JP7113083B2 - 偏光板およびそれを含む画像表示装置 - Google Patents
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Description
本明細書は、偏光板およびそれを含む画像表示装置に関するものである。
本明細書は、前記偏光板を含む画像表示装置を提供する。
本明細書の一実施形態に係る偏光板は、保護層上に、別途の保護フィルムを含まなくても、高い耐久性を有するというメリットがある。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるものを意味する。
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとするとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にさらに別の部材が存在する場合も含む。
また、図3は、本明細書の他の一実施形態に係る偏光板を示したものである。前記図3には、偏光子(10)の両面に保護層(20)が備えられた偏光板の構造が例示されている。前記図3のように、偏光子の両面に保護層が備えられる場合、位相差がほぼなく、かつ、薄膜化が可能なメリットがある。
一方、前記保護層のガラス転移温度が90℃以上130℃以下であることが好ましく、100℃ないし130℃であってもよい。
前記紫外線の波長は、100nmないし400nmが好ましく、320nmないし400nmがさらに好ましい。また、前記照射光の光量は、100mJ/cm2ないし1,000mJ/cm2が好ましく、500mJ/cm2ないし1,000mJ/cm2がさらに好ましい。
本明細書の一実施形態において、前記ポリオール化合物は、ポリカプロラクトンポリオールが好ましいが、これに限定されるものではない。
本明細書の一実施形態において、前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記ポリオール化合物は、4ないし10重量部が好ましい。
本明細書の一実施形態において、前記脂環式エポキシ化合物の他の例は、下記化学式9で表されるエポキシシクロペンチルエーテル化合物である。
また、前記脂環式エポキシ化合物は、エポキシシクロヘキシルメチルエポキシシクロヘキサンカルボキシレート化合物、アルカンジオールのエポキシシクロヘキサンカルボキシレート化合物、ジカルボン酸のエポキシシクロヘキシルメチルエステル化合物またはアルカンジオールのエポキシシクロヘキシルメチルエーテル化合物を使用することが好ましい。また、7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプタン-3-カルボン酸と(7-オキサ-ビシクロ[4,1,0]ヘプト-3-イル)メタノールとのエステル化物(前記化学式1において、R1およびR2が水素である化合物);4-メチル-7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプタン-3-カルボン酸と(4-メチル-7-オキサ-ビシクロ[4,1,0]ヘプト-3-イル)メタノールとのエステル化物(前記化学式1において、R1およびR2がCH3である化合物);7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプタン-3-カルボン酸と1,2-エタンジオールとのエステル化物(前記化学式2において、R3およびR4が水素であり、nが1である化合物);(7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプト-3-イル)メタノールとアジピン酸とのエステル化物(前記化学式3において、R5およびR6が水素であり、pが2である化合物);(4-メチル-7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプト-3-イル)メタノールとアジピン酸とのエステル化物(前記化学式3において、R5およびR6がCH3であり、pが2である化合物);および(7-オキサビシクロ[4,1,0]ヘプト-3-イル)メタノールと1,2-エタンジオールとのエーテル化物(前記化学式5において、R9およびR10が水素であり、rが1である化合物)の中から選択される1以上が使用されるものが好ましいが、これに限定されるものではない。
本明細書の一実施形態において、前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記光カチオン重合開始剤は、0.5ないし10重量部が好ましく、1ないし5重量部がさらに好ましい。
本明細書の一実施形態に係るラジカル開始剤は、ラジカル重合性を促進し、硬化速度を向上させるためのものであり、前記のラジカル開始剤としては、当該技術分野において一般的に使用されるラジカル開始剤等を制限なく使用することができる。
は、前記例の中から1種または2種以上を使用することが好ましいが、これに限定されるものではない。特に、本明細書において、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ホスフィンオキシド(phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphineoxide)が好ましいが、これに限定されるものではない。
前記保護層の厚さが前記数値範囲よりも小さい場合には、保護層の強度や高温耐久性の低下およびクラックが生じるおそれがあり、前記数値範囲を超える場合には、偏光板の薄型化の面から適合ではない。
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の粘度が前記数値範囲を満足する場合、保護層の厚さを薄く形成することができ、作業性に優れたメリットがある。
前記接着剤層は、光硬化性接着剤組成物で形成されることが好ましい。このように、接着剤層が光硬化性接着剤組成物で形成される硬化型樹脂層である場合、その製造方法が簡単であり、さらに保護フィルムとの密着性に優れるというメリットがある。また、偏光板の耐久性をより改善することができる。
また、本明細書の前記接着剤組成物は、光増感剤をさらに含むことができる。
本明細書において、前記画像表示装置は、液晶表示装置(LCD)、プラズマ表示装置(PDP)および有機電界発光表示装置(OLED)であってもよい。
<実験例1-1>-光硬化性組成物1の製造
