TW202241698A - 偏光板及使用其之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的係在於提供一種高溫下之耐久性優異的偏光板及使用其之顯示裝置。本發明之偏光板係在偏光片的一側面上貼合有保護薄膜A，在另一側面上貼合有保護薄膜B的偏光板，其在40℃、90%RH下之保護薄膜A及B的透濕度TA及TB同時滿足以下條件(1)及(2)： 240g/m 2/day＞TA＞70g/m 2/day    (1) 70g/m 2/day≧TB    (2)。

Description

偏光板及使用其之顯示裝置
本發明係關於偏光板及使用其之顯示裝置。
液晶顯示裝置上所使用之偏光板係具備有如下所述偏光片：使碘化合物和有機染料吸附在聚乙烯醇(PVA)薄膜上，將PVA薄膜予以延伸，使碘化合物和有機染料進行配向之偏光片。使用PVA薄膜所形成之偏光片係因為強度及耐水性不佳，所以會在偏光片的兩面上貼合用來保護偏光片之保護薄膜。
先前以來，作為偏光板之保護薄膜，一般是使用三乙酸纖維素(TAC)薄膜之一側面上設有硬塗層的硬塗薄膜(例如，參照專利文獻1)。然而，將TAC薄膜當作基材而成之硬塗薄膜的透濕度係300～1000g/m 2/day左右，於高溫高濕下，會無法充分抑制偏光片之吸濕，而有引起偏光片劣化的問題。於是，為了要使將TAC薄膜當作基材而成之保護薄膜更加提升防濕性，開發了各種將環烯烴聚合物(COP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)當作基材來使用之保護薄膜(例如，參照專利文獻2)，保護薄膜之透濕度逐漸減少至5～100g/m 2/day左右。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-175991號公報 [專利文獻2]日本特開2006-30870號公報
[發明欲解決之課題]
近年來，車輛上所搭載之顯示裝置正在增加，車用顯示裝置係因為會在高溫的極嚴苛環境下使用，所以對於偏光板也會要求在高溫環境下之耐久性。
藉由使用上述之採用了COP和PET等低透濕性基材的保護薄膜，則可充分減少水分自偏光板外部入侵至偏光片。然而，已知：於偏光板曝曬在車內等高溫環境下時，保護薄膜之基材所含有的水分或保護薄膜與偏光片之貼合時所使用之接著劑所含有的水分會浸透至偏光板內部，並繼續留在該處，故而會因該水分而產生偏光片劣化。
於是，本發明係以提供高溫下之耐久性優異的偏光板及使用其之顯示裝置為目的。 [用以解決課題之手段]
本發明之偏光板係在偏光片的一側面上貼合有保護薄膜A，在另一側面上貼合有保護薄膜B的偏光板，其在40℃、90%RH下之保護薄膜A及B的透濕度TA及TB同時滿足以下條件(1)及(2)： 240g/m 2/day＞TA＞70g/m 2/day    (1) 70g/m 2/day≧TB    (2)。
又，本發明之顯示裝置具備上述偏光板。 [發明之效果]
如根據本發明，則能夠提供一種高溫下之耐久性優異的偏光板及使用其之顯示裝置。
[用以實施發明的形態]
圖1為顯示實施形態之偏光板之概略構成的剖面圖。
偏光板10係具備有：偏光片1、在偏光片1的一面側上所積層之保護薄膜A，在偏光片1之另一面側上所積層之保護薄膜B。偏光片1係藉由使碘或染料吸附並配向在聚乙烯醇(PVA)薄膜上而形成。構成偏光片1之PVA係由於強度及耐水性不佳，故偏光片1兩面上貼合有保護薄膜A及B。
保護薄膜A係在TAC薄膜之一面上積層有硬塗層之硬塗薄膜。硬塗層係蓋住柔軟的TAC薄膜而對保護薄膜A賦予硬度的功能層，可以藉由塗布含有紫外線硬化性材料之塗敷液並使之硬化而形成。保護薄膜A(硬塗薄膜)之鉛筆硬度宜為3H以上。又，TAC薄膜係因為水蒸氣阻擋性低(透濕度高)，而可藉由硬塗層來調整保護薄膜之透濕度。具體來說，藉由在硬塗層上摻配疏水性材料，可使保護薄膜A之透濕度落在後述範圍內。作為硬塗層所含有之疏水性材料，例如可使用環烯烴聚合物。保護薄膜A之TAC薄膜係可使用水糊(PVA水溶液)而貼合於偏光片1上。
