理層的任何一種為佳。
本發明更可提供一種液晶顯示裝置,其是將上述本發明的偏光板或上述本發明的光學組件配置在液晶單元的單面或雙面而形成。
依照本發明,因可使保護層的厚度比以往的TAC膜等較為減少,故可達到偏光板的薄型輕量化,同時,偏光膜與保護層之間的密著性良好。並且,因可提高保護層的硬度,故可提高偏光板的機械強度,同時即使保護層的厚度較以往減少時,在高溫高濕下也可有效抑制偏光膜的收縮。本發明的這種偏光板及使用該偏光板之光學組件,非常適用於例如可攜式用途的液晶顯示裝置等。
<偏光板>
本發明的偏光板的基本組成是具備在聚乙烯醇系樹脂膜已吸附定向二色性色素的偏光膜、與形成在該偏光膜的單面或雙面的保護層,該保護層是由含有活性能量線硬化性化合物的硬化性樹脂組成物之硬化物所形成。在本發明的偏光板中,使用於此保護層的活性能量線硬化性化合物,是含有分子內具有至少一個環氧基的化合物與分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物,而且保護層的彈性率為3,300至10,000MPa。同時,本說明書中的「彈性率」,只要未特別說明,即是指於常溫(約23℃)時的抗張彈性率之意。以下,詳細說明本發明的偏光板。
使用於本發明中的偏光膜,是由聚乙烯醇類樹脂形成者,具體上,是使二色性色素吸附定向於經單軸延伸的聚乙烯醇類樹脂膜而成者。
構成偏光膜的聚乙烯醇類樹脂,可將聚醋酸乙烯酯類樹脂皂化而得。至於聚醋酸乙烯酯類樹脂,除了醋酸乙烯酯的均聚物的聚醋酸乙烯酯之外,尚有醋酸乙烯酯與可與其共聚合的其他單體所成之共聚物等。至於可與醋酸乙烯酯共聚合的其他單體,可舉例如不飽和羧酸類、不飽和磺酸類、烯烴類、乙烯醚類等。聚乙烯醇類樹脂之皂化度通常大約為85至100莫耳%,並以98至100莫耳%為佳。聚乙烯醇類樹脂也可再經改質,例如可使用經醛類改質的聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮乙醛。聚乙烯醇類樹脂的聚合度通常大約為1,000至10,000,並以大約1,500至10,000為佳。
以這種聚乙烯醇類樹脂製成的膜,可使用作為偏光膜的原片膜。使聚乙烯醇類樹脂製膜的方法並無特別的限制,可使用已周知的方法。由聚乙烯醇類樹脂形成的原片膜之厚度,並無特別的限制,例如大約為10至150μm。
偏光膜的製造,通常是經過將如上述之聚乙烯醇類樹脂形成之原片膜單軸延伸的步驟、以二色性色素將聚乙烯醇類樹脂膜染色而吸附該二色性色素的步驟、以硼酸水溶液處理已吸附二色性色素的聚乙烯醇類樹脂膜之步驟、及經硼酸水溶液處理後的水洗步驟。
單軸延伸可在以二色性色素染色之前進行,也可與該染色同時進行,也可在該染色之後進行。在二色性色素染色之後進行單軸延伸時,此單軸延伸可在硼酸處理之前進行,也可在硼酸處理中進行。又,也可在此等處理的複數階段進行單軸延伸。單軸延伸可以在不同周速的滾輪間進行單軸的延伸,也可使用熱滾輪在單軸進行延伸。同時,可以是在大氣中進行延伸等乾式延伸法,也可以是在溶劑中以經膨脹之狀態進行延伸的濕式延伸法。延伸倍率通常大約為4至8倍。
在以二色性色素染色聚乙烯醇類樹脂膜時,例如只要將聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含有二色性色素的水溶液中即可。至於二色性色素,可使用碘、二色性染料等。在染色處理之前,聚乙烯醇類樹脂膜宜先在水中浸漬處理過。
在使用碘作為二色性色素時,通常是採用將聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含碘及碘化鉀的水溶液中之方法作為染色的方法。相對於水100重量份,通常此水溶液中的碘含量大約為0.01至0.5重量份;同時,在相對於水100重量份,碘化鉀的含量通常大約為0.5至10重量份。染色時所使用的水溶液溫度,通常大約為20至40℃,同時,浸漬在此溶液中的時間(染色時間)通常大約為30至300秒。
另一方面,在使用二色性色素作為二色性染料時,其染色方法,通常是採用將聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含有水溶性二色性染料的染料水溶液中之方法。相對於水100重量份,此染料水溶液中的二色性染料的含量通常大約為1×10-3 至1×10-2 重量份。染料水溶液中也可含有硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。染色水溶液的溫度,通常大約為20至80℃,同時,浸漬在染料水溶液中的時間(染色時間)通常大約為30至300秒。
經二色性色素染色後的硼酸處理,是將已染色的聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含硼酸的水溶液中進行。相對於水100重量份,含硼酸的水溶液中的硼酸含量通常大約為2至15重量份,並以大約5至12重量份為佳。在使用碘作為二色性色素時,含硼酸的水溶液是以另含有碘化鉀者為佳。相對於水100重量份,含硼酸的水溶液中之碘化鉀含量,通常大約為2至20重量份,並以大約5至15重量份為佳。浸漬在含硼酸的水溶液中之時間,通常大約為100至1,200秒,並以150至600秒為佳,而以大約200至400秒較佳。含硼酸的水溶液的溫度通常為50℃以上,以50至85℃為佳。
硼酸處理後的聚乙烯醇類樹脂膜,通常是再經水洗處理。例如,將硼酸處理過的聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在水中進行水洗處理。水洗處理時水之溫度通常大約為5至40℃,浸漬時間大約為2至120秒。水洗後經乾燥處理,即可得偏光膜。乾燥處理可使用熱風乾燥機或遠紅外線加熱器進行。乾燥溫度通常大約為40至100℃。乾燥處理時間通常大約為120至600秒。
經過上述操作之後,即可製得於經單軸延伸的聚乙烯醇類樹脂膜吸附定向二色性色素的偏光膜。偏光膜的厚度可為約5至40μm。
(保護層)
本發明中,是在上述偏光膜的單面或雙面,使含有活性能量線硬化性化合物的硬化性樹脂組成物的硬化物形成的保護層積層而成為偏光板。本發明中的活性能量線硬化性化合物,是含有分子內具有至少一個環氧基的化合物(以下,亦簡稱「環氧化合物」)及分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物(以下,亦簡稱「(甲基)丙烯酸類化合物」)。
此時,保護層的彈性率為3,300至10,000MPa,以3,500至8,000MPa為佳。如保護層的彈性率未達3,300MPa時,將使抑制高溫高濕下偏光膜收縮的能力降低,結果使偏光特性下降。當保護層的彈性率超過10,000MPa時,偏光膜與保護層間的密著性惡化,因而可能會產生保護層剝離等問題。
而前述保護層,尤其在為了抑制高溫條件下偏光膜之收縮時,以即使在80℃前後的高溫中彈性率亦不會變得太低者為佳。具體上,以80℃時的儲存彈性率在1,500至5,500MPa的範圍內為佳。又,在求得80℃前後的高溫之抗張彈性率時,尤其因難以正確測得試驗前後的試料長度,故在此處即採用高溫下可容易測定,且在表示試料的剛性上近似於抗張彈性率概念的儲存彈性率。
由於硬化性樹脂組成物中含有環氧化合物,故可在相對於偏光膜及相位差膜上顯示良好的密著性,同時透明性、機械強度、熱安定性、水分阻隔性等亦優良的高耐久性保護層。此處,本發明中所謂的「分子內具有一個以上的環氧基之化合物」,是指分子內具有一個以上的環氧基,可藉由活性能量線(例如,紫外線、可見光、電子束、X射線等)的照射而硬化的化合物。同時,將環氧化合物、(甲基)丙烯酸類化合物及後述的環氧丙烷類化合物總稱為「活性能量線硬化性化合物」。
至於上述環氧化合物,雖然並無特別的限制,但就耐候性和折射率、陽離子聚合性等而言,是以分子內不含芳香環的環氧化合物為佳。至於這種分子內不含芳香環的環氧化合物,可舉例如氫化環氧化合物、脂肪族環氧化合物、脂環式環氧化合物等。
在觸媒的存在下,使芳香族環氧化合物於加壓下選擇性地進行氫化反應後,即可得氫化環氧化合物。至於芳香族環氧化合物,可舉例如雙酚A的二去水甘油醚、雙酚F的二去水甘油醚、雙酚S的二去水甘油醚等雙酚型環氧樹脂;酚酚醛環氧樹脂、甲酚酚醛環氧樹脂、羥基苯甲醛酚酚醛環氧樹脂等酚醛型環氧樹脂;四羥基苯基甲烷的去水甘油醚、四羥基二苯甲酮的去水甘油醚、環氧化聚乙烯酚等多官能型環氧樹脂等。其中,在氫化環氧化合物方面,是以經氫化的雙酚A之去水甘油醚為佳。
至於脂肪族環氧化合物,可舉例如脂肪族多元醇或其環氧烷加成物的聚去水甘油醚。更具體言之,可舉例如1,4-丁二醇的二去水甘油醚、1,6-己二醇的二去水甘油醚、甘油的三去水甘油醚、三羥甲基丙烷的三去水甘油醚、聚乙二醇的二去水甘油醚、丙二醇的二去水甘油醚、在乙二醇或丙二醇、甘油等脂肪族多元醇中加成1種或2種以上的環氧烷(環氧乙烷或環氧丙烷)後而得的聚醚聚醇之聚去水甘油醚等。
所謂脂環式環氧化合物,是指具有至少1個結合在脂環式環的環氧基之環氧化合物。「結合在脂環式環的環氧基」具有從下述式去除(CH2 )m 中的1個或複數個氫後之結構。式中,m為2至5的整數。
所以,所謂脂環式環氧化合物,是指分子內具有至少一個上述式表示的結構之化合物。更具體言之,上述式表示的化合物、或上述式中去除(CH2 )m 中的一個或複數個氫後之結構的基與具有其他化學結構的基結合的化合物,即可成為脂環式環氧化合物。(CH2 )m 中的一個或複數個氫,也可經甲基或乙基等直鏈狀烷基適宜的取代。
