TWI673522B - 偏光板 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種偏光板。

本發明係關於一種偏光板及具備其之影像顯示裝置，該偏光板具備偏光元件、形成於上述偏光元件之至少一面之接著劑層、及形成於上述接著劑層之上部之至少一層保護膜，上述接著劑層及保護膜藉由滿足數式1而對熱衝擊之耐久性優異，即便於高溫之嚴酷條件下亦不產生內部偏光元件之裂痕。

Description

偏光板

本發明係關於一種偏光板。

如液晶顯示裝置(LCD)、電致發光(EL)顯示裝置、電漿顯示裝置(PDP)、電場發射顯示裝置(FED)、OLED等之各種影像顯示裝置所使用之偏光板一般含有於聚乙烯醇系(polyvinyl alcohol；PVA)膜吸附配向碘系化合物或二色性偏光物質而成之偏光元件，且具備於偏光元件之單面藉由接著劑依序積層有偏光元件保護膜、於偏光元件之另一單面依序積層有偏光元件保護膜、與液晶單元接合之黏著劑層、及脫模膜的多層構造。

近年來，各種影像顯示裝置逐漸大型化，由此，所使用之偏光元件及偏光板亦大型化。因此，於生產中之操作過程中，更加難以處理，且於使用中反覆處於高溫及低溫環境下，產生之變形量進一步增加，需要耐久性優異之偏光板。

更具體而言，偏光元件及保護膜係由介存於其間之接著劑層而接合，此時，於偏光元件與保護膜之間之密接性較差之情形時，可能於生產中之處理過程或使用中產生變形，且於長時間暴露於高溫條件下之情形時，會於內部偏光元件產生裂痕。

於韓國公開專利第2011-88973號公報中，記載有一種光硬化型接著劑組成物及使用其而形成之偏光板，但並未解決上述問題方面。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]韓國公開專利第2011-88973號公報

本發明之目的在於提供一種對熱衝擊之耐久性優異之偏光板。

又，本發明之另一目的在於提供一種具備上述偏光板之影像顯示裝置。

1.一種偏光板，其具備偏光元件、保護膜、及介存於上述偏光元件與上述保護膜之間之接著劑層，且上述接著劑層及保護膜滿足下述數式1。

[數式1]1000MPa≧｜接著劑層之彈性模數-保護膜之彈性模數｜

2.如上述項目1之偏光板，其中，上述接著劑層之彈性模數具有大於保護膜之彈性模數之值。

3.如上述項目1之偏光板，其中，上述接著劑層之厚度為0.1~10μm。

4.如上述項目1之偏光板，其中，上述保護膜之厚度為30 ~100μm。

5.如上述項目1之偏光板，其中，上述接著劑層與保護膜之厚度比為1：3~1000。

6.如上述項目1之偏光板，其中，上述接著劑層係以光硬化性接著劑組成物來形成。

7.如上述項目6之偏光板，其中，上述光硬化性接著劑組成物含有光聚合性化合物、光聚合起始劑、及交聯劑。

8.如上述項目1之偏光板，其中，上述保護膜係由選自由丙烯酸系樹脂膜、纖維素系樹脂膜、聚烯烴系樹脂膜、及聚酯系樹脂膜所組成之群中之至少一種所形成。

9.一種影像顯示裝置，其具備上述項目1至8中任一項目所記載之偏光板。

本發明之偏光板藉由於保護膜與接著劑層之間維持適度之彈性模數而使對熱衝擊之耐久性優異。

又，本發明之偏光板即便於高溫之嚴酷條件下亦不產生內部偏光元件之裂痕。

本發明係關於一種偏光板及具備其之影像顯示裝置，該偏光板具備偏光元件、保護膜、及介存於上述偏光元件與上述保護膜之間之接 著劑層，上述接著劑層及保護膜藉由滿足數式1，而對熱衝擊之耐久性優異，即便於高溫之嚴酷條件下亦不產生內部偏光元件之裂痕。

以下，對本發明進行詳細說明。

本發明之偏光板具備偏光元件、保護膜、及介存於上述偏光元件與上述保護膜之間之接著劑層，上述接著劑層及保護膜滿足下述數式1。

[數式1]1000MPa≧｜接著劑層之彈性模數-保護膜之彈性模數｜

於本發明中，所謂「彈性模數」意指拉伸彈性模數。

於高溫之條件下，偏光元件會收縮，保護膜及介存於偏光元件與保護膜之間之接著劑層膨脹。即，偏光元件、接著劑層、及保護膜之變化情況均不相同，產生偏光元件之裂痕、斷裂等問題。此處，本發明之偏光板藉由使接著劑層及保護膜之彈性模數滿足上述數式1之範圍，而使接著劑層與保護膜之間之應力為最小限度，調節對下部偏光元件造成影響之應力変化，藉此，可提高偏光板對熱衝擊之耐久性。