保護薄膜A上所使用之TAC薄膜的厚度並未特別限定，宜為25～100μm。又，硬塗層之膜厚並未特別限定，宜為2～15μm。其中，只要保護薄膜A之透濕度為後述範圍，則TAC薄膜之厚度及硬塗層之膜厚可適當改變。
保護薄膜B為低透濕性薄膜，能夠由環烯烴聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯及聚甲基丙烯酸甲酯之任一種而構成。保護薄膜B係藉由紫外線硬化性接著劑而貼合在偏光片1上。保護薄膜B之厚度並未特別限定，宜為10～100μm。
另外，在具備顯示面板及偏光板之顯示裝置上，保護薄膜B配置在顯示面板側，保護薄膜A之硬塗層配置在視覺辨識側(顯示面板之相反側)。
偏光片1與保護薄膜A之TAC薄膜係能使用作為接著劑之水糊而貼合。因此，就算在經過乾燥步驟之後，水分仍可包含在接著劑層中及TAC薄膜中。在假設將保護薄膜A及B兩者採用透濕度低之薄膜而構成的情形下，雖然可以抑制住水分自外部入侵，但是在夏天之車內等極高溫環境下，由於接著劑層及/或TAC薄膜中所含有之水分繼續停留在偏光板10內，而會導致偏光片1之劣化。於是，就本實施形態之偏光板10來說，係使保護薄膜A之透濕度與保護薄膜B之透濕度有所差異，且將保護薄膜A之透濕度與保護薄膜B之透濕度分別設定在特定範圍，藉以抑制源自於接著劑及/或TAC薄膜之水分所造成之偏光片1的劣化。
具體而言，當將40℃、90%RH下之保護薄膜A及B之透濕度分別設為TA及TB時，TA及TB同時滿足以下條件(1)及(2)。另外，透濕度TA及TB均為根據JIS Z 0208：1976而測定之值。 240g/m 2/day＞TA＞70g/m 2/day    (1) 70g/m 2/day≧TB    (2)
藉由同時滿足上述條件(1)及(2)，可抑制水分自外部往偏光板內部的入侵，例如，在曝曬於85℃之高溫環境下的情形下，可使自接著劑層及/或保護薄膜A之TAC薄膜所產生之水分排出至外部。
保護薄膜A之透濕度TA宜為180g/m 2/day。此時，為了調整保護薄膜A之透濕度，能夠減少硬塗層所含有之疏水性材料的量，因而硬塗層之表面硬度優異。又，由於保護薄膜B是用來完全隔絕水分進出，故而保護薄膜B之透濕度TB以小為宜。
如上所述，本實施形態之偏光板10係具備具有滿足上述條件(1)之透濕度的保護薄膜A與具有滿足上述條件(2)之透濕度的保護薄膜B作為偏光片1的保護薄膜。於此構成，配置於顯示面板側的保護薄膜B幾乎遮斷水分的出入。另一方面，配置在視覺辨識側之保護薄膜A雖然抑制住水分自外部往偏光板10內部之入侵，但是可能會釋放出在偏光板10內部所產生之水分。因此，當本實施形態之偏光板10在高溫環境下使用時，由於不會留住在偏光板10內部所產生之水分，故而可抑制偏光片之劣化，可更為長期地維持著偏光板10的光學性能。
保護薄膜A之TAC薄膜係可使用作為接著劑之水糊(PVA水溶液)而貼合在偏光片1之PVA薄膜上。為了確保TAC薄膜與PVA薄膜之密接性，於貼合前，可對保護薄膜A施以皂化處理。其中，當施行皂化處理時，不僅是TAC薄膜表面，相反側之面的接觸角也會變小，導致保護薄膜A之透濕度上升。保護薄膜A之透濕度的上升可認為是因為與TAC薄膜相反側之面的接觸角變小，而呈現出不易將水彈開的狀態，即呈現出容易使水通過的狀態所致。經本案發明者檢討後發現到：如保護薄膜A中與對於偏光片之貼合面(TAC薄膜表面)相反側之面(硬塗層表面)的皂化後接觸角在既定值以上的話，則能夠充分壓低保護薄膜A之透濕度。
具體來說，保護薄膜A中與貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA滿足以下條件(3)。另外，皂化後接觸角CA係在將保護薄膜A浸漬於50℃之2.0N氫氧化鈉水溶液中60秒鐘之後，以純水洗淨30秒鐘，在100℃之烤箱中乾燥60秒鐘之後，根據JIS R 3257：1999進行測定之值。 70°≦CA≦120°    (3)
