CN113661423A

CN113661423A - 偏光板以及使用了该偏光板的显示装置

Info

Publication number: CN113661423A
Application number: CN202180002507.9A
Authority: CN
Inventors: 信田康广; 北条智大
Original assignee: Toppan Tomoegawa Optical Films Co Ltd
Current assignee: Toppan Tomoegawa Optical Films Co Ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: WO2021182486A1; KR20240009540A; KR102625719B1; CN113661423B; KR20210121173A; TW202241698A; TW202134044A

Abstract

本发明提供高温下的耐久性优异的偏光板以及使用了该偏光板的显示装置。本发明涉及的偏光板中，在偏光片的一个面上粘贴有保护膜A，在另一个面上粘贴有保护膜B，在40℃、90％RH下的保护膜A和B的透湿度TA和TB同时满足以下条件(1)和(2)，240g/m²/天＞TA＞70g/m²/天···(1)70g/m²/天≥TB···(2)。

Description

偏光板以及使用了该偏光板的显示装置

技术领域

本发明涉及偏光板以及使用了该偏光板的显示装置。

背景技术

用于液晶显示装置的偏光板具备：将碘化物或有机染料吸附在聚乙烯醇(PVA)膜上，并且拉伸PVA膜以使碘化物或有机染料定向而成的偏光片。由于使用PVA膜所形成的偏光片的强度和耐水性较差，因此在偏光片的两面上粘贴用于保护偏光片的保护膜。

传统上，作为偏光板的保护膜，通常使用在三乙酸纤维素(TAC)膜的一个面上设有硬涂层而成的硬涂膜(例如，参照专利文献1)。但是，以TAC膜为基材的硬涂膜的透湿度为300～1000g/m²/天左右，存在无法充分地抑制高温高湿下的偏光片的吸湿，从而导致偏光片劣化的问题。因此，为了使防湿性高于以TAC膜为基材的保护膜，开发了各种以环烯烃聚合物(COP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基材的保护膜(例如，参照专利文献2)，从而将保护膜的透湿度降低至5～100g/m²/天左右。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-175991号公报

专利文献2：日本特开2006-30870号公报

发明内容

本发明要解决的课题

近年来，搭载在车辆上的显示装置不断增加，但是车载用的显示装置会用于高温的极其严酷的环境下，因此偏光板也需要在高温环境下的耐久性。

通过使用上述COP或PET等低透湿性的基材作为保护膜，可以充分地减少水分从偏光板的外部侵入到偏光片。然而，已知的是：在将偏光板暴露在车内等高温环境下的情况下，包含在保护膜的基材中的水分、以及包含在用于粘贴保护膜与偏光片的粘接剂中的水分会持续渗透且残留在偏光板的内部，因而该水分会导致偏光片的劣化。

因此，本发明的目的在于提供在高温下的耐久性优异的偏光板以及使用了该偏光板的显示装置。

用于解决课题的手段

本发明涉及的偏光板在偏光片的一个面上粘贴有保护膜A，在另一个面上粘贴有保护膜B，在40℃、90％RH下的保护膜A和B的透湿度TA和TB同时满足以下条件(1)和(2)

240g/m²/天＞TA＞70g/m²/天···(1)

70g/m²/天≥TB···(2)。

另外，本发明涉及的显示装置具备上述偏光板。

本发明的效果

根据本发明，可以提供在高温下的耐久性优异的偏光板以及使用了该偏光板的显示装置。

附图说明

[图1]图1是表示实施方式涉及的偏光板的示意性构成的剖面图。

具体实施方式

图1是表示实施方式涉及的偏光板的示意性构成的剖面图。

偏光板10具备：偏光片1、层叠在偏光片1的一侧的保护膜A、以及层叠在偏光片1的另一侧的保护膜B。偏光片1是通过使碘或染料吸附在聚乙烯醇(PVA)膜上并定向而形成的。由于构成偏光片1的PVA的强度和耐水性较差，因此在偏光片1的两面上粘贴保护膜A和B。