於本發明之數式1超過1000MPa之情形時，產生偏光元件之裂痕或斷裂而使耐久性顯著降低。上述數式1較佳為900MPa以下，進而較佳為600MPa以下。判斷於滿足上述範圍之情形時，可使應力為最小限度，對熱衝擊之耐久性進一步提高。

上述數式1之參數可藉由於適度之範圍內調節接著劑層及保護膜之厚度、材料、塗佈液之黏度、製造步驟之條件等而決定。

偏光元件

本發明之偏光元件係利用本領域中之通常之方法所製造者，且係於經延伸之聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向二色性色素而成者。

構成偏光元件之聚乙烯醇系樹脂係藉由將聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而獲得。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂，除為乙酸乙烯酯之均聚物的聚乙酸乙烯酯以外，可列舉乙酸乙烯酯與能夠與其共聚合之其他單體之共聚物等。作為能夠與乙酸乙烯酯共聚合之其他單體，可列舉：不飽和羧酸系、不飽和磺酸系、烯烴系、乙烯醚系、具有銨基之丙烯醯胺系單體等。又，聚乙烯醇系樹脂亦可為經改質者，例如，亦可使用改質為醛類之聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮乙醛等。聚乙烯醇系樹脂之皂化度通常為85~100莫耳%，較佳為98莫耳%以上。又，聚乙烯醇系樹脂之聚合度通常為1,000~10,000，較佳為1,500~5,000即可。

將此種聚乙烯醇系樹脂以膜之形式形成者係用作偏光元件之坯膜。聚乙烯醇系樹脂之膜形成方法並無特別限定，可使用公知之方法。圓盤膜之膜厚並無特別限定，例如可為10~150mm。

本發明之偏光元件係經過於水溶液上連續地將聚乙烯醇系膜單軸延伸之步驟、以二色性色素染色而吸附色素之步驟、以硼酸水溶液進行處理之步驟及進行水洗、乾燥之步驟而製造。

將聚乙烯醇系膜單軸延伸之步驟可於染色前、染色之同時、或染色後執行。於染色後執行單軸延伸時，可於硼酸處理前執行，亦可於硼酸處理中執行。當然，亦可於該等複數個階段中執行單軸延伸。單軸延伸可使用周速不同之輥或行輥。又，單軸延伸可為於大氣中進行延伸之乾式延伸，亦可為於溶劑中以膨潤之狀態進行延伸之濕式延伸。延伸比通常 為4~8倍。

利用二色性色素將經延伸之聚乙烯醇系膜染色之步驟例如可使用將聚乙烯醇系膜浸漬於含有二色性色素之水溶液之方法。作為二色性色素，使用碘或二色性染料。又，聚乙烯醇系膜較佳為於染色前預先浸漬於水中而膨潤。

於使用碘作為二色性色素之情形時，通常可使用將聚乙烯醇系膜浸漬於含有碘及碘化鉀之染色用水溶液而染色之方法。通常，染色用水溶液中之碘之含量相對於水(蒸餾水)100重量份為0.01~1重量份，碘化鉀之含量相對於水100重量份為0.5~20重量份。染色用水溶液之溫度通常為20~40℃，浸漬時間(染色時間)通常為20~1,800秒鐘。

於使用二色性染料作為二色性色素之情形時，通常採用將聚乙烯醇系樹脂膜浸漬於含有水溶性二色性染料之水溶液而染色之方法。該水溶液中之二色性染料之含量相對於水100重量份通常為1×10^-4~10重量份，較佳為1×10^-3~1重量份。該水溶液亦可含有硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。用於染色之染料水溶液之溫度通常為20~80℃，又，對該水溶液之浸漬時間通常為10~1,800秒鐘。

