TWI715656B - 偏光板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種耐久性優異之偏光板。 本發明之偏光板100包含偏光元件10、及配置於偏光元件10之至少一側之保護膜21、22。將切割為100 mm×100 mm尺寸之偏光板100利用黏著劑貼合至玻璃板，並重複將貼合於該玻璃板之偏光板100於-40℃之氛圍下放置30分鐘後於85℃之氛圍下放置30分鐘的操作100次時之透射軸方向上之尺寸變化率為-0.2%以上。
Description
本發明係關於一種偏光板。
於行動電話、筆記型個人電腦等圖像顯示裝置(例如液晶顯示裝置)中使用偏光板。近年來，亦期望於汽車之儀錶顯示部或智慧型手錶等中使用偏光板，並且期望將偏光板之形狀形成為矩形以外之形狀或於偏光板形成貫通孔。然而，於採用此種形態之情形時，容易產生耐久性之問題。為了提昇耐久性，提出有例如對偏光元件以95℃以上之溫度進行熱處理並於經熱處理之偏光元件積層保護膜而獲得偏光板的方法(參照專利文獻1)，但要求耐久性之進一步提昇。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開平07-333425號公報
[發明所欲解決之問題] 本發明係為了解決上述問題而完成者，其主要目的在於提供一種耐久性優異之偏光板。 [解決問題之技術手段] 進行銳意研究後，發明者等人著眼於如下內容，即，於將偏光板經由黏著劑層貼合於其他構件(例如玻璃板)時，黏著劑層之偏光板側因外部環境之變化而變形(收縮)，並且因該變形產生之應力與偏光板之耐久性(裂紋之產生)有關，發現可藉由控制偏光板之尺寸變化率而抑制各構件間之應力之產生而達成上述目的，從而完成本發明。 本發明之偏光板包含偏光元件、及配置於該偏光元件之至少一側之保護膜。將切割為100 mm×100 mm尺寸之上述偏光板利用黏著劑貼合至玻璃板，並重複將貼合於該玻璃板之偏光板於-40℃之氛圍下放置30分鐘後於85℃之氛圍下放置30分鐘的操作100次時之透射軸方向上之尺寸變化率為-0.2%以上。 於一個實施形態中，上述偏光元件之厚度為20 μm以下。 於一個實施形態中，上述偏光板係以50℃～120℃之範圍且1小時以上100小時以下之條件實施加熱處理。 於一個實施形態中，上述偏光板形成有貫通孔。 於一個實施形態中，上述偏光板包含外緣形成朝面方向內側凸出之大致V字形狀之部位。 於一個實施形態中，上述尺寸變化率為0.1%以下。 [發明之效果] 根據本發明，可獲得耐久性優異之偏光板。
以下，對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於該等實施形態。 A.偏光板 圖1係本發明之一個實施形態之偏光板之俯視圖，圖2係圖1所示之偏光板之局部放大剖視圖。偏光板100較佳地用於汽車之儀錶面板。偏光板100係由第1顯示部50與第2顯示部60連設而構成，且於各顯示部之中心附近分別形成有用以固定各種儀錶針之貫通孔51、61。貫通孔之直徑為例如0.5 mm～100 mm。顯示部50、60之外緣形成為沿著儀錶針之旋轉方向之圓弧狀。 偏光板100包含偏光元件10、配置於偏光元件10之一側之第1保護膜21、及配置於偏光元件10之另一側之第2保護膜22。雖未圖示，但保護膜21、22代表性地經由接著劑層貼合於偏光元件10之表面。於本圖示例中，於偏光元件之兩側配置有保護膜，但亦可僅於一側配置保護膜。 本發明之偏光板切割為100 mm×100 mm尺寸，將此利用黏著劑貼合於玻璃板，重複以該狀態於-40℃之氛圍下放置30分鐘後於85℃之氛圍下放置30分鐘的操作100次時(熱循環試驗前後)之透射軸方向上之尺寸變化率為-0.2%以上，較佳為-0.1%以上，進而較佳為-0.05%以上。另一方面，該透射軸方向上之尺寸變化率為例如0.1%以下。滿足此種尺寸變化率之偏光板可具備優異之耐久性。具體而言，滿足此種尺寸變化率之偏光板因外部環境之變化引起之形狀變化非常小，並且於經由黏著劑層貼合於其他構件(例如，液晶單元等玻璃基板)時，對鄰接之黏著劑層造成之影響非常小。因此，因外部環境之變化引起之黏著劑層之形狀變化得以抑制，而可防止各構件間之應力(例如，於低溫下黏著劑層之彈性模數增大時產生之應力)之產生。其結果，不會於偏光板產生裂紋，而偏光板可具有極其優異之耐久性。 上述熱循環試驗前後之偏光板之吸收軸方向上之尺寸變化率為例如 -0.6%～0%。