保护膜A是在TAC膜的一个面上层叠硬涂层而成的硬涂膜。硬涂层是覆盖柔软的TAC膜、并对保护膜A赋予硬度的功能层，可以通过涂布含有紫外线固化性材料的涂布液并使其固化而形成。保护膜A(硬涂膜)的铅笔硬度优选为3H以上。另外，由于TAC膜的水蒸气阻隔性较低(透湿度较高)，因此可以通过硬涂层来调节保护膜A的透湿度。具体而言，通过在硬涂层中混合疏水性材料，可以将保护膜A的透湿度设在后述的范围内。例如，可以使用环烯烃聚合物作为硬涂层中所含有的疏水性材料。使用水糊(PVA水溶液)将保护膜A的TAC膜粘贴在偏光片1上。

对用于保护膜A的TAC膜的厚度没有特别地限定，但优选为25～100μm。另外，对硬涂层的膜厚没有特别地限定，但优选为2～15μm。但是，只要保护膜A的透湿度在后述的范围内，则可以适当地改变TAC膜的厚度和硬涂层的膜厚。

保护膜B为低透湿性的膜，可以由环烯烃聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及聚甲基丙烯酸甲酯中的任意1种构成。保护膜B经由紫外线固化性的粘接剂而粘贴在偏光片1上。对保护膜B的厚度没有特别地限定，但优选为10～100μm。

另外，在具备显示面板和偏光板的显示装置中，保护膜B配置在显示面板一侧，保护膜A的硬涂层配置在视认侧(与显示面板相反的一侧)。

使用作为粘接剂的水糊将偏光片1与保护膜A的TAC膜粘贴在一起。因此，即使经过干燥工序后，粘接剂层中以及TAC膜中也会包含水分。假设，在保护膜A和B二者均使用低透湿度的膜构成的情况下，虽然可以抑制水分从外部侵入，但是在夏季的车内等极高温的环境下，包含在粘接剂层和/或TAC膜中的水分会持续残留在偏光板10内，从而导致偏光片1的劣化。因此，在本实施方式涉及的偏光板10中，在保护膜A的透湿度与保护膜B的透湿度之间设有差异，并且通过将保护膜A的透湿度和保护膜B的透湿度分别设在特定的范围内，可以抑制因来自粘接剂和/或TAC膜的水分而导致的偏光片1的劣化。

具体而言，当将在40℃、90％RH下的保护膜A和B的透湿度分别设为TA和TB时，TA和TB同时满足以下条件(1)和(2)。另外，透湿度TA和TB均为根据JIS Z 0208:1976所测定的值。

240g/m²/天＞TA＞70g/m²/天···(1)

70g/m²/天≥TB···(2)

通过同时满足上述条件(1)和(2)，可以抑制水分从外部侵入到偏光板内部，同时，将暴露在(例如)85℃的高温环境下时粘接剂层和/或保护膜A的TAC膜所产生的水分排出到外部。

保护膜A的透湿度TA优选为180g/m²/天以上。在这种情况下，由于可以减少用于调节保护膜A的透湿度而包含在硬涂层中的疏水性材料的量，因此硬涂层的表面硬度优异。另外，保护膜B是为了完全切断水分的进出而设置的，因此保护膜B的透湿度TB优选较小。

如上所述，本实施方式涉及的偏光板10具备：作为偏光片1的保护膜的、具有满足上述条件(1)的透湿度的保护膜A、以及具有满足上述条件(2)的透湿度的保护膜B。在这种构成中，配置在显示面板一侧的保护膜B几乎切断水分的进出。另一方面，配置在视认侧的保护膜A抑制水分从外部侵入到偏光板10内部，并且可以将偏光板10内部所产生的水分释放出。因此，在高温环境下使用本实施方式涉及的偏光板10的情况下，由于偏光板10的内部中所产生的水分不会残留，因此可以抑制偏光片的劣化，从而可以在更长时间内保持偏光板10的光学性能。