對經染色之聚乙烯醇系膜進行硼酸處理之步驟可藉由浸漬於含硼酸之水溶液而執行。通常，含硼酸之水溶液中之硼酸之含量相對於水100重量份為2~15重量份，較佳為5~12重量份即可。於使用碘作為二色性色素之情形時，含硼酸之水溶液較佳為含有碘化鉀，該含量通常相對於水100重量份為0.1~15重量份，較佳為5~12重量份。含硼酸之水溶液之溫度通常為50℃以上，較佳為50~85℃，更佳為60~80℃，浸漬時間通 常為60~1,200秒鐘，較佳為150~600秒鐘，更佳為200~400秒鐘。

硼酸處理後之聚乙烯醇系膜通常進行水洗及乾燥。水洗處理可藉由將經硼酸處理之聚乙烯醇系膜浸漬於水中而執行。水洗處理之水溫通常為5~40℃，浸漬時間通常為1~120秒鐘。藉由水洗後進行乾燥，可獲得偏光元件。乾燥處理通常可使用熱風乾燥器或遠紅外線加熱器來執行。乾燥處理溫度通常為30~100℃，較佳為50~80℃，乾燥時間通常為60~600秒鐘，較佳為120~600秒鐘。

本發明之偏光元件之厚度並無特別限定，例如可為5~40μm。

接著劑層

本發明之接著劑層係形成於上述偏光元件之至少一面，發揮使保護膜接著於偏光元件之作用，只要為滿足上述數式1之值者，則可無特別限定地使用。

本發明之接著劑層可顯示出500~5000MPa之彈性模數，為了工程性之提高及獲得所需之厚度，較佳為顯示出1000~3500MPa之彈性模數者。

本發明之接著劑層可以光硬化性接著劑組成物形成，上述光硬化性接著劑組成物可含有光聚合性化合物、光聚合起始劑、及交聯劑。

本發明之光硬化性接著劑組成物中使用之光聚合性化合物並無特別限定，例如可列舉：聚酯丙烯酸酯、丙烯酸胺酯、聚丁二烯丙烯酸酯、聚矽氧丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯等丙烯酸系單體；氫化環氧系單體、脂環式環氧系單體、脂肪族環氧系單體等環氧系單體等。該等可單獨使用 或者將2種以上混合而使用。

又，作為本發明之光聚合性化合物，可使用聚合度2~20左右之聚合度相對較低之狀態之低聚物。低聚物可以上述單體之低聚物之形式獲得。其可與上述單體混合而使用。

交聯劑發揮使本發明之偏光板用接著劑組成物之反應性提高之功能，上述交聯劑之種類並無特別限定，作為本發明中能夠使用之交聯劑且市售之具體商品名例如可列舉：Hybrid公司之Octavinyl POSS OL1170、Kowa公司之A-HD-N、A-NOD、A-DOD、A-NPG、A-200、A-400、A-600、APG-100、APG-400、APG-700、A-DCP、A-DOG、A-TMM、A-TMMT、A-DPH、A-TMPT等，該等可單獨應用或者混合2種以上而應用。

聚合起始劑係用以提高硬化反應之效率，作為聚合起始劑，於上述光硬化性化合物含有丙烯酸系單體之情形時，可使用自由基聚合起始劑，於含有環氧系單體之情形時，可使用陽離子聚合起始劑。

自由基聚合起始劑並無特別限定，例如可列舉：苯乙酮系、二苯甲酮系、9-氧硫系、安息香系、安息香烷基醚系等。該等可單獨使用或者混合2種以上而使用。

又，作為自由基聚合起始劑，可列舉作為市售之製品之CUBA公司之darocur 1173、darocur 4265、darocur BP、darocur TPO、darocur MBF、irgacure 184、irgacure 500、irgacure 2959、irgacure 754、irgacure 651、irgacure 369、irgacure 907、irgacure 1300、irgacure 819、irgacure 2022、irgacure 819DW、irgacure 2100、irgacure 784、irgacure 250等。該等可單獨使用或者混合2種以上而使用。

陽離子聚合起始劑並無特別限定，例如可列舉：芳香族重氮鎓鹽系、芳香族鹵鎓鹽系、芳香族鋶鹽系等。該等可單獨使用或者混合2種以上而使用。

又，作為光陽離子聚合起始劑，可列舉作為市售之製品之Optomer SP-151、Optomer SP-170、Optomer SP-171(旭電化工業公司)、irgacure 261(CIBA公司)、San-Aid SI-60L、UVI-6990(Union Carbide Corporation)、BBI-1C3、MPI-103、TPS-103、DTS-103、NAT-103、NDS-103(Midori Kagaku公司)、CPI-110A(San-Apro公司)等。該等可單獨使用或者混合2種以上而使用。

