偏光板、液晶面板及液晶显示装置的制作方法

文档序号:12593060阅读:375来源:国知局
偏光板、液晶面板及液晶显示装置的制作方法

本发明涉及偏光板、液晶面板及液晶显示装置。



背景技术:

近年来,从设计、便携性方面考虑,智能手机这样的移动终端的大画面化、纤薄(slim)化不断快速进展。为了以有限的厚度实现长时间的驱动,对于所使用的偏光板也期求高亮度化、薄型化。

为了应对上述期求,已提出了仅将通常在偏光片的两面贴合的由透明树脂形成的保护膜设置在一侧、进一步贴合增亮膜而成的偏光板,专利文献1中公开了一种依序层叠由透明树脂形成的保护膜、在聚乙烯醇膜中吸附取向有碘的偏光片、压敏粘接剂层、增亮膜而成的薄型且高亮度的偏光板。

然而,进一步推进偏光片的薄膜化时发现,在上述薄型且高亮度的结构的偏光板中,发生以下这样的问题。

(1)当异物混入保护膜表面、在制造偏光板时混入异物、以及因对偏光板进行处理等而在偏光板表面的端部附近产生损伤时,由于反复发生急剧的温度变化而导致偏光片破裂的问题,

(2)在高湿热环境中、贴合有偏光板的液晶面板的翘曲大的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-039458号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述问题而完成的,本发明的目的在于提供一种薄型且高亮度的偏光板,对于所述偏光板而言,即使反复发生急剧的温度变化,偏光片也不破裂,并且即使在高湿热条件下,液晶面板的翘曲也被抑制。

用于解决课题的手段

[1]偏光板,其中,在偏光片的一面上层叠有第一保护膜,

在上述第一保护膜的层叠有上述偏光片的面的相反侧具有第一粘合剂层,

在上述偏光片的另一面上介由第二粘合剂层层叠有第二保护膜,

在上述第二保护膜的与贴合上述第二粘合剂层的贴合面呈相反侧的面上,介由第三粘合剂层层叠有第三保护膜,

上述第二保护膜与上述第三粘合剂层之间的密合力为1.0N/25mm以上。

[2]如[1]所述的偏光板,其中,偏光片的厚度为10μm以下。

[3]如[1]或[2]所述的偏光板,其中,第三保护膜的厚度为5~90μm。

[4]如[1]~[3]中任一项所述的偏光板,其中,温度为40℃、相对湿度为90%的条件下的第三保护膜的透湿度为1000g/(m2·24hr)以下。

[5]如[1]~[4]中任一项所述的偏光板,其中,23~80℃时的第三粘合剂层的储能模量(energy storage modulus)为0.15~1.0MPa。

[6]液晶面板,其具有[1]~[5]中任一项所述的偏光板和液晶盒(liquid crystal cell)。

[7]液晶面板,其依序具有:[1]~[5]中任一项所述的偏光板、液晶盒、和偏光片的厚度为30μm以下的偏光板。

[8]液晶显示装置,其具有[6]或[7]所述的液晶面板。

发明的效果

通过本发明,可提供一种薄型且高亮度的偏光板,对于所述偏光板而言,即使反复发生急剧的温度变化,偏光片也不破裂,并且即使在高湿热条件下,液晶面板的翘曲也被抑制。

附图说明

图1为表示本发明的偏光板的层结构的一例的概略图。

图2为表示本发明的偏光板的层结构的一例的概略图。

图3为表示测定玻璃样品的翘曲量的位置的俯视图。

附图标记说明

1 偏光片

20 第一保护膜

21 第二保护膜

22 第三保护膜

30 第一粘合剂层

31 第二粘合剂层

32 第三粘合剂层

40 剥离膜

100 偏光板

101 偏光板

50 点

60 偏光板

70 玻璃板

具体实施方式

本发明的偏光板中,在偏光片的一面上层叠有第一保护膜,在上述第一保护膜的层叠有上述偏光片的面的相反侧具有第一粘合剂层,在上述偏光片的另一面上介由第二粘合剂层层叠有第二保护膜, 在上述第二保护膜的与贴合上述第二粘合剂层的贴合面呈相反侧的面上介由第三粘合剂层层叠有第三保护膜。

图1为表示本发明的偏光板的层结构的一例的概略图。图1所示的偏光板100为依序层叠有第一粘合剂层30、第一保护膜20、偏光片1、第二粘合剂层31、第二保护膜21、第三粘合剂层32、及第三保护膜22的层结构。

图2为表示本发明的偏光板的层结构的一例的概略图。图2所示的偏光板101中,依序层叠有第一粘合剂层30、第一保护膜20、偏光片1、第二粘合剂层31、第二保护膜21、第三粘合剂层32、第三保护膜22,以及剥离膜40。通过将剥离膜40贴合到第一粘合剂层30上,可在介由第一粘合剂层30将偏光板贴合到液晶盒上之前保护第一粘合剂层30的表面。在被贴合至液晶盒时将剥离膜剥离。

如图1及图2所示,本发明的偏光板为仅在偏光片的一面上层叠保护膜的薄型的偏光板。而且,本发明中,在第二保护膜的距偏光片更远的一侧具有第三保护膜。认为通过使偏光板在第二保护膜的距偏光片更远的一侧具有第三粘合剂层及第三保护膜,从而即使反复发生急剧的温度变化,也可缓和应力,防止偏光片的破裂,并且,即使在高湿条件下也可抑制液晶面板的翘曲。