在如上述的環氧化合物之中,是以脂環式環氧化合物為佳,即宜為至少一個環氧基是與脂環式環結合的化合物,尤其是具有氧雜雙環己烷(上述式中的m=3者)或氧雜雙環庚烷(上述式中的m=4者)的環氧化合物,因容易獲得硬化物的彈性率高、與偏光膜之間的密著性優異之保護層,而更加適用。以下,雖然是適用於本發明中具有脂環式環氧化合物的結構之具體例,但本發明並不侷限於此等化合物。
(a)下述式(I)表示的環氧環己烷羧酸環氧環己基甲酯類:
(式中,R1 及R2 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(b)下述式(II)表示的烷二醇之環氧環己烷羧酸酯類:
(式中,R3 及R4 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,n表示2至20的整數)。
(c)下述式(III)表示的二羧酸之環氧環己基甲酯類:
(式中,R5 及R6 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,p表示2至20的整數)。
(d)下述式(IV)表示的聚乙二醇之環氧環己基甲基醚類:
(式中,R7 及R8 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,q表示2至10的整數)。
(e)下述式(V)表示的烷二醇之環氧環己基甲基醚類:
(式中,R9 及R10 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,r表示2至20的整數)。
(f)下述式(VI)表示的二環氧三螺化合物:
(式中,R11 及R12 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(g)下述式(VII)表示的二環氧單螺化合物:
(式中,R13 及R14 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(h)下述式(VIII)表示的乙烯環己烯二環氧化物類:
(式中,R15 表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(i)下述式(IX)表示的環氧環戊基醚類:
(式中,R16 及R17 相互獨立的表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(j)下述式(X)表示的二環氧三環癸烷:
(式中,R18 表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
在上述例示的脂環式環氧化合物之中,因可由市面上取得、或比較容易取得其類似物等理由,而以下述的脂環式環氧化合物佳。
(A)7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷-3-羧酸與(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)甲醇的酯化物[式(I)中,R1 =R2 =H的化合物]、(B)4-甲基-7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷-3-羧酸與(4-甲基-7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)甲醇的酯化物[式(I)中,R1 =4-CH3 、R2 =4-CH3 的化合物]、(C)7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷-3-羧酸與1,2-乙二醇的酯化物[式(II)中,R3 =R4 =H、n=2的化合物]、(D)(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)甲醇與己二酸的酯化物[式(III)中,R5 =R6 =H、p=4的化合物]、(E)(4-甲基-7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)甲醇與己二酸的酯化物[式(III)中,R5 =4-CH3 、R6 =4-CH3 、p=4的化合物]、(F)(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基)甲醇與1,2-乙二醇的醚化物[式(V)中,R9 =R10 =H、r=2的化合物]。
本發明中的各個環氧化合物,可單獨使用或與其他的一種以上併用。
本發明中所使用的硬化性樹脂組成物中,在活性能量線硬化性化合物100重量份中,含有環氧化合物的比例是以30至90重量份為佳,並以含有35至80重量份的比例較佳,而以含有40至70重量份的比例更佳。如環氧化合物的含量未達30重量份時,偏光膜與保護層之間的密著性有下降的傾向,而當超過90重量份時,因硬化物的保護層黃變而光學性能有降低之傾向。
同時,除了上述環氧化合物之外,此硬化性樹脂組成物也可含有環氧丙烷類化合物。由於環氧丙烷類化合物的添加,可降低硬化性樹脂組成物的黏度,進而使硬化速度變快。同時,可防止硬化物的保護層之黃變,而提高光學性能。
環氧丙烷類化合物是分子內具有至少一個環氧丙烷環(4員環醚)的化合物,可舉例如3-乙基-3-羥基甲基環氧丙烷、1,4-雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)環氧丙烷、二[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)環氧丙烷、酚酚醛環氧丙烷等。此等環氧丙烷類化合物,可輕易取得其市售物,可舉例如商品名的「ARON OXETANE OXT-101」、「ARON OXETANE OXT-121」、「ARON OXETANE OXT-211」、「ARON OXETANE OXT-221」、「ARON OXETANE OXT-212」(以上均為東亞合成(股)製)等。
環氧丙烷類化合物的調配量並無特別的限制,通常在活性能量線硬化性化合物100重量份中,是以30重量份以下為佳,並以10至25重量份較佳。
本發明中所使用的硬化性樹脂組成物,如含有環氧化合物或環氧丙烷類化合物等陽離子類硬化性化合物時,在該硬化性樹脂組成物中宜調配光陽離子聚合起始劑。當使用光陽離子聚合起始劑時,由於在常溫中可形成保護層,故考量偏光膜的耐熱性或因膨脹而歪斜的必要性減少,而可在偏光膜上形成密著性良好的保護層。同時,由於光陽離子聚合起始劑是以光產生觸媒作用,故即使混合在硬化性樹脂組成物中,其保存安定性和作業性也均優。
光陽離子聚合起始劑是藉由可見光線、紫外線、X射線、電子束等活性能量線的照射,而產生陽離子種或路易斯酸而開始進行環氧化合物及/或環氧丙烷類化合物的聚合反應者。本發明中可使用任何一型的光陽離子聚合起始劑,並未特別的限定,可舉例如芳香族重氮鎓鹽、芳香族碘鎓鹽、芳香族硫鎓鹽等鎓鹽;鐵-丙二烯(allene)錯鹽等。
在芳香族重氮鎓鹽方面,可舉例如六氟銻酸苯二重氮鎓鹽、六氟磷酸苯二重氮鎓鹽、六氟硼酸苯二重氮鎓鹽等。
同時,在芳香族碘鎓鹽方面,可舉例如肆(五氟苯基)硼酸二苯基碘鎓鹽、六氟磷酸二苯基碘鎓鹽、六氟銻酸二苯基碘鎓鹽、六氟磷酸二(4-壬基苯基)碘鎓鹽等。
至於芳香族硫鎓鹽,可舉例如六氟磷磷酸三苯基硫鎓鹽、六氟銻酸三苯基硫鎓鹽、肆(五氟苯基)硼酸三苯基硫鎓鹽、雙六氟磷酸4,4’-雙[二苯硫鎓基]二苯基硫醚鹽、雙六氟銻酸4,4’-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基硫鎓基]二苯基硫醚鹽、雙六氟磷酸4,4’-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基硫鎓基]二苯基硫醚鹽、六氟銻酸7-[二(對甲苯基)硫鎓基]-2-異丙基噻吨酮鹽、肆(五氟苯基)硼酸7-[二(對甲苯基)硫鎓]-2-異丙基噻吨酮鹽、六氟磷酸4-苯基羰基-4’-二苯基硫鎓基-二苯基硫醚鹽、六氟銻酸4-(對-第三丁基苯基羰基)-4’-二苯基硫鎓基-二苯基硫醚鹽、肆(五氟苯基)硼酸4-(對-第三丁基苯基羰基)-4’-二(對甲苯基)硫鎓基-二苯基硫醚鹽等。
至於鐵-丙二烯錯鹽,可舉例如二甲苯-環戊二烯基鐵(II)六氟銻酸鹽、異丙苯-環戊二烯基鐵(II)六氟磷酸鹽、二甲苯-環戊二烯基鐵(II)參(三氟甲基磺醯基)甲烷化物等。
此等光陽離子聚合起始劑,可輕易取得其市售品,例如分別為商品名的「KAYARAD PCI-220」、「KAYARAD PCI-620」(以上,日本化藥(股)製)、「UVI-6990」(Union Carbide公司製)、「ADEKA OPTOMER SP-150」、「ADEKA OPTOMER SP-170」(以上,(股)ADEKA製)、「CI-5102」、「CIT-1370」、「CIT-1682」、「CIP-1866S」、「CIP-2048S」、「CIP-2064S」(以上,日本曹達(股)製)、「DPI-101」、「DPI-102」、「DPI-103」、「DPI-105」、「MPI-103」、「MPI-105」、「BBI-101」、「BBI-102」、「BBI-103」、「BBI-105」、「TPS-101」、「TPS-102」、「TPS-103」、「TPS-105」、「MDS-103」、「MDS-105」、「DTS-102」、「DTS-103」(以上,Midori化學(股)製)、「PI-2074」(Rhodia公司製)、「UVACURE 1590」(DAICEL-CYTEC(股)製)等。
此等光陽離子聚合起始劑分別可單獨使用,或與其他的一種以上混合後使用。此等之中尤其以芳香族硫鎓鹽,因在300nm以上的波長區域中也具有紫外線吸收特性,而可提供具有優異硬化性、良好的機械強度或與偏光膜之間的良好密著性之硬化物,故較為適用。