保護薄膜A中與貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA小於70°時，保護薄膜A之透濕度變高(水分變得容易穿透)。與貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA越高，則越可降低保護薄膜A之透濕度，但在TAC薄膜上設有硬塗層之保護薄膜A的情形下，與貼合面相反側之硬塗層表面的接觸角為120°以下。另外，與貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA係可根據用來形成積層成TAC薄膜狀之塗膜所使用之黏結劑成分中之疏水性化合物的摻配比例和塗敷液所使用之勻平劑之種類等來加以調整。藉由保護薄膜A之與貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA滿足上述條件(1)，則能夠確保保護薄膜A及偏光片1的密接性，同時可降低保護薄膜A之透濕度。 [實施例]
以下，說明具體實施本發明之實施例。
A.實施例1～7及比較例1～4 (實施例1) 使用線棒塗布器將作為硬塗層形成用塗敷液之表1中所記載之組成1塗布在厚度40μm之TAC薄膜(商品名：TJ40UL富士軟片公司製)上，使乾燥之後，依100mJ/cm 2之曝光量照射紫外線於塗膜上，使硬化，製作出實施例1之保護薄膜A(硬塗薄膜)。硬塗層硬化後之膜厚係如表2所記載之值。又，將厚度5μm之COP薄膜當作保護薄膜B。
使用水糊將偏光片貼合於保護薄膜A之TAC薄膜面上，使乾燥之後，使用紫外線硬化性接著劑將保護薄膜貼合至偏光片，藉由照射紫外線而使紫外線硬化性接著劑硬化，獲得實施例1之偏光板。
[表1]
　 基 材 HC塗料
主要材料 　 疏水性材料 　 光聚合起始劑 　 溶劑
材料名稱 摻配量 (重量份) 材料名稱 摻配量 (重量份) 材料名稱 摻配量 (重量份) 溶劑1 摻配量 (重量份) 溶劑2 摻配量 (重量份)
組成1 TAC 新戊四醇 三丙烯酸酯 39.9 環烯烴聚合物 0.1 Irgacure184 5 碳酸二甲酯 32.5 MIBK 17.5
組成2 39.7 0.3
組成3 39.5 0.5
組成4 39.0 1.0
組成5 39.8 2.0
組成6
組成7
組成8 40.0 - - TPO Irgacure184 3 7
組成9 40.0 - - Irgacure184 5
(實施例2～7) 除了使用作為硬塗層形成用塗敷液之分別在表1中所記載之組成2～7之外，與實施例1一樣地進行操作，製作出實施例2～7之偏光板。
(比較例1) 除了使用作為硬塗層形成用塗敷液之分別在表1中所記載之組成8、紫外線曝光量設為75mJ/cm 2之外，與實施例1一樣地進行操作，製作出比較例1之偏光板。
(比較例2) 除了使用作為硬塗層形成用塗敷液之分別在表1中所記載之組成9之外，與實施例1一樣地進行操作，製作出比較例2之偏光板。
(比較例3) 除了使用作為保護薄膜A之厚度40μm之PMMA薄膜之外，與實施例1一樣地進行操作，製作出比較例3之偏光板。
(比較例4) 除了使用作為保護薄膜A之厚度5μm之COP薄膜之外，與實施例1一樣地進行操作，製作出比較例4之偏光板。
(透濕度) 根據JIS Z 0208：1976，依40℃、90%RH之條件來測定貼合於偏光片前之保護薄膜A之透濕度TA及保護薄膜B之透濕度TB。
(高溫高濕耐久試驗後之偏光度) 將實施例1～7及比較例1～4之偏光板投入至85℃、85%RH之恆溫槽中，測定自投入開始計240小時之後及500小時之後的偏光度。另外，偏光度係針對透過附有積分球之吸光光度計(日本分光股份有限公司製「V7100」)來加以測定之值，以「JIS Z 8701」之2度視野(C光源)進行視感度修正而計算出。
表2中顯示出在實施例1～7及比較例1～4所使用之保護薄膜A之透濕度TA、保護薄膜B之透濕度TB、偏光板之偏光度(初期值、高溫高濕耐久試驗前及後)的測定值。
[表2]
　 保護薄膜A特性 保護薄膜B特性 偏光板特性
構成 HC組成 ＜參照表1 ＞ HC膜厚 (μm) 透濕度：TA ＜g/m 2/day＞ (40℃-90%RH) 構成 透濕度：TB ＜g/m 2/day＞ ＜40℃-90%RH＞ 偏光度
高溫高濕耐久試驗後 (85℃,85%RH)
初期 240hrs.投入後 500hrs.投入後
實施例1 硬塗積層 TAC薄膜 組成1 7 215 環烯烴 聚合物 5 99.510 99.502 99.459