通常,为了保护偏光板的表面,常常层叠保护膜作为偏光板的最外侧的层。对于保护膜而言,为了在将偏光板贴合到液晶盒上之后将其剥离,通常将偏光板与保护膜上的粘合剂层之间的密合力设定得较低。作为通常的保护膜所具有的粘合剂层与偏光板的密合力,为0.001~0.2N/25mm。而且,由于保护膜及保护膜上的粘合剂层被剥离,因而最终不会被装配进液晶显示装置中。本发明中,在与液晶盒贴合后也不剥离第三粘合剂层及第三保护膜,偏光板保持原样地被装配进液晶显示装置中。因此,本发明的偏光板中,第二保护膜与第三粘合剂层之间的密合力为1.0N/25mm以上。为上述密合力时,可在不使第二保护膜与第三粘合剂层及第三保护膜剥离的情况下装配进液晶显示装置中。

以下,对构成本发明的偏光板的构件进行说明。

[偏光片]

偏光片优选为具有吸收具有与光轴平行的振动面的直线偏振光、使具有与光轴垂直的振动面的直线偏振光透射的性质的光学膜,具体而言,可举出在聚乙烯醇系树脂膜中吸附取向有二色性色素(碘或二色性有机染料)的偏光片。

偏光片的厚度通常为25μm以下,优选为15μm以下,更优选为10μm以下,特别优选为8μm以下。尤其是,通过使偏光片的厚度变薄,从而偏光片自身的机械强度降低,因而,在偏光片的厚度为15μm以下时、进而为10μm以下时,可显著地获得本发明的效果。通常,偏光片的厚度为1μm以上。需要说明的是,在应用在聚乙烯醇系树脂层中吸附取向二色性色素而得到的产物作为偏光片时,可对单独的聚乙烯醇系树脂进行拉伸,也可在将聚乙烯醇系树脂的溶液涂布到基材等上并进行干燥之后与基材共同拉伸,而后除去基材。

作为上述的基材,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯膜、三乙酰纤维素膜、降冰片烯膜、聚酯膜、聚苯乙烯膜、聚丙烯膜等。

作为构成聚乙烯醇系树脂层的聚乙烯醇系树脂,可使用将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到的聚乙烯醇系树脂。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯之外,还可例举乙酸乙烯酯与可与其共聚的其他单体的共聚物。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,可举出不饱和羧酸、烯烃、乙烯基醚、不饱和磺酸、具有铵基的丙烯酰胺等。

聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为80摩尔%以上,优选为90~99.99摩尔%,更优选为94~99.99摩尔%。皂化度低于80摩尔%时,得到的偏光板的耐水性及耐湿热性降低。皂化度超过99.99摩尔%时,染色速度变慢,生产率降低,并且有时无法得到具有充分的偏光性能的偏光片。

聚乙烯醇系树脂可以是一部分被改性的改性聚乙烯醇,例如, 可使用:利用基于乙烯及丙烯等的烯烃改性进行改性而得到的产物;利用基于丙烯酸、甲基丙烯酸及巴豆酸等的不饱和羧酸改性进行改性而得到的产物;利用不饱和羧酸的烷基酯、丙烯酰胺等进行改性而得到的产物。聚乙烯醇系树脂的改性的比例优选低于30摩尔%,更优选低于10%。进行超过30摩尔%的改性时,存在变得难以吸附二色性色素的倾向,有时无法得到具有充分的偏光性能的偏光片。

聚乙烯醇系树脂的平均聚合度优选为100~10000左右,更优选为1500~8000,进一步优选为2000~5000。

平均聚合度低于100时,存在难以获得理想的偏光性能的倾向,平均聚合度超过10000时,存在向溶剂中的溶解性变差、聚乙烯醇系树脂层的形成变得困难的倾向。

作为聚乙烯醇系树脂,可使用合适的市售品。作为优选的市售品,均以商品名表示,可举出株式会社Kuraray制的“PVA124”及“PVA117”(皂化度均为:98~99摩尔%)、“PVA624”(皂化度:95~96摩尔%)、“PVA617”(皂化度:94.5~95.5摩尔%);日本合成化学工业株式会社制的“N-300”及“NH-18”(皂化度均为:98~99摩尔%)、“AH-22”(皂化度:97.5~98.5摩尔%)、“AH-26”(皂化度:97~98.8摩尔%);Japan Vam&Poval Co.,Ltd.的“JC-33”(皂化度:99摩尔%以上)、“JF-17”、“JF-17L”及“JF-20”(皂化度均为:98~99摩尔%)、“JM-26”(皂化度:95.5~97.5摩尔%)、“JM-33”(皂化度:93.5~95.5摩尔%)、“JP-45”(皂化度:86.5~89.5摩尔%)等。

关于在偏光片中含有(吸附取向)的二色性色素,可举出碘或二色性有机染料等。作为二色性有机染料,可举出红(red)BR、红LR、红R、粉红(pink)LB、玉红(rubine)BL、枣红(bordeaux)GS、天蓝(sky blue)LG、柠檬黄(lemon yellow)、蓝(blue)BR、蓝2R、藏青(navy)RY、绿(green)LG、紫(violet)LB、紫B、黑(black)H、黑B、黑GSP、黄(yellow)3G、黄R、橙(orange)LR、橙3R、猩红(scarlet)GL、猩红KGL、刚果红(Congo Red)、 亮紫(brilliant violet)BK、超级蓝(Supra Blue)G、超级蓝GL、超级橙(Supra Orange)GL、直接天蓝(direct sky blue)、直接坚牢橙(direct fast orange)S、坚牢黑(fast black)。二色性色素可单独使用1种,也可并用2种以上。

[第一粘合剂层]

形成第一粘合剂层的第一粘合剂组合物中,可使用一直以来在图像显示装置或用于其的光学膜中使用的、以具有粘合性且透明性优异的树脂为主成分的粘合剂组合物。可举出以丙烯酸系、橡胶系、氨基甲酸酯系、酯系、聚硅氧烷系、聚乙烯基醚系等的树脂为主成分的粘合剂组合物。这些中,以透明性、耐气候性、耐热性等优异的丙烯酸系树脂为基础聚合物(base polymer)的压敏粘接剂是优选的。尤其是,优选选择使用下述粘合剂组合物,所述粘合剂组合物保持适度的润湿性、凝集力,与第一保护膜的粘接性也优异,在加热、加湿的条件下不产生翘起、剥落等剥离问题。