再者，尺寸變化率可根據下述式計算。 尺寸變化率(%)＝{(熱循環試驗後之尺寸/熱循環試驗前之尺寸)－1}×100。 於如圖示例般形成貫通孔之情形時，貫通孔之位置可根據例如偏光板之用途而適當設定。上述裂紋容易以貫通孔之周緣為起點而產生，並且貫通孔之位置距離偏光板之外緣越遠，則該傾向會變得越顯著。其結果，貫通孔之位置距離偏光板之外緣越遠(例如，距離偏光板之外緣15 mm以上)，則可越顯著地獲得藉由控制上述尺寸變化率產生之耐久性提昇之效果。再者，如各顯示部之邊界部41、42般之外緣形成朝面方向內側凸出之V字形狀(包含圓弧狀)的部位亦與貫通孔之周緣同樣地容易成為裂紋之起點。 本發明之偏光板並不限定於上述圖示例之構成，而可適當變更。例如，偏光板之形狀、貫通孔之有無、貫通孔之形狀或尺寸、貫通孔之數量或形成位置可適當地變更。具體而言，例示如圖3所示般朝上述面方向內側凸出之V字形狀部43、44鄰接地形成而形成缺口45般的形態。 A-1.偏光元件 上述偏光元件代表性地包括包含二色性物質之樹脂膜。作為二色性物質，例如可列舉碘、有機染料等。該等可單獨地使用或者組合使用兩種以上。較佳為使用碘。 作為形成上述樹脂膜之樹脂，可使用任意之恰當之樹脂。較佳為使用親水性樹脂(例如，聚乙烯醇(PVA，polyvinyl alcohol)系樹脂)。作為PVA系樹脂，例如可列舉聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇藉由使聚乙酸乙烯酯皂化而獲得。乙烯-乙烯醇共聚物藉由使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而獲得。PVA系樹脂之皂化度通常為85莫耳%～100莫耳%，較佳為95.0莫耳%以上，進而較佳為99.0莫耳%以上，特佳為99.93莫耳%以上。皂化度可依照JIS K 6726-1994而求出。藉由使用此種皂化度之PVA系樹脂，可獲得耐久性優異之偏光元件。 PVA系樹脂之平均聚合度可根據目的恰當地進行選擇。平均聚合度通常為1000～10000，較佳為1200～6000，進而較佳為2000～5000。再者，平均聚合度可依照JIS K 6726-1994而求出。 偏光元件較佳為於波長380 nm～780 nm之範圍內表現吸收二色性。偏光元件之單體透過率(Ts)較佳為40%以上，更佳為41%以上，進而較佳為42%以上，特佳為43%以上。再者，單體透過率之理論上之上限為50%，實際使用時之上限為46%。又，單體透過率(Ts)係藉由JIS Z8701之2度視野(C光源)測定並進行可見度修正所得之Y值，例如可使用分光光度計(日本分光製造、V7100)而測定。偏光元件之偏光度較佳為99.8%以上，更佳為99.9%以上，進而較佳為99.95%以上。 偏光元件之厚度可設定為任意之恰當之值。厚度代表性地為1 μm～80 μm，較佳為3 μm～40 μm。於一個實施形態中，偏光元件之厚度為20 μm以下，較佳為18 μm以下，進而較佳為15 μm以下。藉由使用此種厚度之偏光元件，即便不實施下述之加熱處理，亦可良好地達成上述尺寸變化率。 偏光元件代表性地可藉由對上述樹脂膜實施膨潤處理、延伸處理、利用上述二色性物質之染色處理、交聯處理、清洗處理、乾燥處理等處理而獲得。各處理之次數、順序、時點等可適當設定。實施各處理時，樹脂膜亦可為形成於基材上之樹脂層。 上述交聯處理例如可藉由使樹脂膜接觸硼酸溶液(例如，硼酸水溶液)而進行。又，於延伸處理中採用濕式延伸方式之情形時，較佳為使樹脂膜一面接觸硼酸溶液一面延伸。就獲得優異之偏光特性之觀點而言，通常使樹脂膜單軸延伸為3倍～7倍。延伸處理時之延伸方向可相當於獲得之偏光元件之吸收軸方向。透射軸方向可與吸收軸方向正交。於一個實施形態中，將長條狀之樹脂膜一面沿其長度方向搬送一面於該搬送方向(MD)延伸。於該情形時，獲得之偏光元件之吸收軸方向可成為長度方向(MD)，透射軸方向可成為寬度方向(TD)。 A-2.保護膜 作為上述保護膜之形成材料，例如可列舉二乙醯纖維素、三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環烯烴系樹脂、聚丙烯等烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂等酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、該等之共聚物樹脂等。