使用作为粘接剂的水糊(PVA水溶液)将保护膜A的TAC膜粘贴在偏光片1的PVA膜上。为了确保TAC膜与PVA膜的密合性，在粘贴之前对保护膜A实施皂化处理。但是，当进行皂化处理时，不仅TAC膜表面，而且相反侧的面的接触角也会变小，从而导致保护膜A的透湿度上升。据认为：保护膜A的透湿度上升是因为与TAC膜相反一侧的面的接触角变小，成为难以排斥水的状态，即成为容易使水通过的状态。本发明人经研究发现，如果保护膜A中的与粘贴至偏光片的粘贴面(TAC膜表面)相反一侧的面(硬涂层表面)皂化后的接触角为预定值以上，则可以充分地降低保护膜A的透湿度。

具体而言，保护膜A中的与粘贴面相反一侧的面的皂化后接触角CA满足以下条件(3)。另外，皂化后接触角CA是将保护膜A在50℃的2.0N氢氧化钠水溶液中浸渍60秒钟，然后用纯水清洗30秒钟，并且在100℃的烘箱中干燥60秒钟后，根据JIS R 3257:1999所测定的值。

70°≤CA≤120°···(3)

在保护膜A中的与粘贴面相反一侧的面的皂化后接触角CA小于70°的情况下，保护膜A的透湿度增高(水分变得容易透过)。与粘贴面相反一侧的面的皂化后接触角CA越高，保护膜A的透湿度越低，但是在TAC膜上设有硬涂层而成的保护膜A的情况下，与粘贴面相反一侧的硬涂层表面的接触角为120°以下。另外，可以根据为了形成层叠成TAC膜状的涂膜而使用的粘合剂成分中的疏水性化合物的混合比例、或者用于涂布液的流平剂的种类等，来调节与粘贴面相反一侧的面的皂化后接触角CA。通过使保护膜A的与粘贴面相反一侧的面的皂化后接触角CA满足上述条件(1)，可以在确保保护膜A与偏光片1的密合性的同时，降低保护膜A的透湿度。

实施例

以下，对具体实施了本发明的实施例进行说明。

A.实施例1～7和比较例1～4

(实施例1)

使用线棒涂布机将作为硬涂层形成用涂布液的表1中所记载的组成1涂布在厚度为40μm的TAC膜(商品名：TJ40UL富士胶片公司制造)上，并使其干燥，然后将紫外线以100mJ/cm²的曝光量照射涂膜以使其固化，从而制作了实施例1涉及的保护膜A(硬涂膜)。将硬涂层固化后的膜厚设为表2中所记载的值。另外，将厚度为5μm的COP膜作为保护膜B。

使用水糊将偏光片粘贴在保护膜A的TAC膜的表面上并使其干燥，然后使用紫外线固化性粘接剂将保护膜粘贴在偏光片上，通过照射紫外线使紫外线固化性粘接剂固化，从而得到了实施例1涉及的偏光板。

[表1]

(实施例2～7)

除了分别使用表1中所记载的组成2～7作为硬涂层形成用涂布液以外，与实施例1同样地制作了实施例2～7涉及的偏光板。

(比较例1)

除了使用表1中所记载的组成8作为硬涂层形成用涂布液、并将紫外线的曝光量设为75mJ/cm²以外，与实施例1同样地制作了比较例1涉及的偏光板。

(比较例2)

除了使用表1中所记载的组成9作为硬涂层形成用涂布液以外，与实施例1同样地制作了比较例2涉及的偏光板。

(比较例3)

除了使用厚度为40μm的PMMA膜作为保护膜A以外，与实施例1同样地制作了比较例3涉及的偏光板。

(比较例4)

除了使用厚度为5μm的COP膜作为保护膜A以外，与实施例1同样地制作了比较例4涉及的偏光板。

(透湿度)