作为用于形成第一粘合剂层的丙烯酸系树脂,可合适地使用(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯之类的(甲基)丙烯酸酯系基础聚合物、使用了2种以上的上述(甲基)丙烯酸酯而得到的共聚系基础聚合物。此外,这些基础聚合物中可共聚极性单体。作为极性单体,可举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯之类的具有羧基、羟基、酰胺基、氨基、环氧基等的单体。需要说明的是,本说明书中,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸或甲基丙烯酸,其他的带有(甲基)的术语也同样。

上述丙烯酸系树脂当然单独即可作为第一粘合剂组合物使用,但通常配合交联剂。作为交联剂,可举出与羧基之间形成羧酸金属盐的2价或多价金属离子;与羧基之间形成酰胺键的多胺化合物;与羧基之间形成酯键的聚环氧化合物、多元醇;与羧基之间形成酰 胺键的多异氰酸酯化合物;等等。其中,多异氰酸酯化合物作为有机系交联剂已被广泛应用。

用于形成第一粘合剂层的第一粘合剂组合物可包含作为天然物、合成物的树脂、赋予粘合性的树脂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防静电剂、染料、颜料、消泡剂、防腐蚀剂、光聚合引发剂等合适的添加剂。此外,也可含有微粒而形成显示光散射性的第一粘合剂层。

第一粘合剂层可按照以下方法形成:将上述各成分溶解或分散到甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂中,将固态成分浓度调节为10~40重量%左右而得到粘合剂组合物,将该粘合剂组合物涂布到基材上并进行干燥,从而将有机溶剂除去,由此形成。

第一粘合剂层的厚度通常为1~40μm,优选为3~25μm。

第一粘合剂层的厚度为上述范围时,不仅可保持良好的加工性,而且可抑制偏光板的尺寸变化。另外,第一粘合剂层在23~80℃时的储能模量优选为0.01~0.1MPa,更优选为0.01~0.05MPa。

“在23~80℃时显示0.01~0.05MPa的储能模量”是指,在该范围内的任何温度下储能模量的值均在上述范围内。通常,伴随着温度上升,储能模量逐渐减小,因此,如果23℃及80℃时的储能模量均落入上述范围内,则可视为在该范围的温度下、粘合剂层显示上述范围的储能模量。粘合剂层的储能模量可利用市售的粘弹性测定装置例如REOMETRIC公司制的粘弹性测定装置“DYNAMIC ANALYZER RDA II”来测定。

[第二粘合剂层]

作为形成第二粘合剂层的第二粘合剂组合物,可举出与上述第一粘合剂组合物同样的组合物。对于第二粘合剂组合物与第一粘合剂组合物而言,其成分及成分的含有比例分别可以相同也可以不同。

第二粘合剂层的厚度也与第一粘合剂层的厚度同样,通常为1~40μm,优选为3~25μm,更优选为3~10μm。第一粘合剂层的厚度为上述范围时,不仅可保持良好的加工性,而且可抑制偏光板的尺 寸变化。

第二粘合剂层在23~80℃时的储能模量优选为0.10~1.0MPa,更优选为0.15~0.8MPa。23~80℃时的储能模量为0.10~1.0MPa时,可缓和湿热环境下的偏光片的收缩力,可更有效地降低液晶面板的翘曲。作为使第二粘合剂层的储能模量为0.10~1.0MPa的方法,在通常的粘合剂组合物中配合氨基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物是有效的。优选地,在配合这样的氨基甲酸酯丙烯酸酯系低聚物之后,照射能量射线而使其固化,所得产物将会显示高储能模量。

[第三粘合剂层]

作为形成第三粘合剂层的第三粘合剂组合物,可举出与上述第一、第二粘合剂组合物同样的组合物。对于第三粘合剂组合物与第一、第二粘合剂组合物而言,其成分及成分的含有比例分别可以相同也可以不同。

第三粘合剂层的厚度也与第一粘合剂层的厚度同样,通常为1~40μm,优选为3~25μm,更优选为3~10μm。第三粘合剂层的厚度为上述范围时,不仅可保持良好的加工性,而且可抑制偏光板的尺寸变化。

第三粘合剂层在23~80℃时的储能模量优选为0.10~1.0MPa,更优选为0.15~0.8MPa。23~80℃时的储能模量为0.10~1.0MPa时,可缓和湿热环境下的偏光片、第二保护膜的应力,可更有效地降低液晶面板的翘曲。

[第一保护膜]

作为第一保护膜,可举出热塑性树脂膜。作为构成热塑性树脂膜的热塑性树脂,可举出环状聚烯烃树脂、乙酸纤维素树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚烯烃树脂等本领域中一直以来广泛使用的材料。

作为环状聚烯烃树脂,可举出合适的市售品,例如TOPAS(注册商标)(Topas Advanced Polymers GmbH制)、ARTON(注册商标)(JSR株式会社制)、ZEONOR(注册商标)(日本ZEON Corporation制)、ZEONEX(注册商标)(日本ZEON Corporation制)、APEL(注册商标)(三井化学株式会社制)等。在将这样的环状聚烯烃树脂制成膜时,可适当采用溶剂浇铸法、熔融挤出法等已知的方法。另外,也可使用ESCENA(注册商标)(积水化学工业株式会社制)、ZEONOR膜(注册商标)(日本ZEON Corporation制)等经预先制膜、根据情况进一步赋予了相位差而得到的环状聚烯烃树脂膜的市售品。