相對於環氧化合物、環氧丙烷類化合物等陽離子類硬化性化合物之合計量100重量份,光陽離子聚合起始劑的調配量通常為0.5至20重量份,並以1至6重量份為佳。相對於環氧化合物及環氧丙烷類化合物之合計量100重量份,如光陽離子聚合起始劑的調配量少於0.5重量份時,將使硬化不充分,而使機械強度或保護層與偏光膜之間的密著性有降低之傾向。同時,相對於陽離子類硬化性化合物之合計量100重量份,如光陽離子聚合起始劑的調配量超過20重量份時,可能因硬化物中的離子性物質增加,而提高硬化物的吸濕性,進而降低耐久性能。
形成保護層所使用的硬化性樹脂組成物,含有上述環氧化合物,或上述環氧化合物及環氧丙烷類化合物,以及有為自由基聚合性且分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物。由於含有(甲基)丙烯酸類化合物,故而可得硬度高、機械強度優異,且耐久性能更高的保護層。並且,由於含有(甲基)丙烯酸類化合物,而得以更加容易進行硬化性樹脂組成物的黏度及硬化速度、所得保護層的表面硬化性、與偏光膜之間的密著性等之調整。
而且,在本發明中的(甲基)丙烯酸類化合物,以使用只由具有該(甲基)丙烯醯基的化合物及聚合起始劑形成的硬化物可提供3,000MPa以上(以3,100MPa以上較佳)的彈性率者為佳。如使用只由具有該(甲基)丙烯醯基的化合物及聚合起始劑形成的硬化物之彈性率未達3,000MPa的(甲基)丙烯酸類化合物時,將使保護膜之機械強度不足,而不能抑制偏光膜之收縮。
此處,「(甲基)丙烯醯氧基」係指甲基丙烯醯氧基或丙烯醯氧基。「具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物」,是分別指分子內具有至少一個甲基丙烯醯氧基或丙烯醯氧基,可在光自由基聚合起始劑的存在下,藉由活性能量線(例如紫外線、可見光、電子束、X射線等)的照射而硬化的甲基丙烯酸酯衍生物或丙烯酸酯衍生物。
至於分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物,可舉例如分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯單體(以下,稱為「(甲基)丙烯酸酯單體」)、分子內具有至少兩個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物(以下,稱為「(甲基)丙烯酸酯寡聚物」)等含有(甲基)丙烯醯氧基的化合物。此等化合物分別可單獨使用,也可與其他的一種以上併用。所謂「(甲基)丙烯酸酯單體」,是分別指丙烯酸酯單體或甲基丙烯酸酯單體,而「(甲基)丙烯酸酯寡聚物」是指丙烯酸酯寡聚物或甲基丙烯酸酯寡聚物。
至於上述的(甲基)丙烯酸酯單體,可舉例如分子內具有一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯單體(以下,稱為「單官能(甲基)丙烯酸酯單體」)、分子內具有兩個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯單體(以下,稱為二官能(甲基)丙烯酸酯單體)及分子內具有三個以上的(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯單體(以下,稱為多官能(甲基)丙烯酸酯單體)。(甲基)丙烯酸酯單體可只使用一種,也可併用兩種以上。
至於單官能(甲基)丙烯酸酯單體之具體例,可舉例如四氫呋喃甲基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、第三丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯、二環戊烯基(甲基)丙烯酸酯、苯甲基(甲基)丙烯酸酯、異冰片基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、二環戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯、二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷單(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇單(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等。
單官能(甲基)丙烯酸酯單體也可使用含有羧基的(甲基)丙烯酸酯單體。至於含有羧基的單官能(甲基)丙烯酸酯單體,可舉例如2-(甲基)丙烯醯氧基乙基酞酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基六氫酞酸、羧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基琥珀酸、N-(甲基)丙烯醯基氧基-N’,N’-二羧基-對苯二胺、4-(甲基)丙烯醯氧乙基偏苯三甲酸等。又,單官能(甲基)丙烯酸酯單體也可使用4-(甲基)丙烯醯基胺基-1-羧基甲基哌啶等含有(甲基)丙烯醯基胺基的單體等。
至於上述二官能(甲基)丙烯酸酯單體,雖然可使用以烷二醇二(甲基)丙烯酸酯類、聚氧烷二醇二(甲基)丙烯酸酯類、鹵素取代烷二醇二(甲基)丙烯酸酯類、脂肪族多元醇的二(甲基)丙烯酸酯類、氫化二環戊二烯或三環癸烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯類、二烷二醇(dioxane glycol)或二烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯類、雙酚A或雙酚F的環氧烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯類、雙酚A或雙酚F的環氧二(甲基)丙烯酸酯類等為代表性的單體,但並不侷限於此等而可使用各種單體。
至於二官能(甲基)丙烯酸酯單體的具體例,包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(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、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚矽氧二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸酯新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙[4-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基乙氧基苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基)丙烯醯氧基乙氧基乙氧基環己基]丙烷、氫化二環戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-二烷-2,5-二基二(甲基)丙烯酸酯[又名:二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯]、羥基三甲基乙醛與三羥甲基丙烷之縮醛化合物[化學名:2-(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二烷]的二(甲基)丙烯酸酯、1,3,5-參(2-羥基乙基)異氰脲酸酯的二(甲基)丙烯酸酯等。
三官能以上的(甲基)丙烯酸酯單體可列舉以甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)三(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四(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)丙烯酸酯等三官能以上的脂肪族多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯為代表之單體,其他尚可舉出三官能以上的鹵素取代多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯、甘油的環氧烷加成物之三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷的環氧烷加成物之三(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-參[(甲基)丙烯醯氧基乙氧基乙氧基]丙烷、1,3,5-參(2-羥基乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯類、聚矽氧六(甲基)丙烯酸酯等。
至於上述(甲基)丙烯酸酯寡聚物,可舉例如胺酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物、環氧基(甲基)丙烯酸酯寡聚物等。(甲基)丙烯酸酯寡聚物可只使用一種,也可併用兩種以上。