根据JIS Z 0208:1976，在40℃、90％RH的条件下测定了粘贴在偏光片之前的保护膜A的透湿度TA和保护膜B的透湿度TB。

(高温高湿耐久试验后的偏光度)

将实施例1～7和比较例1～4涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中，测定投入240小时后和500小时后的偏光度。另外，根据“JIS Z 8701”的2度视场(C光源)对利用带有积分球的吸光光度计(“日本分光株式会社”制造的“V7100”)所测定的值进行视觉灵敏度校正，从而算出偏光度。

表2示出了实施例1～7和比较例1～4中所使用的保护膜A的透湿度TA、保护膜B的透湿度TB、偏光板的偏光度(初始值、高温高湿耐久试验前和后)的测定值。

[表2]

实施例1～7涉及的偏光板的保护膜A的透湿度TA和保护膜B的透湿度TB满足上述条件(1)和(2)，因此即使在将其投入到85℃、85％RH的恒温槽中500小时的情况下，也表现出高偏光度的值。实施例1～7涉及的高温高湿耐久试验后的偏光度的试验结果意味着：即使暴露在高温高湿下的情况下，也不会发生因水分从外部侵入到偏光板内部而导致偏光片的劣化、以及因包含在保护膜A和/或用于粘贴保护膜A的粘接剂中的水分而导致偏光片的劣化。

比较例1和2涉及的偏光板中，保护膜A的透湿度TA超过上述条件(1)的上限。将比较例1和2涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中240小时后的偏光度是低于实施例1～7的值。另外，在将比较例1和2涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中500小时的情况下，偏光片过度劣化，透过了偏光板的光的光量(即，漏光的光量)过多，从而无法测定偏光度。从比较例1和2与实施例1～7的对比来看，据认为：在比较例1和2涉及的偏光板中，在高温高湿下水分从保护膜A侵入到偏光板的内部，结果偏光片劣化。

比较例3和4涉及的偏光板中，保护膜A的透湿度TA低于上述条件(1)的下限。将比较例3和4涉及的偏光板也投入到85℃、85％RH的恒温槽中240小时后的偏光度是低于实施例1～7的值。另外，在将比较例3和4涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中500小时的情况下，偏光片过度劣化，透过了偏光板的光的光量(即，漏光的光量)过多，从而无法测定偏光度。从比较例3和4与实施例1～7的对比来看，据认为：在比较例3和4涉及的偏光板中，虽然抑制了高温高湿下水分侵入到偏光板的内部，但是因包含在保护膜A和/或用于粘贴保护膜A的粘接剂中的水分而导致偏光片劣化。

B.实施例8～10和比较例5

制备含有作为粘合剂成分的聚合性化合物、溶剂、流平剂以及光聚合引发剂的硬涂层形成用涂布液，并且使用线棒涂布机将所制备的硬涂层形成用涂布液涂布在厚度为40μm的TAC膜(商品名：TJ40富士胶片公司制造)上，使得固化后的膜厚成为7μm。使涂膜干燥后，将紫外线以100mJ/cm²的曝光量照射涂膜以使其固化，从而制作了保护膜A(硬涂膜)。在实施例8～10和比较例5的每个例子中，通过改变硬涂层形成用涂布液中所使用的聚合性化合物中的疏水性化合物(具有疏水性官能团的聚合性化合物)的混合比例，调节为表1所示的皂化后接触角。另外，将厚度为5μm的COP膜作为保护膜B。

将保护膜A在50℃的2.0N氢氧化钠水溶液中浸渍60秒钟，然后用纯水对保护膜A清洗30秒钟，并且在100℃的烘箱中干燥60秒钟。根据JIS R 3257:9999，使用接触角计(NiCK公司制造的“LSE-B100”)测定了皂化处理后的保护膜A的硬涂层表面的接触角。在接触角测定中所使用的溶剂为纯水。