环状聚烯烃树脂膜可以是经单轴拉伸或双轴拉伸而得到的膜。通过进行拉伸,可向环状聚烯烃树脂膜赋予任意的相位差值。拉伸通常一边将膜卷开卷一边连续地进行,在加热炉中,沿着卷的行进方向、与其行进方向垂直的方向、或这两个方向进行拉伸。加热炉的温度通常为环状聚烯烃树脂的玻璃化转变温度附近至玻璃化转变温度+100℃的范围。对于拉伸的倍率而言,在一个方向上,通常为1.1~6倍,优选为1.1~3.5倍。

环状聚烯烃树脂膜通常表面活性差,因此,优选对与偏光片粘接的表面实施等离子体处理、电晕放电处理、紫外线照射处理、火焰(flame)处理、皂化处理之类的表面处理。其中,可较容易地实施的等离子体处理、电晕放电处理是优选的。

作为乙酸纤维素树脂膜,可举出合适的市售品,例如Fujitac(注册商标)TD80(Fujifilm Corporation制)、Fujitac(注册商标)TD80UF(Fujifilm Corporation制)、Fujitac(注册商标)TD80UZ(Fujifilm Corporation制)、Fujitac(注册商标)TD40UZ(Fujifilm Corporation制)、KC8UX2M(Konica Minolta Opto Co.,Ltd.制)、KC4UY(Konica Minolta Opto Co.,Ltd.制)等。

为了改良视场角特性,可在乙酸纤维素树脂膜的表面上形成液晶层等。另外,为了赋予相位差,可使用经拉伸的乙酸纤维素树脂膜。对于乙酸纤维素树脂膜,为了提高与偏光片的粘接性,通常可实施皂化处理。皂化处理可通过将膜浸渍到氢氧化钠、氢氧化钾之类的碱的水溶液中而进行。

聚酯树脂为可通过二元酸与二元醇的缩聚而得到的聚合物,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。

聚碳酸酯系树脂为在主链上具有碳酸酯键的聚合物,可举出通过双酚A与光气的缩聚而得到的产物。

丙烯酸系树脂为以甲基丙烯酸甲酯为主要单体的聚合物,可以是甲基丙烯酸甲酯的均聚物,也可以是甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯之类的丙烯酸酯的共聚物。

聚烯烃系树脂为以乙烯、丙烯之类的链状烯烃为主要单体的聚合物,可以是均聚物,也可以是共聚物。其中,优选丙烯的均聚物、丙烯与少量的乙烯共聚而得到的共聚物。

上述的第一保护膜可以是单层,也可以是多层。也可在第一保护膜的表面上形成硬涂层、防眩层、防反射层等光学层。在第一保护膜表面上形成上述光学层的方法没有特别限制,可利用已知的方法。

从薄型化的观点考虑,第一保护膜的厚度优选尽可能薄,优选为90μm以下,进一步优选为50μm以下。反之,如果过薄,则存在强度降低、妨碍加工性的可能性,因此,通常为5μm以上。

第一保护膜的23℃时的拉伸弹性模量通常为1000~8000MPa,优选为2000~6000MPa。23℃时的拉伸弹性模量为上述范围时,生产偏光板时的操作性优异,因而优选。

在温度为40℃、相对湿度为90%的条件下,第一保护膜的透湿度优选为1000g/(m2·24hr)以下,更优选为800g/(m2·24hr)以下。透湿度为1000g/(m2·24hr)以下时,可更有效地抑制液晶面板的翘曲。透湿度通常为10g/(m2·24hr)以上。本说明书中,透湿度是指,利用JIS Z 0208中规定的称重法(Cup Method)测得的值。

为了将第一保护膜与偏光片贴合,通常可使用粘接剂。作为粘接剂,可使用由聚乙烯醇系树脂水溶液、水系二液型氨基甲酸酯系 乳液粘接剂等形成的水系粘接剂。其中,可优选使用聚乙烯醇系树脂水溶液。作为粘接剂使用的聚乙烯醇系树脂中,除了对作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯进行皂化处理而得到的乙烯醇均聚物之外,还包含对乙酸乙烯酯与可与其共聚的其他单体的共聚物进行皂化处理而得到的乙烯醇系共聚物、以及将它们的羟基进行部分改性而得到的改性聚乙烯醇系聚合物等。可在水系粘接剂中添加多元醛(polyaldehyde)、水溶性环氧化合物、三聚氰胺系化合物、氧化锆化合物、锌化合物等作为添加剂。在使用这样的水系的粘接剂时,由其得到的粘接剂层通常远薄于1μm,即使利用通常的光学显微镜观察截面,事实上也观察不到该粘接剂层。

另外,还可使用作为非水系粘接剂的光固化性粘接剂。作为光固化性粘接剂,例如,可举出光固化性环氧树脂与光阳离子聚合引发剂的混合物等。当使用光固化性树脂作为粘接剂时,在将膜层叠后,照射活性能量射线,由此使光固化性粘接剂固化。活性能量射线的光源没有特别限制,优选在波长400nm以下具有发光分布的活性能量射线,具体而言,可优选使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等。采用光固化性粘接剂时的固化后的粘接剂层的厚度通常为0.001~5μm左右,优选为0.01μm以上,另外,优选为2μm以下。

为了提高与偏光片的密合力,优选预先对第一保护膜实施表面活化处理。作为表面活化处理,可举出电晕放电处理、等离子体处理、放电处理(辉光放电处理等)、火焰处理、臭氧处理、UV臭氧处理、电离活性射线处理(紫外线处理、电子束处理等)之类的干式处理;使用水、丙酮等溶剂的超声波处理、碱处理、锚涂(anchor coat)处理之类的湿式处理。这些处理可单独进行,也可组合2种以上。其中,从对卷状的膜连续进行处理方面考虑,优选电晕放电处理、等离子体处理。

[第二保护膜]

第二保护膜可以是与第一保护膜同样的膜,优选为具有光学功 能的功能性膜。所谓光学功能,可举出抑制外界光线的映射、反射的功能;提高显示装置的亮度的功能;等等。其中,作为第二保护膜,优选为具有提高显示装置的亮度的功能的膜。