所謂胺酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物,是指在分子內具有胺酯鍵(-NHCOO-)及至少兩個(甲基)丙烯醯氧基的化合物。具體上,是由分子內各具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基及至少一個羥基的(甲基)丙烯酸酯單體與聚異氰酸酯經胺酯化反應之生成物、或使多元醇類與聚異氰酸酯反應而得含有末端異氰酸酯基的胺酯化合物,與分子內各具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基及至少一個羥基的(甲基)丙烯酸酯單體經胺酯化反應之生成物。
至於使用於胺酯化反應中的含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體,可舉例如2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
至於與這種含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體進行胺酯化反應所使用的聚異氰酸酯,可舉例如六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、二異氰酸伸甲苯酯、二異氰酸伸苯二甲酯、使此等二異氰酸酯中的芳香族異氰酸酯氫化而得的二異氰酸酯(例如氫化二異氰酸伸甲苯酯、氫化二異氰酸伸苯二甲酯等二異氰酸酯)、三苯基甲烷三異氰酸酯、二亞甲基三苯基三異氰酸酯、二苯甲基苯三異氰酸酯等二或三異氰酸酯,及使二異氰酸酯多量化而得的聚異氰酸酯等。
同時,使用於藉由與聚異氰酸酯反應而形成含有末端異氰酸酯基的胺酯化合物時的多元醇類,除了芳香族、脂肪族及脂環式的多元醇之外,尚可舉例如聚酯多元醇、聚醚多元醇等。至於脂肪族及脂環式的多元醇,可舉例如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、二(三羥甲基丙烷)、季戊四醇、二季戊四醇、二羥甲基庚烷、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、甘油、氫化雙酚A等。
上述聚酯多元醇是可由上述多元醇類與多元羧酸或其酸酐之縮合反應而得的生成物。至於多元羧酸或其酸酐,可舉例如琥珀酸(酐)、己二酸、順丁烯二酸(酐)、伊康酸(酐)、偏苯三甲酸(酐)、均苯四甲酸(酐)、六氫酞酸(酐)、酞酸(酐)、間酞酸、對酞酸等。
至於上述聚醚多元醇,除了聚烷二醇之外,尚可舉例如上述多元醇或由二羥基苯類與環氧烷反應而得的聚氧伸烷基改質多元醇。
所謂聚酯(甲基)丙烯酸酯寡聚物,是指分子內具有酯鍵及至少兩個的(甲基)丙烯醯氧基之化合物。具體上,可由(甲基)丙烯酸、多元羧酸或其酸酐、及多元醇的縮合反應而得。至於使用於縮合反應中的多元羧酸或其酸酐,可舉例如琥珀酸(酐)、己二酸、順丁烯二酸(酐)、伊康酸(酐)、偏苯三甲酸(酐)、均苯四甲酸(酐)、六氫酞酸(酐)、酞酸(酐)、間酞酸、對酞酸等。同時,使用於縮合反應中的多元醇方面,可舉例如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、二(三羥甲基丙烷)、季戊四醇、二季戊四醇、二羥甲基庚烷、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、甘油、氫化雙酚A等。
環氧基(甲基)丙烯酸酯寡聚物可由聚去水甘油醚與(甲基)丙烯酸的加成反應而得,其在分子內具有至少兩個(甲基)丙烯醯氧基。至於使用於加成反應的聚去水甘油醚,可舉例如乙二醇二去水甘油醚、丙二醇二去水甘油醚、三丙二醇二去水甘油醚、1,6-己二醇二去水甘油醚、雙酚A二去水甘油醚等。
本發明的(甲基)丙烯酸類化合物之中,尤其就密著性與彈性率均優之點而言,是以使用至少一種下述式(1)至(4)表示的(甲基)丙烯酸類化合物為佳。
前述式(1)及(2)中,Q1 及Q2 相互獨立的表示(甲基)丙烯醯氧基或(甲基)丙烯酸氧基烷基。如Q1 或Q2 為(甲基)丙烯醯氧基烷基時,其烷基可為直鏈或分枝,其碳數為1至10,通常在碳數大約為1至6時即可。同時在式(2)中,R為氫或碳數1至10的烴基,烴基可為直鏈或分枝,典型的基是烷基。此時的烷基,一般也在碳數大約1至6時即可。並且,在式(3)中,T1 、T2 及T3 相互獨立的表示(甲基)丙烯醯氧基,式(4)中,T表示羥基或(甲基)丙烯醯氧基。
式(1)表示的化合物是氫化二環戊二烯或三環癸烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯衍生物,其具體例已於之前例示,包括氫化二環戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯[式(1)中,Q1 =Q2 =(甲基)丙烯醯氧基的化合物]、三環癸烷二烷醇二(甲基)丙烯酸酯[式(1)中,Q1 =Q2 =(甲基)丙烯醯氧基甲基的化合物]等。
式(2)表示的化合物是二烷二醇或二烷二烷醇的二(甲基)丙烯酸酯衍生物,其具體例已於之前例示,包括1,3-二烷-2,5-二基二(甲基)丙烯酸酯[又名:二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯,式(2)中,Q1 =Q2 =(甲基)丙烯醯氧基、R=H的化合物]、羥基三甲基乙醛與三羥甲基丙烷的縮醛化合物[化學名:2-(2-羥基-1,1-二甲基乙基)-5-乙基-5-羥基甲基-1,3-二烷]的二(甲基)丙烯酸酯[式(2)中,Q1 =(甲基)丙烯醯氧基甲基、Q2 =2-(甲基)丙烯醯氧基-1,1-二甲基乙基、R=乙基的化合物]等。
式(3)表示的化合物已於之前例示,其為1,3,5-參(2-羥基乙基)-異氰脲酸酯的三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯。
同時,式(4)表示的化合物是季戊四醇的三或四(甲基)丙烯酸酯,其具體例已於之前例示,包括季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯及季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯。
於本發明使用的硬化性樹脂組成物中,在活性能量線硬化性化合物100重量份中,(甲基)丙烯酸類化合物宜為10至70重量份,並以20至65重量份時較佳,而以30至60重量份時為特佳。如(甲基)丙烯酸類化合物的含有率未達10重量份時,有可能使偏光板的收縮率變大。同時,如(甲基)丙烯酸類化合物的含有率超過70重量份時,有可能使偏光板與保護層之間的密著性不足。
當此硬化性樹脂組成物含有上述(甲基)丙烯酸類化合物等自由基聚合性化合物時,以調配光自由基聚合起始劑為佳。至於光自由基聚合起始劑,只要是經活性能量線照射,就可使如(甲基)丙烯酸類化合物的自由基聚合性化合物開始聚合者即可,可使用以往即周知的聚合起始劑。光自由基聚合起始劑的具體例,包括如乙醯苯、3-甲基乙醯苯、苯甲基二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮的乙醯苯類起始劑;以二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4,4’-二胺基二苯甲酮的二苯甲酮類起始劑;如安息香異丙醚、安息香乙醚的安息香醚類起始劑;如4-異丙基噻吨酮的噻吨酮類起始劑;其他如呫吨酮、茀酮、樟腦醌(camphorquinone)、苯甲醛、蒽醌等。
相對於(甲基)丙烯酸類化合物等自由基聚合性化合物100重量份,光自由基聚合起始劑的調配量通常為0.5至20重量份,並以1至6重量份為佳。如相對於自由基聚合性化合物100重量份,光自由基聚合起始劑的調配量少於0.5重量份時,將使硬化不充分,而有可能使機械強度或保護層與偏光膜之間的密著性降低。同時,如相對於(甲基)丙烯酸類化合物100重量份,光自由基聚合起始劑的調配量超過20重量份時,有可能使所得偏光板的耐久性能降低。
本發明中所使用的硬化性樹脂組成物,也可復含有微粒子。硬化性樹脂組成物將因含有微粒子,而可使所得保護層之硬度及機械強度更為提高。因此,可更加提高在高溫高濕下抑制偏光膜收縮的能力。至於上述微粒子,可舉例如無機微粒子、有機微粒子及無機/有機混成微粒子。由於保護層是以光學性透明者為佳,故所使用的微粒子以不產生光散射等不妨害保護層之光學性透明性者為佳。
無機微粒子並未特別限定,可舉例如氧化矽微粒子、氧化鋁微粒子、氧化錫微粒子、氧化銻微粒子、氧化銦微粒子等金屬氧化物微粒子;氧化錫-銻複合氧化物微粒子、氧化銦-錫複合氧化物微粒子等複合氧化物微粒子等。其中,因材料本身的折射率低,且強度高,而以氧化矽微粒子較為適用。氧化矽微粒子也可在其表面具有羥基。同時,在有機微粒子方面,可舉例如由聚苯乙烯類樹脂、丙烯酸類樹脂、有機聚矽氧類樹脂、聚碳酸酯類樹脂等形成的微粒子。同時,在無機/有機混成微粒子方面,可舉出表面具有環氧基、(甲基)丙烯醯氧基、乙烯基等官能基的氧化矽微粒子。就與活性能量線硬化性化合物反應而進行交聯之觀點而言,以表面具有羥基、環氧基、(甲基)丙烯醯氧基等反應性官能基的氧化矽微粒子較為適用。
應用BET法或動態光散射法(DLS法)測定的上述微粒子之粒徑,是以100nm以下為佳,並以70nm以下較佳。如微粒子的粒徑超過100nm時,有不能獲得光學性透明的保護層之傾向。又,其粒徑通常為3nm以上。
上述無機微粒子可以固體狀的微粒子添加在硬化性樹脂組成物中,也可以分散在溶劑中形成膠體狀物後加入。至於溶劑,由於乾燥比較容易進行,故宜使用有機溶劑。至於已分散在本發明中適用的有機溶劑中之無機微粒子,可舉例如氧化矽膠體(colloidal silica)。氧化矽膠體中的氧化矽濃度並無特別的限定,例如可使用由市售物購得之大約20至40重量%之氧化矽膠體。氧化矽膠體可使用一種,也可併用兩種以上。