用以形成本發明之接著劑層之光硬化性接著劑組成物除上述成分外，亦可視需要進而含有添加劑。添加劑之種類並無特別限定，例如可列舉：敏化劑、矽烷偶合劑、接著促進劑、調平劑、紫外線吸收劑、防老化劑、染料、加工助劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、黏著賦予劑、填充劑、塑化劑、發泡抑制劑、抗靜電劑、芳香劑、界面活性劑等。該等可單獨使用或者將2種以上混合而使用。

塗佈本發明之接著劑組成物而形成之接著劑層之厚度並無特別限定，通常為0.1μm~10μm，較佳為1μm~5μm。於接著劑層之厚度滿足上述範圍之情形時，可維持適度之彈性模數，滿足上述數式1，不會產生於接合時混入氣泡之問題。

又，為了提高接著性，亦可利用底塗處理、電漿處理、電暈處理等乾式處理、皂化(鹼)處理等化學處理對偏光元件及/或保護膜之表面適當實施表面處理。作為皂化(鹼)處理，可列舉浸漬於氫氧化鈉、氫 氧化鉀等鹼之水溶液之方法。

保護膜

本發明之保護膜係藉由接著劑層而與偏光元件接合，只要滿足上述數式1之值，則並無特別限定，較佳為透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻隔性、等向性等優異者。

本發明之保護膜可顯示出500~5000MPa之彈性模數，於提高工程性方面，即，為了有效地防止由張力引起之變形及斷裂，較佳為顯示出1000~3000MPa之彈性模數。

作為本發明之保護膜之具體例，可使用包含選自由丙烯酸系樹脂膜、纖維素系樹脂膜、聚烯烴系樹脂膜、及聚酯系樹脂膜所組成之群中之至少1種之各種透明樹脂膜。

作為上述保護膜之具體例，可列舉：聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等丙烯酸系樹脂膜；聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯系樹脂膜；雙乙醯纖維素、三乙醯纖維素等纖維素系樹脂膜；聚乙烯、聚丙烯、具有環系或降莰烯結構之聚烯烴系、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烴系樹脂膜等，但並不限定於此。

上述保護膜之厚度並無特別限定，為30~100μm，較佳為40~80μm者。於保護膜之厚度滿足上述範圍之情形時，可維持適度之彈性模數。

又，上述接著劑層與保護膜之厚度比並無特別限定，例如，接著劑層：保護膜為1：3~1000，較佳為1：8~80。於保護膜與接著劑層 之厚度比滿足上述範圍之情形時，可維持適度之彈性模數。

於一面接合有保護膜之偏光元件之單面亦可視需要適當實施硬塗處理、抗反射處理、抗黏處理、目的在於擴散或防眩之處理等表面處理。

又，於一面接合有保護膜之偏光元件之單面除上述表面處理外，亦可視需要進而積層硬塗層、抗反射層、防眩層、抗靜電層等表面處理層，可藉由黏著劑層進而積層光學功能性膜。

上述光學功能性膜之種類並無特別限定，例如可列舉：於基材表面配向有液晶性化合物或該高分子化合物等之光學補償膜、使某種偏光之光穿透且使性質與其相反之偏光之光反射之反射型偏光分離膜、含有聚碳酸酯樹脂之相位差膜、含有環狀聚烯烴系樹脂之相位差膜、於表面具有凹凸狀之防眩功能附加膜、進行過表面抗反射處理之附加膜、於表面具有反射功能之反射膜、兼具反射功能及穿透功能之半穿透反射膜等。

本發明之偏光板具備偏光元件、保護膜、及介存於上述偏光元件與上述保護膜之間之接著劑層，藉由滿足上述數式1，保護膜及接著劑層可維持適度之彈性模數，顯示出對熱衝擊之優異之耐久性。

本發明之偏光板可應用於通常之影像顯示裝置。

以下，為了使本發明容易理解而揭示較佳之實施例，但該等實施例僅例示本發明，並不限定隨附之申請專利範圍，對業者而言應明白，於本發明之範疇及技術思想之範圍內，實施例有多種變更且能夠進行修正，當然，此種變更及修正亦屬於隨附之申請專利範圍。