作为具有抑制外界光线的映射、反射的功能的膜,可举出防反射膜。防反射膜可通过在由透明树脂形成的基材膜上形成防眩层、防反射层而得到。作为由透明树脂形成的基材膜,可举出与第一保护膜同样的膜。

对于防眩层而言,通常,通过利用喷砂(sandblast)、压纹加工等使基材膜表面粗面化,或者将在紫外线固化型树脂中混合透明微粒而得到的涂布液涂布到基材膜上并使其固化,从而在基材膜的表面上形成凹凸。

防反射层可通过利用微凹版涂布等涂布法、蒸镀、溅射等物理气相沉积法设置有机物、金属、金属化合物等的层而形成。

作为为了形成防反射层而使用的有机物,可举出导入了氟原子的聚合物等。作为金属,可合适地使用铝、银等。金属化合物通常为无机物,可使用无机氧化物、无机硫化物、无机氟化物等。作为无机氧化物,可举出氧化硅、氧化锌、氧化钛、氧化铌、氧化铈、氧化铟-锡、氧化钨、氧化钼、氧化锑、氧化铝、氧化锆等。作为无机硫化物的例子,可举出硫化锌、硫化锑等。作为无机氟化物的例子,可举出氟化铝、氟化锂、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锶、氟化钡、氟化钇、氟化镧、氟化铈、氟化钐、氟化铌、氟化铅等。在设置防反射层时,由这些有机物、金属、金属化合物等形成的层存在至少1层即可,根据需要也可形成多层。

作为具有提高显示装置的亮度的功能的膜,可举出增亮膜。作为增亮膜,可举出:层叠多片折射率的各向异性彼此不同的薄膜、并按照使反射率产生各向异性的方式设计而成的反射型直线偏振光分离片材、在膜基材上支承有胆甾相液晶(cholesteric liquid crystal)聚合物的取向膜或其取向液晶层的圆偏振光分离片材、对金属实施微细加工从而即使对于可见光区域也射出反射偏光的金属格栅反射 偏光片、将金属微粒添加到高分子基体中并进行拉伸而得到的膜等。作为市售的增亮膜,可举出DBEF(注册商标)(3M公司制)、APF-V3(3M公司制)、APF-V2(3M公司制)等。

对于第二保护膜,也与第一保护膜同样,优选预先对其表面实施表面活化处理。作为表面活化处理,可举出电晕放电处理、等离子体处理、放电处理(辉光放电处理等)、火焰处理、臭氧处理、UV臭氧处理、电离活性射线处理(紫外线处理、电子束处理等)之类的干式处理;利用水、丙酮等溶剂的超声波处理、碱处理、锚涂处理之类的湿式处理。这些处理可单独进行,也可组合2种以上。其中,从对卷状的膜连续进行处理方面考虑,优选电晕放电处理、等离子体处理。

第二保护膜的厚度通常为5~100μm,优选为10~50μm,更优选为10~40μm。第二保护膜的厚度为上述范围时,不仅可发挥良好的光学功能,而且对偏光板的薄型化也有贡献。

第二保护膜可以为单层,也可以为多层。另外,第二保护膜可以是层叠具有不同的光学功能的膜而成的膜,这种情况下,优选为在增亮膜上层叠具有其他光学功能的膜而成的膜。

[第三保护膜]

作为第三保护膜,可举出与第一保护膜同样的保护膜。对于第一保护膜与第三保护膜而言,构成膜的树脂的种类及配合比例、以及膜的厚度等可以相同也可以不同。

关于第三保护膜的厚度,与第一保护膜同样地,从薄型化的观点考虑,优选为90μm以下,更优选为50μm以下。反之,如果过薄,则存在强度降低、妨碍加工性的可能性,因此,第三保护膜的厚度通常为5μm以上。

第三保护膜的23℃时的拉伸弹性模量通常为500~10000MPa,优选为500~5000MPa。23℃时的拉伸弹性模量为上述范围时,生产偏光板时的操作性优异,因而优选。

在温度为40℃、相对湿度为90%的条件下,第三保护膜的透湿 度优选为1000g/(m2·24hr)以下,更优选为800g/(m2·24hr)以下。透湿度通常为10g/(m2·24hr)以上。透湿度为1000g/(m2·24hr)以下时,可更有效地抑制液晶面板的翘曲。

第三保护膜可以为单层,也可以为多层,也可与第二保护膜同样地在第三保护膜的表面上形成硬涂层、防眩层、防反射层等光学层。优选在第三保护膜的距偏光片更远一侧的面上形成硬涂层。通过形成硬涂层,可更有效地防止因反复发生急剧的温度变化而导致的偏光片的破裂。

硬涂层可以为表面平滑的硬涂层,另外,也可在表面上具有凹凸。硬涂层可通过将聚硅氧烷树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂等树脂材料、或在该树脂中混合填料而得到的产物涂布到保护膜上而形成。硬涂层可通过利用旋涂法、微凹版涂布法等已知的方法涂布上述树脂并使其固化而设置。

硬涂层的厚度通常为1~30μm左右,优选为3μm以上,另外,优选为20μm以下。其折射率通常为1.65以下,优选为1.45~1.65。另外,硬涂层的铅笔硬度优选为H以上,可以为2H以上。通过使铅笔硬度为H以上,可有效抑制对第三保护膜表面的损伤,容易抑制因损伤而导致的偏光片的破裂。铅笔硬度按照JIS K 5600-5-4:1999求出,由在使用各硬度的铅笔刻划时不产生损伤的最硬的铅笔的硬度表示。