至於可以市售物購得的氧化矽膠體,可舉例如有機溶劑為甲醇的「Methanol Silica Sol」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份30重量%)、「MA-ST-M」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑20至25nm,固形份40重量%)、「OSCAL 1132」(觸媒化成工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm,固形份30至31重量%);有機溶劑為乙醇的「OSCAL 1232」(觸媒化成工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm,固形份30至31重量%);有機溶劑為正丙醇的「OSCAL 1332」(觸媒化成工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm,固形份30至31重量%);有機溶劑為異丙醇的「IPA-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份30重量%)、「OSCAL 1432」(觸媒化成工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm,固形份30至31重量%);有機溶劑為正丁醇的「NBA-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份20重量%)、「OSCAL 1532」(觸媒化成工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm,固形份30至31重量%);有機溶劑為乙二醇的「EG-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份20重量%);有機溶劑為乙基賽珞蘇的「OSCAL 1632」(觸媒化成工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm,固形份30至31重量%);有機溶劑為乙二醇單正丙醚的「NPC-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份30重量%);有機溶劑為二甲基乙醯胺的「DMAC-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份20重量%)、「DMAC-ST-ZL」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑70至100nm,固形份20重量%);有機溶劑為二甲苯與正丁醇的混合物之「XBA-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份30重量%);有機溶劑為甲基異丁基酮的「MIBK-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份30重量%)、有機溶劑為甲基乙基酮的「MEK-ST」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至15nm,固形份30重量%)、「SP-1120」(小西化學工業(股)製,氧化矽粒徑15至20nm,固形份5至10重量%)、「SP-6120」(小西化學工業(股)製,氧化矽粒徑15至20nm,固形份5至10重量%);分散劑為水的「SNOWTEX 20」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm)、「SNOWTEX C」(日產化學工業(股)製,氧化矽粒徑10至20nm)等,此等氧化矽膠體可使用一種或兩種以上。
同時,在固狀氧化矽微粒子的市售物方面,可舉例如「AEROSIL 50」、「AEROSIL 130」等「AEROSIL」系列之日本AEROSIL(股)之販售商品,「Nipsil E 150K」、「Nipsil E 200」等「Nipsil」系列之日本氧化矽工業(股)之販售商品等,此等商品也可使用。
相對於硬化性樹脂組成物中所含活性能量線硬化性化合物100重量份,上述微粒子宜添加5至250重量份,並以10至100重量份更佳。如相對於活性能量線硬化性化合物100重量份,微粒子的添加量未達5重量份時,有可能因添加微粒子而未能充分提高保護層的硬度。另一方面,如相對於活性能量線硬化性化合物100重量份,微粒子的添加量超過250重量份時,有可能使偏光膜與保護層之間的密著性降低。同時,如微粒子的添加量超過250重量份時,有可能使硬化性樹脂組成物中的微粒子之分散安定性下降、或使硬化性樹脂組成物的黏度過度提高。
硬化性樹脂組成物可依需要而復含有光敏劑(photosensitizer)。因使用光敏劑,可提高活性能量線硬化性化合物的陽離子聚合及/或自由基聚合的反應性,進而提高保護層之機械強度和保護層與偏光膜之間的密著性。至於光敏劑,可舉例如羰基化合物、有機硫化合物、過硫化物、氧化還原類化合物、偶氮或重氮化合物、鹵化物、光還原性色素等。至於具體性的光敏劑,可舉例如安息香甲醚、安息香異丙醚、α,α-二甲氧基-α-苯基乙醯苯等安息香衍生物;二苯甲酮、2,4-二氯二苯甲酮、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮等二苯甲酮衍生物;2-氯噻吨酮、2-異丙基噻吨酮等噻吨酮衍生物;2-氯蒽醌、2-甲基蒽醌等蒽醌衍生物;N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮等吖啶酮衍生物;其他如α,α-二乙氧基乙醯苯、苯偶醯(benzil)、茀酮、呫吨酮、鈾醯基(uranyl)化合物、鹵化物等。此等光敏劑可分別單獨使用,也可與其他的一種以上混合後使用。相對於活性能量線硬化性化合物100重量份,光敏劑以含有0.1至20重量份的範圍內為佳。
同時,硬化性樹脂組成物中也可含有用以賦與偏光板抗靜電性能的抗靜電劑。抗靜電劑並未特別限定,可使用已周知的抗靜電劑。例如可使用硝酸醯基醯胺丙基二甲基羥基乙基銨(acyloyl amide propyl dimethyl hydroxy ethyl ammonium nitrate)、硫酸醯基醯胺丙基三甲基銨、鯨蠟基嗎啉鎓硫酸甲酯(cetylmorpholiummethosulfate)等陽離子類界面活性劑;直鏈烷基磷酸鉀鹽、聚氧伸乙基烷基磷酸鉀鹽、烷磺酸鹽等陰離子類界面活性劑;N,N-雙(羥基乙基)-N-烷基胺、其脂肪酸酯衍生物、多元醇脂肪酸部份酯等非離子類界面活性劑等。此等抗靜電劑之調配比,雖然可配合所要求之特性而適宜的決定,但是相對於活性能量線硬化性化合物100重量份,通常大約為0.1至20重量份。
在硬化性樹脂組成物中,也可添加通常使用在高分子材料中的周知高分子添加劑。例如,酚類或胺類等的一次抗氧化劑;硫類的二次抗氧化劑;受阻胺類光安定劑(HALS);二苯甲酮類、苯并三唑類、苯甲酸酯類等紫外線吸收劑等。
同時,硬化性樹脂組成物也可依需要含有均染劑。在將硬化性樹脂組成物塗布在偏光膜或基材上時,對該偏光膜或該基材上缺乏濕潤性的情形、或硬化性樹脂組成物的硬化物表面性不佳的情形,加入均染劑後,即可改善此等現象。在均染劑可使用聚矽氧類、氟類、聚醚類、丙烯酸共聚物類、鈦酸酯(titanate)類等各種化合物。此等均染劑可分別單獨使用,也可混合兩種以上使用。
相對於硬化性樹脂組成物中所含活性能量線硬化性化合物100重量份,上述均染劑宜添加0.01至1重量份,並以0.1至0.7重量份較佳,而以0.2至0.5重量份時更佳。如相對於活性能量線硬化性化合物100重量份,均染劑的添加量未達0.01重量份時,有可能使濕潤性和表面性的改善不足。同時,如相對於活性能量線硬化性化合物100重量份,均染劑的添加量超過1重量份時,有可能使偏光膜與保護層之間的密著性降低。
而且,硬化性樹脂組成物也可依需要含有溶劑。溶劑是依組成硬化性樹脂組成物的成分之溶解性而適宜選擇。至於一般所使用的溶劑,可舉例如正己烷或環己烷等脂肪族烴類;甲苯或二甲苯等芳香族烴類;甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇等醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸等賽珞蘇類;氯乙烯或氯仿等鹵化烴類等。溶劑的調配比例,是考量成膜性等加工性而達成所要求的活性能量線硬化性樹脂組成物的黏度等觀點而適宜決定。
至於在偏光膜的單面或雙面形成上述保護層之方法,可舉出下述的方法。首先,是將上述硬化性樹脂組成物塗布在例如聚對酞酸乙二酯膜(PET膜)等基材上。接著,依需要進行乾燥以去除溶劑之後,以使該塗膜側為貼合面之方式,將具有該硬化性樹脂組成物形成的塗膜之基材貼合在偏光膜。此時,如欲使保護層積層在偏光膜的雙面時,是製作兩片具有塗膜的基材後,再將該兩片基材貼合在偏光膜的雙面。其次,藉由可見光線、紫外線、X射線、電子束等活性能量線的照射或加熱後,將硬化性樹脂組成物形成之塗膜硬化後在此積層體上形成保護層。最後,將基材剝離後,即可得在偏光膜的單面或雙面具有保護層之偏光板。在考量薄型輕量性時,保護層的厚度雖然是越薄越好,但如太薄時,就不能充分保護偏光膜,同時,也缺乏作業處理性。因此保護層的厚度宜大約為1至35μm。