實施例2 組成2 7 204 99.505 99.480
實施例3 組成3 7 179 99.505 99.482
實施例4 組成4 7 155 99.506 99.481
實施例5 組成5 7 102 99.507 99.481
實施例6 組成6 9 91 99.507 99.466
實施例7 組成7 12 80 99.496 99.461
比較例1 組成8 7 295 99.388 無法測定
比較例2 組成9 7 270 99.406 無法測定
比較例3 PMMA薄膜 - - 40 99.407 無法測定
比較例4 COP薄膜 - - 5 99.396 無法測定
實施例1～7之偏光板係保護薄膜A之透濕度TA及保護薄膜B之透濕度TB滿足上述條件(1)及(2)，即便是在投入至85℃、85%RH之恆溫槽中500小時的情形下，也顯示出高偏光度之值。實施例1～7之高溫高濕耐久試驗後之試驗結果表示：即便曝曬於高溫高濕下，起因於水分自外部入侵至偏光板內部之偏光片劣化與起因於保護薄膜A及/或用來貼合保護薄膜A之接著劑中所含之水分之偏光片劣化均未發生。
比較例1及2之偏光板係保護薄膜A之透濕度TA較高而超出上述條件(1)之上限。比較例1及2之偏光板係投入至85℃、85%RH之恆溫槽中240小時後之偏光度為低於實施例1～7的值。又，在將比較例1及2之偏光板投入至85℃、85%RH之恆溫槽中500小時之情形下，偏光片過度劣化，穿透過偏光板之光的光量(即漏光之光量)變得過多，而無法測定偏光度。從比較例1及2與實施例1～7之比較可知：就比較例1及2之偏光板來說，在高溫高濕下水分從保護薄膜A往偏光板內部入侵的結果是偏光片劣化。
比較例3及4之偏光板係保護薄膜A之透濕度TA低於上述條件(1)之下限。比較例3及4之偏光板也是投入至85℃、85%RH之恆溫槽中240小時後之偏光度為低於實施例1～7的值。又，在將比較例3及4之偏光板投入至85℃、85%RH之恆溫槽中500小時之情形下，偏光片過度劣化，穿透過偏光板之光的光量(即漏光之光量)變得過多，而無法測定偏光度。從比較例3及4與實施例1～7之比較可知：就比較例3及4之偏光板來說，雖可抑制住在高溫高濕下水分往偏光板內部的入侵，但因保護薄膜A及/或用來貼合保護薄膜A之接著劑中所含之水分而偏光片劣化。
B.實施例8～10及比較例5 調製含有屬於黏結劑成分之聚合性化合物、溶劑、勻平劑及光聚合起始劑之硬塗層形成用塗敷液，使用線棒塗布器，以硬化後之厚度成為7μm之方式，將所調製之硬塗層形成用塗敷液塗布在厚度40μm之TAC薄膜(商品名：TJ40富士軟片公司製)上。在使塗膜乾燥之後，以100mJ/cm 2之曝光量照射紫外線而使塗膜硬化，作成保護薄膜A(硬塗薄膜)。就實施例8～10及比較例5之各個來說，藉由使用在硬塗層形成用塗敷液之聚合性化合物中的疏水性化合物(具有疏水性官能基之聚合性化合物)之摻配比例不同，而調整成表1所示之皂化後接觸角。又，將厚度5μm之COP薄膜當作保護薄膜B。
將保護薄膜A在50℃之2.0N氫氧化鈉水溶液中浸漬60秒鐘之後，將保護薄膜A以純水洗淨30秒鐘，使在100℃之烤箱中乾燥60秒鐘。依據JIS R 3257：9999，使用接觸角計(NiCK公司製「LSE-B100」)測定皂化處理後之保護薄膜A之硬塗層表面的接觸角。在接觸角測定中所使用之溶媒為純水。
使用水糊將保護薄膜A之TAC薄膜表面(貼合面)與偏光片貼合，並使乾燥之後，使用紫外線硬化性接著劑來將保護薄膜貼合於偏光片，藉由照射紫外線，使紫外線硬化性接著劑硬化，得到偏光板。
透過與實施例1相同的方法來測定實施例8～10及比較例5之保護薄膜A及保護薄膜B之透濕度、及偏光板在恆溫恆濕耐久試驗後之偏光度。表3中顯示出在實施例8～10及比較例5中所使用之保護薄膜A之皂化後接觸角CA、透濕度TA、保護薄膜B之透濕度TB、偏光板之偏光度(初期值、高溫高濕耐久試驗前及後)的測定值。
[表3]
　 保護薄膜A特性 保護薄膜B特性 偏光板特性
HC膜厚 (μm) 接觸角(°) 透濕度：TA ＜g/m 2/day＞ (40℃-90%RH) 構成 透濕度：TB ＜g/m 2/day＞ ＜40℃-90%RH＞ 偏光度