对于第三保护膜,也与第一保护膜同样,优选预先对其表面实施表面活化处理。作为表面活化处理,可举出电晕放电处理、等离子体处理、放电处理(辉光放电处理等)、火焰处理、臭氧处理、UV臭氧处理、电离活性射线处理(紫外线处理、电子束处理等)之类的干式处理;利用水、丙酮等溶剂的超声波处理、碱处理、锚涂处理之类的湿式处理。这些处理可单独进行,也可组合2种以上。其中,从对卷状的膜连续进行处理方面考虑,优选电晕放电处理、等离子体处理。

[剥离膜]

剥离膜是用于在将偏光板贴合到液晶盒之前保护偏光板的膜,如图2所示,优选层叠在第一粘合剂层上。

剥离膜通常由在一面实施了脱模处理的热塑性树脂膜构成,其脱模处理面被贴合于第1粘合剂层。作为构成剥离膜的热塑性树脂,可举出与构成第一保护膜的热塑性树脂同样的热塑性树脂。剥离膜的厚度通常为10~50μm。

对本发明的偏光板的制造方法的一例进行说明。首先,在偏光片的一面上贴合第一保护膜。在偏光片及/或第一保护膜上涂布粘接剂,将两者贴合即可。对涂布方法没有限制,可采用已知的方法。在使用水系粘接剂作为粘接剂时,通常设置干燥工序,在使用光固化性粘接剂时,通常照射活性能量射线。

在第一保护膜的与贴合偏光片的面呈相反侧的面上,设置第一粘合剂层。第一粘合剂层可通过将第一粘合剂组合物直接涂布到偏光片上并进行干燥而设置,也可将在基材膜上涂布第一粘合剂层并使其干燥而得到的粘合剂片材层叠于偏光片。在任一情况下,对涂布方法均无限制,可采用已知的方法。为了设置第一粘合剂层而层叠粘合剂片材时,粘合剂片材的基材膜也可发挥剥离膜的作用。

在偏光片的与贴合第一保护膜的面呈相反侧的面上,设置第二粘合剂层。作为设置第二粘合剂层的方法,可举出与设置第一粘合剂层的方法同样的方法。

在第二粘合剂层的与贴合偏光片的面呈相反侧的面上,层叠第二保护膜。为了设置第二粘合剂层而层叠粘合剂片材时,可在剥离基材膜后层叠第二保护膜。

在第二保护膜的与贴合第二粘合剂层的贴合面呈相反侧的面上,层叠第三粘合剂层。作为层叠第三粘合剂层的方法,可举出与层叠第一粘合剂层的方法同样的方法。

在第三粘合剂层的与贴合第二保护膜的贴合面呈相反侧的面上,层叠第三保护膜。为了设置第三粘合剂层而层叠粘合剂片材时,可在剥离基材膜后层叠第三保护膜。

可按照以上方式制造本发明的偏光板。在上述制造方法中,记载了依序层叠各层的方法,但例如在层叠第二保护膜时,也可预先在第二保护膜上层叠第三粘合剂层及第三光学膜。

通过将本发明的偏光板贴合于液晶盒,可得到液晶面板。该液晶盒可以为IPS模式、VA模式、TN模式等现有已知的任何模式。在将本发明的偏光板贴合于液晶盒时,优选介由第一粘合剂层将本发明的偏光板贴合于液晶盒。液晶面板中,通常将2片偏光板以其吸收轴相互垂直的方式贴合,只要一片偏光板为本发明的偏光板即可,作为另一片偏光板,可使用已知的偏光板。作为已知的偏光板,可以是仅在偏光片的一面上具有保护膜的偏光板,也可以是在两面上具有保护膜的偏光板。对于已知的偏光板而言,可以除了层叠保护膜之外还层叠合适的膜。作为合适的膜,可举出相位差膜、视场角扩大膜、防反射膜等。另外,作为已知的偏光板所具有的保护膜,可举出与本发明的偏光板所具有的第一保护膜同样的保护膜。

已知的偏光板所具有的偏光片的厚度优选为30μm以下,更优选为15μm以下,另外,优选为3μm以上。已知的偏光板的总厚度优选为150μm以下,更优选为100μm以下,另外,优选为30μm以上。已知的偏光板所具有的偏光片的厚度及/或已知的偏光板的总厚度为上述范围时,湿热环境下的已知的偏光板所具有的偏光片的应力与本发明的偏光板所具有的偏光片的应力成为同等程度,是平衡的,因此,可更有效地抑制液晶面板的翘曲。

本发明的偏光板可合适地装配于各种液晶显示装置。在将本发明的偏光板装配于液晶显示装置时,本发明的偏光板优选被配置在液晶显示装置的光源侧。

实施例

以下,示出实施例进一步具体地说明本发明,但本发明不受这些例子的限制。例中,只要没有特别说明,则以含量或使用量表示的%及份是以重量为基准。

[厚度的测定方法]

厚度利用Nikon Corporation制的数字测微计(digital micrometer)MH-15M测定。

[相位差值的测定方法]

利用王子计测机器株式会社制的KOBRA(注册商标)-ADH(其是以平行尼科耳(parallel Nicol)旋转法为原理的相位差计),于23℃,利用波长为590nm、483nm或755nm的光测定相位差值。

[储能模量的测定方法]

粘合剂层的储能模量利用以下的方法测定。

(1)从粘合剂层中取各25±1mg的2份试样,分别成型为大致球状。

(2)将得到的大致球状的试样贴合在I型夹具的上下表面,在上下表面均用L型夹具夹持。测定试样的构成为L型夹具/粘合剂/I型夹具/粘合剂/L型夹具。

(3)利用动态粘弹性测定装置(IT计测制御株式会社制,DVA-220〕,在温度为23℃、频率为1Hz、初始应变为1N的条件下测定如上所述地制作的试样的储能模量。

按照以下方式准备构成本发明的偏光板的各构件。

〈偏光片〉

利用干式拉伸,将厚20μm的聚乙烯醇膜(平均聚合度约为2,400,皂化度为99.9摩尔%以上)单轴拉伸至约5倍,进而保持紧绷状态,在60℃的纯水中浸渍1分钟,然后,于28℃在碘/碘化钾/水的重量比为0.05/5/100的水溶液中浸渍60秒。然后,于72℃在碘化钾/硼酸/水的重量比为8.5/8.5/100的水溶液中浸渍300秒。接下来,用26℃的纯水洗涤20秒,然后于65℃进行干燥,得到在聚乙烯醇膜中吸附取向有碘的厚7μm的偏光片。