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)75重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)20重量部およびポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)5重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を2重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して光硬化性組成物1を製造した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)75重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)20重量部およびポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)5重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を3重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して光硬化性組成物2を製造した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)76.6重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)20.4重量部およびポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)3重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を3重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して光硬化性組成物3を製造した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)78.9重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)21.1重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を3重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して光硬化性組成物4を製造した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)72.6重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)19.4重量部およびポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)8重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を3重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して光硬化性組成物5を製造した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)71.1重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)18.9重量部およびポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)10重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を3重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して光硬化性組成物6を製造した。
ポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)の含量が組成物の全体に対して15重量部であることを除いては、前記光硬化性組成物1と同一な方法で光硬化性組成物7を製造した。
ポリカプロラクトントリオール(商品名:Placcel 305)の含量が組成物の全体に対して20重量部であることを除いては、前記光硬化性組成物1と同一な方法で光硬化性組成物8を製造した。
前記光硬化性組成物1ないし8のポリオール化合物の含量を比較すると、下記表1のとおりである。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)30重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)15重量部、1,4-シクロヘキシルジメタノールジグリシジルエーテル(CHDMDGE)(商品名:LD-204)45重量部およびノナンジオールジアクリレート(商品名:A-NOD-N)10重量部を使用し、光カチオン重合開始剤としてIrgacure 250を3重量部および光増感剤としてESACURE ITXを1重量部で添加して接着剤組成物Aを製造した。
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3’、4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(商品名:セロキサイド-2021P)30重量部、3-エチル-3-[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシメチル]オキセタン(東亞合成のアロンオキセタンOXT-221)15重量部、1,4-シクロヘキシルジメタノールジグリシジルエーテル(CHDMDGE)(商品名:LD-204)45重量部およびノナンジオールジアクリレート(商品名:A-NOD-N)10重量部を使用し、光開始剤としてジフェニル-(4-フェニルチオ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート(CPI100P、Sanapro社製)を5重量部で添加して、接着剤組成物Bを製造した。
<実験例2-1>
(1)積層第(保護フィルム/接着剤層/PVA)の製造
ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルムに二色性染料を染着させた後、一定の方向に延伸して架橋させる方法で偏光子を製造した。前記製造した偏光子の一面に接着剤組成物Aをロールコーターを使用してコーティングして接着剤層を形成し、保護フィルムとしてPETフィルム(TA-044、Toyobo社製)を積層した後、紫外線照射装置を用いて、1,000mJ/cm2の紫外線を照射して硬化させ、前記偏光子と保護フィルムとを互いに接着させた。前記接着剤層の厚さは2μmであった。
前記偏光子の保護フィルムが積層された面の他面に光硬化性組成物1をバーコーターまたはロールコーターを使用してコーティングし、紫外線照射装置を用いて、1,000mJ/cm2の紫外線を照射して6μm厚さを有する保護層を形成して偏光板を製造した。前記偏光板は、偏光子の一面に接着剤層を介して保護フィルムが積層され、前記偏光子の保護フィルムが積層された面の他面に保護層が直接形成された構造である。