雖然也可在偏光膜上直接塗布硬化性樹脂組成物後,藉由硬化而形成保護層,但如硬化性樹脂組成物含有溶劑而須經乾燥步驟以使其硬化時,就防止偏光膜受溶劑的侵蝕或在乾燥溫度收縮之觀點,即以上述的方法為佳。同時,如欲在偏光膜的雙面形成保護層時,用以形成兩保護層的硬化性樹脂組成物所含之成分,可為相同或不同。
由活性能量線的照射進行硬化時,雖然並未特別限制所利用的光源,但可利用具有在波長400nm以下發光分布的光源,例如低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、金屬鹵化物燈等。對硬化性樹脂組成物的照光強度,雖然可因該組成物而異,但以對光自由基聚合起始劑及/或光陽離子聚合起始劑的活性化有效的波長域之照射強度在10至2,500mW/cm2 時為佳。如對硬化性樹脂組成物的照光強度未達10mW/cm2 時,將使反應時間過長,如其超過2,500mW/cm2 時,將因來自燈的輻射熱及硬化性樹脂組成物聚合時的發熱,而可能造成硬化性樹脂組成物之黃變或偏光膜之劣化。對硬化性樹脂組成物的照光時間係依該組成物而各別控制,並無特別的限制,以設定在可使照射強度與照射時間之積所表示的累積光亮在10至2,500mJ/cm2 時為佳。如對硬化性樹脂組成物的累積光亮未達10mJ/cm2 時,將使源自聚合起始劑之活性物種的產生不足,而可能使所得保護層的硬化不足。同時,如累積光亮超過2,500mJ/cm2 時,將使照射時間變得非常長,而不利於提高產率。而且,活性能量線的照射宜在不降低偏光膜的偏光度、穿透率等各種性能的範圍內進行。
<光學組件及液晶顯示裝置>
本發明的光學組件是由上述偏光板與光學機能層的積層體構成,具體上是具有在上述偏光板的保護層上設置光學機能層的結構。在光學機能層並無特別的限定,可使用已周知的光學機能層。至於光學機能層之具體例,例如為反射層、半穿透型反射層、光擴散層、相位差板、聚光板、亮度提高膜等。
反射層可藉由例如在偏光板的保護層上設置鋁等金屬所成的金屬箔或蒸鍍膜而形成。半穿透型反射層是藉由應用反射層作為半反射鏡(half mirror),且在保護層上設置含有珍珠顏料等顯示光穿透性的反射板而形成。光擴散層是在保護層上,藉由進行襯墊(mat)處理的方法、塗布含有微粒子的樹脂之方法、接著含有微粒子的薄膜之方法等而形成。
使用相位差板的目的,是為了補償來自液晶單元的相位差,其可舉例如由各種塑膠的延伸膜等形成的雙折射性膜、已定向固定有盤形(discotic)液晶或向列型(nematic)液晶的薄膜、在上述薄膜基材上形成有上述液晶層者等。此時,支撐定向液晶層的膜基材宜使用三乙醯纖維素等纖維素類膜。
聚光板的使用目的是為了控制光路等,其可形成作為稜鏡陣列片(prism array sheet)或透鏡陣列片(lens array sheet)、或點狀附設片等。
亮度提高膜的使用目的是為了提高液晶顯示裝置等的亮度,至於其例,可舉出設計成將數片折射率的異方性相異的薄膜積層,而反射率產生異方性的反射型偏光分離片、將膽固醇型液晶聚合物的定向膜或其定向液晶層支撐在薄膜基材上而成的圓偏光分離片等。
上述光學機能層可僅使用一種,也可組合兩種以上使用。將光學機能層貼合在保護層時,如保護層對於該光學機能層具有接著力時,可使兩者直接貼合、或也可使用接著劑或黏著劑進行貼合。光學機能層間相互貼合時,也可使用接著劑或黏著劑。
至於可使保護層與光學機能層直接貼合的方法,是將活性能量線硬化性樹脂組成物塗布在光學機能層的單面,在相位差板上形成塗膜之後,以該塗膜作為貼合面之方式,將相位差板貼合在偏光膜上,之後再經活性能量線的照射使該塗膜硬化的方法。藉由如此的製作方法,即可獲得偏光膜、保護層及相位差板不隔著其他層(例如接著劑層或黏著劑層)而直接貼合的偏光板。
同時,光機能層可直接使用於與本發明相關的光學組件的製造中,也可在與形成保護層的塗膜之貼合面進行電暈放電處理、電漿處理。
本發明的偏光板或光學組件,可適用於液晶顯示裝置。此時,本發明的偏光板或光學組件是配置在液晶單元的單面或雙面。設置在液晶單元的兩側之偏光板或光學組件,可為相同或不同者。
(實施例)
以下,舉出實施例以更具體說明本發明,但本發明並不侷限於此等實施例。例中,只要未特別說明,表示使用量或含量的「份」及「%」即是重量基準。
(製造例1:偏光膜之製作)
將平均聚合度約2,400、皂化度99.9莫耳%以上且厚度75μm的聚乙烯醇膜浸漬在30℃的純水中,之後再於30℃下浸漬在碘/碘化鉀/水的重量比為0.02/2/100的水溶液中。然後,又於56.5℃下浸漬在碘化鉀/硼酸/水的重量比為12/5/100的水溶液中。接著,以8℃的純水清洗之後,於65℃中乾燥,得到碘已吸附定向在聚乙烯醇中的偏光膜(厚度30μm)。延伸主要是在碘染色及硼酸處理的步驟進行,全延伸倍率為5.3倍。
(製造例2:硬化性樹脂組成物I的調製)
將以下的各成分混合,得到硬化性樹脂組成物I。
‧3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己烷羧酸酯(Daicel化學(股)製,CELLOXIDE 2021P):35份
‧雙(3-乙基-3-環氧丙基甲基)醚(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-221):15份
‧三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製,A-DCP):50份
‧2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(汽巴精化,Ciba Specialty Chemicals公司製,DAROCUR 1173:光自由基聚合起始劑):2.5份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMERSP-150):2.5份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning)製,SH710):0.2份
而且,上述A-DOG(羥基三甲基乙醛與三羥甲基丙烷的縮醛化合物之二丙烯酸酯)是具有下式結構的化合物。
(製造例3:硬化性樹脂組成物II的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物II。
‧3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己烷羧酸酯(Daicel化學(股)製,CELLOXIDE 2021P):35份
‧雙(3-乙基-3-環氧丙基甲基)醚(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-221):15份
‧羥基三甲基乙醛與三羥甲基丙烷的縮醛化合物之二丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製,A-DOG):50份
‧2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(汽巴精化公司製,DAROCUR 1173:光自由基聚合起始劑):2.5份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):2.5份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
(製造例4:硬化性樹脂組成物III的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物III。
‧3,4-環氧環己基甲基 3,4-環氧環己烷羧酸酯(Daicel化學(股)製,CELLOXIDE 2021P):35份
‧雙(3-乙基-3-環氧丙基甲基)醚(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-221):15份
‧1,3,5-參(2-羥基乙基)異氰脲酸酯的三丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製,A-9300):50份
‧2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(汽巴精化公司製,DAROCUR 1173:光自由基聚合起始劑):2.5份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):2.5份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
(製造例5:硬化性樹脂組成物IV的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物IV。
‧3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己烷羧酸酯(Daicel化學(股)製,CELLOXIDE 2021P):35份
‧雙(3-乙基-3-環氧丙基甲基)醚(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-221):15份
‧季戊四醇四丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製,A-TMMT):50份
‧2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(汽巴精化公司製,DAROCUR 1173:光自由基聚合起始劑):2.5份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):2.5份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