高溫高濕耐久試驗後 (85℃,85%RH)
初期 皂化後: CA 初期 240hrs.投入後 500hrs.投入後
實施例8 7 80.1 73.1 214 環烯烴 聚合物 5 99.510 99.505 99.455
實施例9 7 80.3 77.0 198 99.501 99.480
實施例10 7 81.2 77.2 180 99.502 99.485
比較例5 7 81.0 56.0 320 99.250 無法測定
實施例8～10之偏光板係硬塗層表面之皂化後接觸角CA為70°以上120°以下。又，保護薄膜A之透濕度TA及保護薄膜B之透濕度TB滿足上述條件(1)及(2)。因此，實施例8～10之偏光板係即便投入85℃、85%RH之恆溫槽中500小時之後，也顯示出高偏光度的值。實施例8～10之高溫高濕耐久試驗後之偏光度之試驗結果顯示：即便曝曬於高溫高濕下，起因於水分自外部入侵至偏光板內部之偏光片劣化與起因於保護薄膜A及/或用來貼合保護薄膜A之接著劑(水糊)中所含之水分之偏光片劣化均未發生。
比較例5之偏光板係硬塗層表面之皂化後接觸角CA小於上述條件(1)之下限，因而保護薄膜A之透濕度TA超過上述條件(2)之上限而變高。因此，比較例5之偏光板係投入85℃、85%RH之恆溫槽中240小時之後的偏光度變成為低於實施例8～10之值。又，於將比較例5之偏光板投入至85℃、85%RH之恆溫槽中500小時的情形下，偏光片過度劣化，穿透過偏光板之光的光量(即漏光之光量)變得過多，而無法測定偏光度。從比較例5與實施例8～10之比較可知：就比較例5之偏光板來說，在高溫高濕下水分從保護薄膜A往偏光板內部入侵的結果是偏光片劣化。
如上，若根據本發明，則即便是在長期曝曬於高溫高濕之極嚴苛環境的情形下，也可確認到：偏光片劣化之抑制，可維持偏光板之光學性能。 [產業上利用之可能性]
本發明係可當作顯示裝置所使用之偏光板而利用，尤其是適合當作車載用途等之高溫環境下所使用之顯示裝置的偏光板。
1:偏光片 10:偏光板 A:保護薄膜 B:保護薄膜
圖1係顯示實施形態之偏光板之概略構成的剖面圖。
1:偏光片
10:偏光板
A:保護薄膜
B:保護薄膜

Claims (7)

  1. 一種偏光板，其係在偏光片的一側面上貼合有保護薄膜A，在另一側面上貼合有保護薄膜B的偏光板，其特徵為，在40℃、90%RH下之該保護薄膜A及B的透濕度TA及TB同時滿足以下條件(1)及(2)，該偏光板在投入至85℃、85%RH之恆溫槽240小時後的偏光度為99.496以上； 240g/m 2/day＞TA＞70g/m 2/day    (1) 70g/m 2/day≧TB    (2)。
  2. 如請求項1之偏光板，其中，該保護薄膜A中之與朝向偏光片之貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA滿足以下條件(3)： 70°≦CA≦120°    (3)。
  3. 如請求項1之偏光板，其中，該保護薄膜A為在三乙酸纖維素薄膜之一側面上積層有硬塗層的硬塗薄膜。
  4. 如請求項3之偏光板，其中，該硬塗薄膜之鉛筆硬度為3H以上。
  5. 如請求項1至4中任一項之偏光板，其中，該保護薄膜B為包含環烯烴聚合物、聚對苯二甲酸乙二酯及聚甲基丙烯酸甲酯之任一種的薄膜。
  6. 一種顯示裝置，其係具備偏光板的顯示裝置，其特徵為，該偏光板係由在偏光片的一側面上貼合有保護薄膜A，在另一側面上貼合有保護薄膜B所構成，在40℃、90%RH下之該保護薄膜A及B的透濕度TA及TB同時滿足以下條件(1)及(2)，在投入至85℃、85%RH之恆溫槽240小時後之該偏光板的偏光度為99.496以上； 240g/m 2/day＞TA＞70g/m 2/day    (1) 70g/m 2/day≧TB    (2)。
  7. 如請求項6之顯示裝置，其中，該保護薄膜A中之與朝向偏光片之貼合面相反側之面的皂化後接觸角CA滿足以下條件(3)： 70°≦CA≦120°    (3)。
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