前記実験例2-1において、光硬化性組成物1の代わりに光硬化性組成物2を使用したことを除いては、実験例2-1と同一な方法で偏光板を製造した。
前記実験例2-1において、光硬化性組成物1の代わりに光硬化性組成物3を使用したことを除いては、実験例2-1と同一な方法で偏光板を製造した。
前記実験例2-1において、光硬化性組成物1の代わりに光硬化性組成物4を使用したことを除いては、実験例2-1と同一な方法で偏光板を製造した。
前記実験例2-1において、光硬化性組成物1の代わりに光硬化性組成物5を使用したことを除いては、実験例2-1と同一な方法で偏光板を製造した。
前記実験例2-1において、光硬化性組成物1の代わりに光硬化性組成物6を使用したことを除いては、実験例2-1と同一な方法で偏光板を製造した。
<評価例1-1>-高温促進評価(クラック発生率の評価)
前記実験例1-1ないし1-6で製造された光硬化性組成物を用いて前記実験例2-1と同一に積層体を製造した。以後、先の丸いペンシルを用いて、300gの荷重で掻き、偏光子にクラックを生じさせたことを除いては、前記実験例2-1および2-2並びに比較実験例2-3ないし2-6と同一な方法で偏光板を製造した。
前記偏光板を幅120mm、長さ100mmに切り出した後、80℃で100時間ないし300時間以上放置した後、偏光子の収縮によってクラックが広がり、光が漏れることを観察し、全体のクラックのうち、光が漏れるクラックの数を計算し、偏光板内のクラック(crack)の発生率を導出し、その結果を下記表2に示した。
*クラック発生率:(光が漏れるクラックの数/全クラックの数)×100(%)
前記実験例1-1ないし1-6で製造された光硬化性組成物を用いて前記実験例2-1と同一に積層体を製造した。以後、前記積層体の保護層上にCarrier PET フィルム(XD500、東レ社)を積層したことを除いては、前記実験例2-1および2-2並びに比較実験例2-3ないし2-6と同一な方法で偏光板を製造した。
前記で製作された偏光板を5日間エイジング(Aging)した後、フィルム高速剥離機(CBT-4720、忠北テック)を用いて、ASTM 3330測定法によって測定することができる。偏光板に対して、180°の角度で、30m/min.速度で、Carrier PET フィルムを剥離し、その結果を下記表2に示した。
前記実験例1-1ないし1-6で製造された光硬化性組成物を離型フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム、RPK38-401、東レ尖端素材社製)に厚さ50μmに塗布し、光量1,000mJ/cm以上の条件で紫外線を照射して硬化させた後、離型フィルムを除去し、試験片を幅5.3mm、長さ4.5cmの大きさにレーザーを用いて切り出した。以降、DMA(Dynamic mechanical analyzer)を用いて、貯蔵弾性率を測定した。測定モードは、Multi-Frequency-Strainで、Strain 10%およびfrequency 1Hzで、-30℃から160℃まで1分当り5℃ずつ昇温させて測定した結果を、下記表2に示した。
前記実験例2-1および2-2並びに比較実験例2-3ないし2-6で製作された偏光板を、温度20℃、湿度50%の条件で7日間放置した後、幅50mm、長さ200mmに切り出した後、保護層の前記キャリアフィルムの剥離力をフィルム高速剥離機(CBT-4720、忠北テック)を用いて、ASTM 3330測定法によって測定した。具体的に、キャリアフィルムを、前記保護層から30m/minの速度で、180°の角度で、剥離力を測定した。
<比較実験例3-1並びに実験例3-2および3-3>-(保護フィルム/接着剤層/PVA/保護層)
下記表3のように、保護層の厚さを異ならせたことを除いては、前記実験例2-1と同一な方法で偏光板を製造した。
前記比較実験例3-1並びに実験例3-2および3-3で使用されたものと同一な偏光子の一面に接着剤組成物Aを厚さ2μmになるようにロールコーターを使用して塗布し、コロナ処理された80μmの厚さのポリエチレンテレフタレートフィルム(TA-044、Toyobo社製)を接合した。前記偏光子の接着剤組成物Aが塗布された面の他面に接着剤組成物Bを厚さ1μmになるようにロールコーターを使用して塗布し、保護フィルムAとして25μm厚さのTACフィルム(富士社製)を接合した後、紫外線を照射して前記光硬化性接着剤組成物AおよびBを硬化させて偏光板を製造した。
前記比較例3-1において、保護フィルムAとしてRinken社のAcrylフィルムを使用して保護フィルムAの厚さを40μmに形成したことを除いては、比較例3-1と同一な方法で偏光板を製造した。
前記比較例3-1において、保護フィルムAとしてLGC社のAcrylフィルムを使用して保護フィルムAの厚さを40μmに形成したことを除いては、比較例3-1と同一な方法で偏光板を製造した。
<評価例2-1>-高温促進評価(クラック発生率)
前記比較実験例3-1並びに実験例3-2および3-3および比較例3-1ないし3-3で製作した偏光板に対して、高温促進評価を行った。先の丸いペンシルを用いて、300gの荷重で掻き、偏光子にクラックを生じさせた。以後、前記偏光板を幅120mm、長さ100mmに切り出した後、80℃で100時間放置した後、偏光子の収縮によってクラックが広がり、光が漏れることを観察し、全体のクラックのうち、光が漏れるクラックの数を計算し、偏光板内のクラック(crack)の発生率を導出し、その結果を下記表3に示した。
*クラック発生率:(光が漏れるクラックの数/全クラックの数)×100(%)
前記実験例1-1で製造された光硬化性組成物1および実験例1-8で製造された接着剤組成物Bをそれぞれ離型フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム、RPK38-401、東レ尖端素材社製)に厚さ50μmに塗布し、光量1,000mJ/cm以上の条件で紫外線を照射して硬化させた後、離型フィルムを除去し、試験片を幅5.3mm、長さ4.5cmの大きさにレーザーを用いて切り出した。以降、DMA(Dynamic mechanical analyzer)を用いて、貯蔵弾性率を測定した。測定モードは、Multi-Frequency-Strainで、Strain 10%およびfrequency 1Hzで、-30℃から160℃まで1分当り5℃ずつ昇温させて測定した結果を、表3に示した。
[付記]
[付記1]
偏光子;および
前記偏光子の少なくとも一面に接する保護層を含む偏光板であって、
前記保護層は、エポキシ化合物、オキセタン化合物およびポリオール化合物を含む偏光板保護層用光硬化性組成物の硬化物であり、