(製造例6:硬化性樹脂組成物V的調製)
將73份硬化性樹脂組成物I與30份(換算成固形份)氧化矽膠體(日產化學(股)製,MEK-ST,氧化矽粒徑10至15nm)混合後,得到硬化性樹脂組成物V。
(製造例7:硬化性樹脂組成物VI的調製)
將73份硬化性樹脂組成物II與30份(換算成固形份)氧化矽膠體(日產化學(股)製,MEK-ST,氧化矽粒徑10至15nm)混合後,得到硬化性樹脂組成物VI。
(製造例8:硬化性樹脂組成物VII的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物VII。
‧3,4-環氧環己基甲基 3,4-環氧環己烷羧酸酯(Daicel化學(股)製,CELLOXIDE 2021P):15份
‧3-乙基-3-羥基甲基環氧丙烷(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-101):15份
‧雙酚A的環氧乙烷改質二丙烯酸酯(東亞合成(股)製,Aronix M-210):49份
‧三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製,TMPTA):21份
‧2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(汽巴精化公司製,DAROCUR 1173:光自由基聚合起始劑):3份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):2份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
(製造例9:硬化性樹脂組成物VIII的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物VIII。
‧核氫化雙酚A的二去水甘油醚(日本環氧樹脂(Japan Epoxy Resin)(股)製,EPICOAT YX8000):100份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):40份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
(製造例10:硬化性樹脂組成物IX的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物IX。
‧核氫化雙酚A的二去水甘油醚(日本環氧樹脂(股)製,EPICOAT YX8000):70份
‧1,4-雙[{(3-乙基-3-環氧丙基)甲氧基}甲基]苯(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-121):30份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):40份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
(製造例11:硬化性樹脂組成物X的調製)
將以下的各成分混合後,得到硬化性樹脂組成物X。
‧3,4-環氧環己基甲基 3,4-環氧環己烷羧酸酯(Daicel化學(股)製,CELLOXIDE 2021P):35份
‧雙(3-乙基-3-環氧丙基甲基)醚(東亞合成(股)製,ARON OXETANE OXT-221):15份
‧2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯(新中村化學工業(股)製,702A):50份
‧2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(汽巴精化公司製,DAROCUR 1173:光自由基聚合起始劑):2.5份
‧4,4’-雙[二苯基硫鎓基]二苯基硫醚 雙六氟磷酸鹽類的光陽離子聚合起始劑((股)ADEKA製,ADEKA OPTOMER SP-150):2.5份
‧聚矽氧類均染劑((股)Toray Dow Corning製,SH710):0.2份
<實施例1>
使用棒塗布機,將製造例2所得的硬化性樹脂組成物I,塗布在聚對酞酸乙二酯(PET)膜(東洋紡(股)製,ESTER FILM E7002)上。接著,使用貼附裝置(FUJIPLA(股)製,LPA3301),將兩片形成有由硬化性樹脂組成物形成之塗膜的PET膜,分別以塗膜側作為貼合面之方式,貼合在製造例1所得的偏光膜之兩面上。其次,藉由Fusion UV Systems公司製的D Valve,將紫外線以累積光量1,500mJ/cm2 照射此積層體,使兩面的塗膜硬化。最後,將兩面的PET膜剝離後,得到偏光膜的兩面均具有保護層的偏光板。
<實施例2至6,比較例1至4>
除了分別使用後述的表1中所示的硬化性樹脂組成物,取代硬化性樹脂組成物I之外,其餘進行與實施例1同樣的操作而製作成偏光板。
<實施例7>
使用棒塗布機,將製造例6所得的硬化性樹脂組成物V,塗布在聚對酞酸乙二酯(PET)膜(東洋紡(股)製,ESTERFILM E7002)上。接著,以80℃乾燥3分鐘以去除溶劑。其次,使用貼附裝置(FUJIPLA(股)製,LPA3301),將兩片形成有由硬化性樹脂組成物形成之塗膜的PET膜,分別以塗膜側作為貼合面之方式,貼合在製造例1所得的偏光膜之兩面。接著,藉由Fusion UV Systems公司製的D Valve,將紫外線以累積光量1,500mJ/cm2 照射此積層體,使兩面的塗膜硬化。最後,將兩面的PET膜剝離後,得到偏光膜的兩面均具有保護層的偏光板。
<實施例8>
使用棒塗布機,將製造例7所得的硬化性樹脂組成物VI,塗布在聚對酞酸乙二酯(PET)膜(東洋紡(股)製,ESTER FILM E7002)上。接著,以80℃乾燥3分鐘以去除溶劑。其次,使用貼附裝置(FUJIPLA(股)製,LPA3301),將兩片形成有由硬化性樹脂組成物形成之塗膜的PET膜,分別以塗膜側作為貼合面之方式,貼合在製造例1所得的偏光膜之兩面。接著,藉由Fusion UV Systems公司製的D Valve,將紫外線以累積光量1,500mJ/cm2 照射此積層體,使兩面的塗膜硬化。最後,將兩面的PET膜剝離後,得到偏光膜的兩面均具有保護層的偏光板。
<比較例5>
使用在已吸附定向碘的聚乙烯醇膜之偏光膜的兩面分別貼合有由三乙醯纖維素形成的厚度80μm之保護膜的偏光板(TRW842A,住友化學(股)製)作為比較例5。
表1中所示,為實施例1至8及比較例1至5中分別使用的組成物之組成、使此等組成物硬化時的彈性率、僅由調配在其中的(甲基)丙烯酸類化合物與自由基聚合起始劑形成的硬化物之彈性率(表中是在「彈性率」欄內簡寫為「丙烯酸」)、及各組成物的硬化物在80℃的儲存彈性率。彈性率及儲存彈性率可分別如下述求得。
[彈性率的測定方法]
使用塗布機(第-理化(股)製,Bar Coater)將用以形成保護層的硬化性樹脂組成物,塗布在聚對酞酸乙二酯(PET)膜(ESTER FILM E7002,東洋紡(股)製)之單面,藉由Fusion UV Systems公司製的D Valve,以累積光量1,500mJ/cm2 照射紫外線,使硬化性樹脂組成物硬化。其次,將此硬化物連同PET膜裁切成Icm寬×8cm長,剝除PET膜後即得試料。接著,於23℃、55%RH的條件下,以(股)島津製作所製的AUTOGRAPH AG-1S試驗機的上下鉗夾,以鉗夾間隔為5cm之方式夾住此試料的長邊部份。於溫度23℃、相對濕度55%的環境下,以抗張速度10mm/分鐘拉伸(使試料的長邊方向為拉伸方向),使用數據處理軟體((股)島津製作所製,TRAPEZIUM2),從所得的應力-應變曲線的初期直線計算出彈性率。同時,對於各硬化性樹脂組成物中所使用只由(甲基)丙烯酸類化合物及自由基聚合起始劑組成的硬化物,也是同樣的製作後,進行測定。
[80℃之彈性率的測定方法]
與上述同樣的,將各硬化性樹脂組成物塗布在PET膜上後,照射紫外線使其硬化。接著,將其裁切成5mm×30mm,剝除PET膜後,得到各硬化性樹脂組成物的單獨硬化膜。使用IT計測控制(股)製DVA-220,以其長邊為拉伸方向之方式夾持所得的單獨膜,設定鉗夾間隔為2cm、頻率1Hz、昇溫速度為3℃/分鐘,求得80℃的儲存彈性率。
在表1中,是將環氧類陽離子聚合性化合物、環氧丙烷類陽離子聚合性化合物、自由基聚合性化合物、陽離子類聚合起始劑及自由基類聚合起始劑,依照之前所示的商品名及簡稱,在各個項目中以冒號左側所示的記號表示。也有與商品名及簡稱同樣者,以下所述為表1中的所有記號。
[環氧類陽離子聚合性化合物]
‧CEL 2021P:Daicel化學(股)製的CELLOXIDE 2021P,化學名為3,4-環氧環己基甲基3,4-環氧環己烷羧酸酯。
‧YX8000:日本環氧樹脂(股)製的EPICOAT YX8000,化學名為核氫化雙酚A的二去水甘油醚。
[環氧丙烷類陽離子聚合性化合物]
‧OXT-221:東亞合成(股)製的ARON OXETANE OXT-221,化學名為雙(3-乙基-3-環氧丙基甲基)醚。
‧OXT-101:東亞合成(股)製的ARON OXETANE OXT-101,化學名為3-乙基-3-羥基甲基環氧丙烷。
‧OXT-121:東亞合成(股)製的ARON OXETANE OXT-121,化學名為1,4-雙[{(3-乙基-3-環氧丙基)甲氧基}甲基]苯。