〈第一粘合剂层〉

在实施了脱模处理的厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(剥离膜)的脱模处理面上设置有厚20μm的丙烯酸系粘合剂层的市 售的粘合剂片材。没有配合氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。对于该粘合剂层的储能模量而言,在23℃时为0.05MPa,在80℃时为0.04MPa。

〈第二粘合剂层〉

利用模涂机(die coater),将在丙烯酸丁酯与丙烯酸的共聚物中添加氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物及异氰酸酯系交联剂而得到的有机溶剂溶液,涂布到实施了脱模处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(剥离膜)的脱模处理面上并进行干燥,使得干燥后的厚度成为5μm,得到粘合剂片材。对于该粘合剂层的储能模量而言,在23℃时为0.40MPa,在80℃时为0.18MPa。

〈第三粘合剂层〉

利用模涂机,将在丙烯酸丁酯与丙烯酸的共聚物中添加氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物及异氰酸酯系交联剂而得到的有机溶剂溶液,涂布到实施了脱模处理的厚38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(剥离膜)的脱模处理面上并进行干燥,使得干燥后的厚度成为5μm,得到粘合剂片材。对于该粘合剂层的储能模量而言,在23℃时为0.40MPa,在80℃时为0.18MPa。

〈第一保护膜〉

厚度为13μm的环烯烃树脂膜(日本ZEON Corporation制)。

波长为590nm时的面内延迟(in-plane retardation)(Re(590))=0.8nm,波长为590nm时的厚度方向延迟(Rth(590))=3.4nm,波长为483nm时的厚度方向延迟(Rth(483))=3.5nm,波长为755nm时的厚度方向延迟(Rth(755))=2.8nm

〈第二保护膜〉

使用厚度为26μm的增亮膜(3M制,商品名Advanced Polarized Film,Version 3)。

〈第三保护膜〉

·使用表面经硬涂处理的三乙酰纤维素膜(TOPPAN TOMOEGAWA OPTICAL FILMS CO.,LTD.制,25KCHC-TC)。厚 度为32μm,在温度为40℃、相对湿度为90%的条件下,透湿度为450g/(m2·24hr)。另外,经硬涂处理的面的铅笔硬度为2H。

·使用聚酯系树脂膜。厚度为38μm,在温度为40℃、相对湿度为90%的条件下,透湿度为20g/(m2·24hr)。

[水系粘接剂的制备]

在100份水中,溶解3份羧基改性聚乙烯醇(株式会社Kuraray制的KL-318),在该水溶液中添加1.5份作为水溶性环氧化合物的聚酰胺环氧系添加剂(Sumika Chemtex Company制的Sumirez Resin(注册商标)650(30),固态成分浓度30%的水溶液),制成水系粘接剂。

[偏光板前体A的制作]

在上述偏光片的一面上,介由水系粘接剂层叠上述环烯烃树脂的保护膜(第一保护膜)。层叠后,于80℃进行5分钟干燥,由此,将第一保护膜与偏光片贴合。贴合后,于40℃养护168小时。

在偏光片的与贴合第一保护膜的贴合面呈相反侧的面上,贴合被层叠于剥离膜上的第二粘合剂层。

在第一保护膜的与贴合偏光片的贴合面呈相反侧的面上,贴合被层叠于剥离膜上的第一粘合剂层。

按照以上方式,制作依序层叠有第一粘合剂层、环烯烃树脂的保护膜、偏光片及第二粘合剂层的偏光板前体A。

[偏光板前体B的制作]

在上述偏光片的一面上,介由水系粘接剂层叠上述环烯烃树脂的保护膜(第一保护膜)。在偏光片的另一面上,介由水系粘接剂层叠厚度为25μm的三乙酰纤维素膜(Konica Minolta Opto Co.,Ltd.制,KC2UAW)。

在层叠后,于80℃进行5分钟干燥,由此,将第一保护膜与偏光片贴合。贴合后,于40℃养护168小时。

在三乙酰纤维素膜的与贴合偏光片的贴合面呈相反侧的面上,贴合被层叠于剥离膜上的第二粘合剂层。

在第一保护膜的与贴合偏光片的贴合面呈相反侧的面上,贴合被层叠于剥离膜上的第一粘合剂层。

按照以上方式,制作依序层叠有第一粘合剂层、环烯烃树脂的保护膜、偏光片、三乙酰纤维素膜及第二粘合剂层的偏光板前体B。

[偏光板A的制作]

在上述增亮膜(第二保护膜)上,介由上述第三粘合剂层贴合上述经硬涂处理的三乙酰纤维素膜(第三保护膜),得到层叠保护膜。贴合是以三乙酰纤维素膜的未进行硬涂处理的面为贴合面的方式进行的。层叠保护膜的厚度为63μm。需要说明的是,在增亮膜及经硬涂处理的三乙酰纤维素膜的与第三粘合剂层接触的面上,预先实施了电晕放电处理。第三粘合剂层与增亮膜之间的密合力为10N/25mm。

另外,在未对增亮膜实施电晕放电处理的情况下,第三粘合剂层与增亮膜之间的密合力为2.0N/25mm。

将上述偏光板前体A中的第二粘合剂层上的剥离膜剥离。将偏光板前体A中的第二粘合剂层与层叠保护膜中的增亮膜贴合,得到依序层叠有第一粘合剂层、环烯烃树脂的保护膜、偏光片、第二粘合剂层、增亮膜、第三粘合剂层及经硬涂处理的三乙酰纤维素膜的偏光板A。