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記ポリオール化合物は4ないし10重量部で含まれるものである、偏光板。
[付記2]
前記保護層は、前記偏光子に直接コーティングされて形成されるものである、付記1に記載の偏光板。
[付記3]
前記ポリオール化合物は、ポリエステルポリオールのものである、付記1または2に記載の偏光板。
[付記4]
前記エポキシ化合物は、脂環式エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物および水素化エポキシ化合物のうち1以上を含むものである、付記1から3のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記5]
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記エポキシ化合物は65ないし75重量部で含まれるものである、付記1から4のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記6]
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記オキセタン化合物は20ないし30重量部で含まれるものである、付記1から5のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記7]
前記偏光板保護層用光硬化性組成物は、光カチオン重合開始剤および光増感剤のうち1以上をさらに含むものである、付記1から6のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記8]
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記光カチオン重合開始剤または光増感剤は0.5ないし10重量部で含まれるものである、付記7に記載の偏光板。
[付記9]
前記保護層の厚さは、5μmないし10μmのものである、付記1から8のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記10]
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の25℃での粘度は、50cps以上200cps以下である、付記1から9のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記11]
前記保護層の80℃での貯蔵弾性率は、1500Mpaないし10,000Mpaのものである、付記1から10のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記12]
前記保護層のガラス転移温度(Tg)は、90℃以上130℃以下のものである、付記1から11のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記13]
前記保護層の偏光子と接する面の他面にキャリア(Carrier)フィルムをさらに含むものである、付記1から12のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記14]
前記偏光子の保護層が接する面の他面に接着剤層を介して保護フィルムが付着されるものである、付記1から13のいずれか一つに記載の偏光板。
[付記15]
前記接着剤層は、接着剤組成物の硬化物であり、前記接着剤組成物は、エポキシ化合物およびオキセタン化合物を含むものである、付記14に記載の偏光板。
[付記16]
付記1ないし15のいずれか一つに記載の偏光板を含む、画像表示装置。
20:保護層
30:接着剤層
40:保護フィルム
Claims (12)
- 偏光子;および
前記偏光子の少なくとも一面に接する保護層を含む偏光板であって、
前記保護層は、エポキシ化合物、オキセタン化合物およびポリオール化合物を含む偏光板保護層用光硬化性組成物の硬化物であり、
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記ポリオール化合物は4ないし10重量部で含まれ、
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記エポキシ化合物は65ないし75重量部で含まれ、
前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記オキセタン化合物は20ないし30重量部で含まれる、偏光板。 - 前記ポリオール化合物は、ポリエステルポリオールのものである、請求項1に記載の偏光板。
- 前記エポキシ化合物は、脂環式エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物、芳香族エポキシ化合物および水素化エポキシ化合物のうち1以上を含むものである、請求項1又は2に記載の偏光板。
- 前記偏光板保護層用光硬化性組成物は、光カチオン重合開始剤および光増感剤のうち1以上をさらに含むものである、請求項1から3のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記偏光板保護層用光硬化性組成物の全体100重量部に対して、前記光カチオン重合開始剤または光増感剤は0.5ないし10重量部で含まれるものである、請求項4に記載の偏光板。
- 前記保護層の厚さは、5μmないし10μmのものである、請求項1から5のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記保護層の80℃での貯蔵弾性率は、1500Mpaないし10,000Mpaのものである、請求項1から6のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記保護層のガラス転移温度(Tg)は、90℃以上130℃以下のものである、請求項1から7のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記保護層の偏光子と接する面の他面にキャリア(Carrier)フィルムをさらに含むものである、請求項1から8のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記偏光子の保護層が接する面の他面に接着剤層を介して保護フィルムが付着されるものである、請求項1から9のいずれか一項に記載の偏光板。
- 前記接着剤層は、接着剤組成物の硬化物であり、前記接着剤組成物は、エポキシ化合物およびオキセタン化合物を含むものである、請求項10に記載の偏光板。
- 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の偏光板を含む、画像表示装置。
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