[自由基聚合性化合物]
‧A-DCP:新中村化學工業(股)製的A-DCP,化學名為三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯。
‧A-DOG:新中村化學工業(股)製的A-DOG,化學名為羥基三甲基乙醛與三羥甲基丙烷的縮醛化合物之二丙烯酸酯
[前述式(2)中,Q1 =丙烯醯氧基甲基、Q2 =2-丙烯醯氧基-1,1-二甲基乙基、R=乙基的化合物]。
‧A-9300:新中村化學工業(股)製的A-9300,化學名為1,3,5-參(2-羥基乙基)異氰脲酸酯的三丙烯酸酯。
‧A-TMMT:新中村化學工業(股)製的A-TMMT,化學名為季戊四醇四丙烯酸酯。
‧M-210:東亞合成(股)製的Aronix M-210,化學名為雙酚A的環氧乙烷改質二丙烯酸酯。
‧TMPTA:化學名為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
‧702A:新中村化學工業(股)製的702A,化學名為2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯
<評估試驗>
針對實施例1至8及比較例1至5中製作的偏光板,進行以下的評估試驗。結果如表2中所示。
[1]密著性試驗(十字割痕(cross hatch)試驗)
透過感壓接著劑,以偏光板一面之保護層側與玻璃貼合後,而在與玻璃面相反側的保護層表面,以裁切刀(cutter knife)刻成100個1mm見方的棋盤格,將玻璃膠帶(cellophane tape)貼在其上後進行剝離試驗,以100個棋盤格中未剝離而留下的棋盤格數,評估密著性。以留下的棋盤格數在95至100/100時評估為A,50至95/100時評估為B,而0至49/100時評估為C。
[2]耐溫水性試驗
進行以下的耐溫水性試驗(溫水浸漬試驗),以評估各偏光板的耐水性。首先,以偏光板的吸收軸(延伸方向)作為長邊,將偏光板裁切製作成5cm×2cm之帶狀試料後,正確測定出長邊方向的尺寸。由於吸附在聚乙烯醇膜中的碘,而使此時的試料全面均勻地呈現特有的顏色。第1圖表示耐水性評估試驗方法的示意圖,第1圖(A)表示浸漬溫水前的試料1,第1圖(B)表示浸漬溫水後的試料1。如第1圖(A)中所示,以夾持部5夾持試料的一短邊側後,將長邊方向的大約8成浸漬在60℃的水槽中,維持4小時。之後,從水槽中取出試料1後,拭去水分。
因溫水的浸漬,使組成偏光板的偏光膜4收縮。即,如第1圖(B)中所示,因溫水的浸漬,位在偏光板正中的偏光膜4收縮,因而使保護膜間形成無偏光膜4存在的區域2。然後,將短邊中央的試料1之端邊1a(保護膜之端邊)至已收縮的偏光膜4之端邊的距離作為收縮長度。同時,因溫水的浸漬,使碘從與溫水接觸的偏光膜4之周緣部溶出,而在試料1的周緣部產生退色部份3。將此退色部份的長度作為碘的脫落長度。將此等收縮長度與碘的脫落長度之合計作為總侵蝕長度X。即,所謂總侵蝕長度X,是指在試料1的短邊中央中,從試料1之端邊1a(保護膜之端邊)至尚殘留偏光板特有顏色的區域之距離。並可判斷總侵蝕長度X越小時,即水存在下的接著性(耐水性)越高。以侵蝕距離未達1,000μm時評估為A,在1,000μm至3,000μm時為B,而以3,000μm以上時為C。
[3]尺寸安定性試驗
將各偏光板放置於85℃的乾燥環境下120小時後,測定其尺寸變化。首先是將偏光板裁切成8cm×8cm的大小,透過感壓接著劑貼合在玻璃,作為測定試料。於溫度50℃、壓力5kg/cm2 (490.3kPa)下,對此試料進行1小時的高壓釜處理後,靜置於溫度23℃、相對濕度55%的環境中24小時。將此狀態的尺寸作為初期尺寸,再於85℃的乾燥環境下靜置120小時之後,使用二元尺寸測定器((股)Nikon製,NEXIV VMR-12072)測定其縱向(MD)及橫向(TD)的尺寸後,由下式計算出尺寸變化率。
尺寸變化率(%)={(試驗後的尺寸-初期的尺寸)/初期的尺寸}×100
表2中,表示MD方向的尺寸變化率(由於符號均為負,故是收縮之意)。以尺寸變化率的絶對值未達0.7%時評估為A,0.7%以上而未達1.0%時為B,1.0%以上而未達1.3%時為C,而1.3%以上時為D。
[4]光學耐久性試驗
將各偏光板靜置於85℃乾燥、或60℃且相對濕度90%的環境下,求得其光學性能隨著時間之變化。即,首先是將偏光板裁切成3cm×3cm的大小,透過感壓接著劑貼合在玻璃,作為測定試料。於溫度50℃、壓力5kg/cm2 (490.3kPa)下,對此試料進行1小時的高壓釜處理後,置於溫度23℃、相對濕度55%的環境下24小時。將選用配件「附偏光膜的置膜器(film holder)」安裝在紫外可見分光光度計(UV2450,(股)島津製作所製)後,測定此試料在波長380至700nm的範圍中偏光板的穿透軸方向與吸收軸方向之穿透光譜,同時求得偏光度Py(單位:%)與單體穿透率Ty(單位:%),並且依照JIS Z 8729求得單體色相的單體b*(無單位)。將此狀態的光學性能作為初期光學性能,再測定於85℃乾燥、或60℃且相對濕度90%的環境下靜置120小時之後的光學性能,由下式計算出偏光度變化ΔPy、單體穿透率變化ΔTy及色相變化Δb*。
ΔPy=試驗後Py-初期Py
ΔTy=試驗後Ty-初期Ty
Δb*=試驗後b*-初期b*
而且,對於ΔPy,是以%表示的偏光度之變化量未達1點時評估為A,1點以上而未達5點時為B,5點以上時為C。對於ΔTy,是以%表示的穿透率之變化量未達3點時評估為A,在3點以上而未達5點時為B,5點以上時為C。對於Δb*,是以變化量未達3時評估為A,3以上而未達5時為B,5以上時為C。表2中,表示在85℃乾燥下靜置後的ΔPy及Δb*之評估結果、與在60℃且相對濕度90%的環境下靜置後的ΔPy及ΔTy之評估結果。
[4]膜厚測定
利用膜厚測定儀(ZC-101,(股)Nikon製),測定製作成的偏光板整體(上下保護膜與偏光膜之積層體)的膜厚。
由表2可知,在實施例中,得到具有與偏光膜之密著性優異的保護膜,同時耐水性、尺寸安定性及光學耐久性均優的薄膜之偏光板。
本案中所揭示的實施形態及實施例僅為例示並非予以限制。本發明的範圍不僅包括上述說明,且包括申請專利範圍所示,並意圖包括與申請專利範圍同等意義及範圍內的所有變更。
1...試料
1a...端邊
2...保護膜間無偏光膜存在的區域
3...偏光板周緣部已退色部份
4...已收縮的偏光膜
5...夾持部
第1圖係實施例中的耐水性評估試驗方法之示意圖,第1圖(A)表示溫水浸漬前的試料1,第1圖(B)表示溫水浸漬後的試料1。
1...試料
1a...端邊
2...保護膜間無偏光膜存在的區域
3...偏光板周緣部已退色部份
4...已收縮的偏光膜
5...夾持部

Claims (13)

  1. 一種偏光板,係具備:已在聚乙烯醇類樹脂膜中吸附定向二色性色素的偏光膜;及形成在該偏光膜至少一面的保護層,該保護層是由含有活性能量線硬化性化合物的硬化性樹脂組成物之硬化物所形成,其中,前述活性能量線硬化性化合物含有:分子內具有至少一個環氧基的化合物;及分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸類化合物,前述保護層的彈性率為3,300至10,000MPa。
  2. 如申請專利範圍第1項的偏光板,其中,在前述活性能量線硬化性化合物100重量份中,含有10至70重量份的前述(甲基)丙烯酸類化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項的偏光板,其中,前述(甲基)丙烯酸類化合物是為只由該(甲基)丙烯酸類化合物及聚合起始劑形成的硬化物可提供3,000MPa以上之彈性率者。
  4. 如申請專利範圍第1項的偏光板,其中,前述(甲基)丙烯酸類化合物是含有下式(1)至(4)表示的至少一種化合物: (上述式(1)及(2)中,Q1 及Q2 相互獨立的表示(甲基)丙烯醯氧基或(甲基)丙烯醯氧基烷基,此時烷基的碳數為1至10;上述式(2)中,R表示氫或碳數1至10的烴基;上述式(3)中,T1 、T2 及T3 相互獨立的表示(甲基)丙烯醯氧基;上述式(4)中,T表示羥基或(甲基)丙烯醯氧基)。
  5. 如申請專利範圍第1項的偏光板,其中,前述硬化性樹脂組成物復含有環氧丙烷(oxetane)類化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項的偏光板,其中,前述硬化性樹脂組成物復含有微粒子。
  7. 如申請專利範圍第6項的偏光板,其中,相對於前述活性能量線硬化性化合物100重量份,前述硬化性樹脂組成物含有5至250重量份的微粒子。
  8. 如申請專利範圍第6項的偏光板,其中,前述微粒子是粒徑100nm以下的二氧化矽粒子。
  9. 如申請專利範圍第8項的偏光板,其中,前述二氧化矽微粒子係於其表面具有選自羥基、環氧基、(甲基)丙烯醯氧基及乙烯基所成群組之一種以上的官能基。
  10. 如申請專利範圍第1項的偏光板,其中,保護層的厚度為1至35μm。
  11. 一種光學組件,是由申請專利範圍第1項至第10項中任一項之偏光板與光學機能層的積層體所形成者。
  12. 如申請專利範圍第11項的光學組件,其中,光學機能層是相位差層、亮度提高膜、表面處理層的任一種者。
  13. 一種液晶顯示裝置,是將申請專利範圍第1項至第10項中任一項之偏光板、或申請專利範圍第11項或第12項的光學組件配置在液晶單元的單面或雙面而形成者。
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