使用水糊将保护膜A的TAC膜表面(粘贴面)与偏光片粘贴在一起，并使其干燥，然后使用紫外线固化性粘接剂将保护膜粘贴在偏光片上，通过照射紫外线使紫外线固化性粘接剂固化，从而得到了偏光板。

采用与实施例1相同的方法测定了实施例8～10和比较例5的保护膜A和保护膜B的透湿度、以及偏光板的恒温恒湿耐久试验后的偏光度。表3示出了实施例8～10和比较例5中所使用的保护膜A的皂化后接触角CA和透湿度TA、保护膜B的透湿度TB、以及偏光板的偏光度(初始值、高温高湿耐久试验前后)的测定值。

[表3]

实施例8～10涉及的偏光板中，硬涂层表面的皂化后接触角CA为70°以上120°以下。另外，保护膜A的透湿度TA和保护膜B的透湿度TB满足上述条件(1)和(2)。因此，即使在将实施例8～10涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中500小时后，也表现出高偏光度的值。实施例8～10涉及的高温高湿耐久试验后的偏光度的试验结果意味着：即使暴露在高温高湿下的情况下，也不会发生因水分从外部侵入到偏光板内部而导致偏光片的劣化、以及因包含在保护膜A和/或粘接剂(水糊)中的水分而导致偏光片的劣化。

比较例5涉及的偏光板中，硬涂层表面的皂化后接触角CA低于上述条件(1)的下限，从而保护膜A的透湿度TA超过上述条件(2)的上限。因此，将比较例5涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中240小时后的偏光度是低于实施例8～10的值。另外，在将比较例5涉及的偏光板投入到85℃、85％RH的恒温槽中500小时的情况下，偏光片过度劣化，透过了偏光板的光的光量(即，漏光的光量)过多，从而无法测定偏光度。由比较例5与实施例8～10的对比来看，据认为：在比较例5涉及的偏光板中，在高温高湿下水分从保护膜A侵入到偏光板的内部，结果偏光片劣化。

如上所述，可以确认：根据本发明，即使长时间暴露在高温高湿的极为严酷的环境中，也能够抑制偏光片的劣化，保持偏光板的光学性能。

工业实用性

本发明可以用作显示装置中的偏光板，特别适用于车载用等高温环境下所使用的显示装置的偏光板。

符号的说明

1 偏光片

10 偏光板

A、B 保护膜

Claims

1.一种偏光板，其中在偏光片的一个面上粘贴有保护膜A，在另一个面上粘贴有保护膜B，特征在于，在40℃、90％RH下的所述保护膜A和B的透湿度TA和TB同时满足以下条件(1)和(2)，240g/m²/天＞TA＞70g/m²/天···(1)

70g/m²/天≥TB···(2)。

2.根据权利要求1所述的偏光板，其中，

所述保护膜A中的与粘贴至偏光片的粘贴面相反一侧的面的皂化后接触角CA满足以下条件(3)，

70°≤CA≤120°···(3)。

3.根据权利要求1所述的偏光板，其中，

所述保护膜A是在三乙酸纤维素膜的一个面上层叠硬涂层而成的硬涂膜。

4.根据权利要求3所述的偏光板，其中，

所述硬涂膜的铅笔硬度为3H以上。

5.根据权利要求1至权利要求4中任意一项所述的偏光板，其中，

所述保护膜B是由环烯烃聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及聚甲基丙烯酸甲酯中的任意1种构成的膜。

6.一种显示装置，具备偏光板，特征在于，

所述偏光板被构成为在偏光片的一个面上粘贴有保护膜A，在另一个面上粘贴有保护膜B，在40℃、90％RH下的所述保护膜A和B的透湿度TA和TB同时满足以下条件(1)和(2)，

240g/m²/天＞TA＞70g/m²/天···(1)

70g/m²/天≥TB···(2)。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，

70°≤CA≤120°···(3)。