製造例1：偏光元件之製造

將皂化度為99.9%以上之透明之未延伸聚乙烯醇膜(VF-PS、KURARAY公司)於30℃之水(去離子水)中浸漬2分鐘而使其膨潤後，於含有碘3.5mmol/L及碘化鉀2重量%之30℃之染色用水溶液中浸漬4分鐘而染色。此時，以於膨潤及染色階段分別以1.3倍、1.4倍之延伸比延伸而使置於染色槽為止之累積延伸比成為1.82倍之方式進行延伸。繼而，使其於含有碘化鉀10重量%、硼酸3.7重量%之50℃之交聯用水溶液浸漬30秒鐘(第1交聯階段)而交聯，且以2倍之延伸比延伸。隨後，使其於含有碘化鉀10重量%、硼酸3.7重量%之50℃之交聯用水溶液中浸漬20秒鐘(第2交聯階段)而交聯，且以1.5倍之延伸比延伸(第1及第2交聯階段之累積延伸比為3倍)。

此時，膨潤、染色、及交聯階段之總累積延伸比成為5.46倍。交聯完成後，將聚乙烯醇膜於70℃之烘箱中乾燥4分鐘而製造偏光元件。

製造例2：偏光板之製造

對表1所記載之保護膜之與偏光元件接合之面實施電暈放電處理。

隨後，於上述保護膜之實施過電暈放電處理之面上，利用棒式塗佈機以3μm之厚度塗敷具有下述表1之含量及組成之接著劑組成物，且於其上積層上述偏光元件，其後，使用同一保護膜及接著劑於偏光元件之單面積層保護膜。

繼而，藉由設置有帶式輸送機之紫外線照射裝置(Fusion H BULB，Fusion公司)自一個表面對上述積層體以UVA基準累計光量3000mJ/cm²照射紫外線而將偏光元件與保護膜接合，藉此製造偏光板。

各實施例及比較例中所使用之保護膜及光硬化性接著劑組成物之組成係示於下述表1。

(1)耐熱性評價

將上述所製造之偏光板於80℃之溫度靜置500小時後，觀察是否產生氣泡或剝離而進行評價。評價係於上述熱處理之後、即將評價之前於常溫下放置24小時後執行。

<評價基準>

◎：無氣泡或剝離

○：於非檢查區域(1mm)內產生氣泡或剝離

△：於非檢查區域(1mm)內在偏光板之所有面(4個面)產生氣泡或剝離

×：於非檢查區域(1mm)以外產生氣泡或剝離

(2)熱衝擊試驗評價

藉由將上述所製造之偏光板於-30℃、80℃(各30分鐘)下反覆進行之方法執行50個循環及100個循環之熱衝擊試驗。

<評價基準>

◎：不產生裂痕

○：於非檢查區域(1mm)內產生100ea以下之微細裂痕

△：於非檢查區域(1mm)內產生100ea以上之微細裂痕

×：產生1mm以上之裂痕

由上述表2可知，確認到滿足數式1之值為1000MPa以下之本發明之偏光板不僅顯示出優異之耐熱性，而且熱衝擊評價亦非常優異。

相對於此，於脫離數式1之值之比較例之情形時，確認到因保護膜與接著劑層之間之應力差，耐熱性顯著降低，於熱衝擊條件下容易產生裂痕，會導致機器之不良。

Claims (8)

1. 一種偏光板，其具備偏光元件、保護膜、及介存於上述偏光元件與上述保護膜之間之接著劑層，其中上述保護膜係由選自丙烯酸系樹脂膜、纖維素系樹脂膜、聚烯烴系樹脂膜、及聚酯系樹脂膜所組成之群中之至少一種所形成，且上述接著劑層及保護膜滿足下述數式1，[數式1]1000MPa≧｜接著劑層之彈性模數-保護膜之彈性模數｜。
2. 如申請專利範圍第1項之偏光板，其中，上述接著劑層之彈性模數具有大於保護膜之彈性模數之值。
3. 如申請專利範圍第1項之偏光板，其中，上述接著劑層之厚度為0.1~10μm。
4. 如申請專利範圍第1項之偏光板，其中，上述保護膜之厚度為30~100μm。
5. 如申請專利範圍第1項之偏光板，其中，上述接著劑層與保護膜之厚度比為1：3~1000。
6. 如申請專利範圍第1項之偏光板，其中，上述接著劑層係以光硬化性接著劑組成物來形成。
7. 如申請專利範圍第6項之偏光板，其中，上述光硬化性接著劑組成物含有光聚合性化合物、光聚合起始劑及交聯劑。
8. 一種影像顯示裝置，其具備申請專利範圍第1至7項中任一項之偏光板。