[偏光板B的制作]

将层叠保护膜替换成上述增亮膜,除此之外,与偏光板A的制作方法同样地操作,得到依序层叠有第一粘合剂层、环烯烃树脂的保护膜、偏光片及第二粘合剂层、增亮膜的偏光板B。

[偏光板C的制作]

将上述偏光板前体B中的第二粘合剂层上的剥离膜剥离。将偏光板前体B中的第二粘合剂层与上述增亮膜贴合,得到依序层叠有第一粘合剂层、环烯烃树脂的保护膜、偏光片、三乙酰纤维素膜、第二粘合剂层及增亮膜的偏光板C。

[实施例1]

[冷热交替试验]

将偏光板A裁切成100mm×60mm。将第一粘合剂层上的剥离膜剥离,介由第一粘合剂层将偏光板A贴合于无碱玻璃(Corning公司制,EAGLE XG(注册商标))。在上述已贴合到玻璃上的偏光板A的距端部1.0mm的位置,利用划痕式硬度计(德国Erichsen公司制,型号318,球直径0.75mm),对偏光板A的表面施加3N的负荷,产生压痕。压痕的深度为1μm以下,尺寸为Φ0.2mm。

另外,还分别制作了以下试样:在已贴合到玻璃上的其他偏光板A的距端部1.0mm的位置,利用划痕式硬度计,对偏光板A的表面施加5N、及10N的负荷。施加5N的负荷而制造出的压痕的深度为2~5μm,尺寸为Φ0.3mm。施加10N的负荷而制造出的压痕的深度为5~8μm,尺寸为Φ0.4mm。

通过在偏光板表面上施加负荷的操作而赋予的损伤通常被假定为在下述情况下产生的损伤:利用镊子等锐利的器具剥离层叠于偏光板上的保护膜的情况;在将背光源与偏光板贴合时,在引入了异物的状态下进行贴合的情况;等等。

分别针对施加3N、5N、或10N的负荷从而在表面具有压痕的偏光板A,实施冷热交替试验(250个循环),所述冷热交替试验中,将于85℃的温度下暴露30分钟,于-40℃的温度下暴露30分钟作为1个循环。按照以下方式进行判定。结果示于表1。

<判定>

将在施加任意负荷时在冷热交替试验后偏光片均未发生破裂的情况记为“○”。

将在施加任一负荷时在冷热交替试验后偏光片发生破裂的情况记为“×”。

[高热试验及高湿热试验]

将偏光板A裁切成长边155mm×短边96mm(沿长边具有偏光板的吸收轴)。将第一粘合剂层上的剥离膜剥离,介由第一粘合剂层,贴合在厚度为0.4mm、尺寸为长边160mm×短边102mm的玻璃板上。 在玻璃板的与贴合了偏光板A的面呈相反侧的面上,介由丙烯酸系的粘合剂层,贴合已裁切成长边155mm×短边96mm(沿短边具有偏光板的吸收轴)的市售的偏光板(住友化学株式会社制,SRCZ4QH-HCB)。

对于上述市售的偏光板而言,偏光片的厚度为12μm,在偏光片的一面上贴合有厚度为23μm的由未拉伸的降冰片烯系树脂形成的保护膜,在另一面上贴合有厚度为25μm的三乙酰纤维素膜,总厚度为60μm。市售的偏光板的贴合按照以下方式进行:使未拉伸的由降冰片烯系树脂形成的保护膜与上述丙烯酸系的粘合剂层接触,此外,使偏光板A的吸收轴与上述市售的偏光板的吸收轴垂直。按照以上方式,在玻璃板的一面上贴合本发明的偏光板A,在另一面上贴合市售的偏光板,从而制作玻璃样品。

首先,在高热环境下(85℃),静置玻璃样品250小时。另外,在高湿热环境(60℃,90%R.H.),静置其他玻璃样品250小时。

取出在各环境下静置后的玻璃样品后,立即以上述市售的偏光板位于上侧的方式,将其放置于二维测量仪(Nikon Corporation制,NEXIV(注册商标)MR-12072)的测定台上。接下来,针对测定台的表面合焦,并以该处为基准,再针对玻璃样品面上的25个点分别合焦,对与作为基准的焦点相差的高度加以测定。将25个测定点中的高度的最大值与最小值之差作为翘曲量。具体而言,将图3所示的点50作为测定点。25个点为距偏光板的端部7mm的内侧的区域内的点,短边方向约为20mm间隔,长边方向约为35mm间隔。

按照以下方式进行判定。结果示于表1。需要说明的是,在任意玻璃样品中,均未确认到膜的翘起或剥离。

<判定>

将在高湿热环境下静置后的玻璃样品的翘曲量为0.3mm以下的情况记为“○”。

将在高湿热环境下静置后的玻璃样品的翘曲量超过0.3mm的情况记为“×”。

将在高热环境下静置后的玻璃样品的翘曲量为0.5mm以下的情况记为“○”。

将在高热环境下静置后的玻璃样品的翘曲量超过0.5mm的情况记为“×”。

[实施例2]

作为第三保护膜,将偏光板A中使用的经硬涂处理的三乙酰纤维素膜替换成厚度为38μm的聚酯系树脂膜(透湿度:20g/(m2·24hr)),制作贴合有上述厚度为38μm的聚酯系树脂膜(透湿度:20g/(m2·24hr))的偏光板A2,按照与实施例1同样的方式,实施冷热交替试验、高热试验及高湿热试验。将以上的结果示于表1。

[比较例1]

使用偏光板B代替偏光板A,按照与实施例1同样的方式,实施冷热交替试验、高热试验及高湿热试验。将以上的结果示于表1。

[比较例2]

使用偏光板C代替偏光板A,按照与实施例1同样的方式,实施冷热交替试验、高热试验及高湿热试验。将以上的结果示于表1。

表1

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