再者，「(甲基)丙烯酸系樹脂」係指丙烯酸系樹脂及/或甲基丙烯酸系樹脂。 保護膜之厚度較佳為10 μm～200 μm。亦可於保護膜之一側(未配置偏光元件之側)形成表面處理層。具體而言，亦可實施硬塗處理或抗反射處理、以擴散或防眩為目的之處理。又，保護膜亦可作為相位差膜發揮功能。再者，於如圖示例般於偏光元件之兩側分別配置保護膜之情形時，兩者之構成(形成材料、厚度等)可為相同之構成，亦可為不同之構成。 如上所述，保護膜代表性地經由接著劑層貼合於偏光元件表面。作為保護膜之貼合時使用之接著劑，可採用任意之恰當之接著劑。例如，使用水系接著劑、溶劑系接著劑、活性能量射線硬化型接著劑等。作為水系接著劑，較佳地使用包含PVA系樹脂之接著劑。 B.偏光板之製造方法 本發明之偏光板只要能夠達成上述尺寸變化率，則可利用任意之恰當之方法製造。於一個實施形態中，本發明之偏光板可利用如下方法製造，即，準備包含偏光元件及配置於該偏光元件之至少一側之保護膜的偏光膜積層體，並視需要使偏光膜積層體收縮。 上述偏光膜積層體代表性地藉由在上述偏光元件之一側或兩側之各側貼合上述保護膜而製作。 視需要使上述偏光膜積層體收縮。藉由使偏光膜積層體收縮，例如，不管偏光元件之厚度如何，均可獲得能夠良好地達成上述尺寸變化率之偏光板。作為收縮方法，代表性地列舉加熱偏光膜積層體之方法。加熱溫度例如為50℃～120℃，較佳為70℃～90℃。若為如上所述之範圍，則可確保偏光膜積層體之光學特性(例如色相、透過率、偏光度)並且使偏光膜積層體有效率地收縮。加熱時間例如為1小時～100小時，較佳為2小時以上，進而較佳為10小時以上。加熱可於一個階段中進行，亦可分多個階段進行。又，加熱溫度可實質上保持為固定，亦可連續地或階段性地變化。 收縮率例如較佳為於偏光膜積層體中包含之偏光元件之透射軸方向上為0.2%以上，進而較佳為0.3%以上。另一方面，透射軸方向上之收縮率例如為0.6%以下。若為如上所述之收縮率，則可判斷為已使偏光膜積層體收縮至足夠之程度。再者，偏光膜積層體可於吸收軸方向上相較透射軸方向更大程度地收縮，因此，有如下情形，即，於收縮之初始階段，表觀上，偏光膜積層體之透射軸方向之尺寸暫時增加。於該情形時，若進一步進行收縮，則透射軸方向之尺寸亦會自收縮開始時(加熱開始時)之尺寸減少。 偏光膜積層體之吸收軸方向上之收縮率較佳為0.3%以上，進而較佳為0.4%以上。另一方面，吸收軸方向上之收縮率例如為1.0%以下。再者，收縮率可根據下述式而求出。 收縮率(%)＝{1－(加熱後之尺寸/加熱前之尺寸)}×100 本發明之偏光板由於具有優異之耐久性，故而可成形為所期望之形狀。作為成形為所期望之形狀之方法，代表性地列舉將上述偏光膜積層體切斷(沖切)之方法。於使偏光膜積層體收縮之情形時，切斷可於收縮前進行，亦可於收縮後進行。再者，就更精密地進行朝所期望之形狀之成形之觀點而言，較佳為於收縮後切斷。 作為切斷(沖切)方法，可採用任意之恰當之方法。例如，可列舉照射雷射光之方法、使用湯姆遜刀、尖刀等切斷刀(沖切模具)之方法。若藉由雷射光照射，則獲得光滑之切斷面，並且可抑制裂紋之起點(初始裂紋)之產生，而可有助於耐久性之進一步提昇。即便於使用切斷刀之情形時(即便產生初始裂紋)，藉由控制上述尺寸變化率，亦可獲得優異之耐久性。 作為上述雷射，只要可將偏光膜積層體(偏光板)切斷，則可採用任意之恰當之雷射。較佳為使用可放射150 nm～11 μm之範圍內之波長之光之雷射。作為具體例，可列舉CO2
雷射等氣體雷射、YAG(yttrium aluminum garnet，釔鋁石榴石)雷射等固體雷射、半導體雷射。較佳為使用CO2
雷射。 雷射光之照射條件例如可根據使用之雷射而設定為任意之恰當之條件。於使用CO2
雷射之情形時，輸出條件較佳為10 W～1000 W，進而較佳為100 W～400 W。 C.使用方法 本發明之偏光板例如經由黏著劑層而貼合於其他構件(例如，液晶單元等玻璃基板)。黏著劑層之厚度較佳為4 μm～50 μm。作為形成黏著劑層之黏著劑，較佳地使用丙烯酸系黏著劑。再者，本發明之偏光板可採用於其至少一側預先設置有黏著劑層之附有黏著劑層之偏光板之形態。 [實施例] 以下，利用實施例對本發明具體進行說明，但本發明並非由該等實施例限定。 [實施例1] (偏光膜積層體片材之製作) 作為偏光元件，使用使長條狀之PVA系樹脂膜含有碘並使其於長度方向(MD)單軸延伸而獲得的膜(厚度28 μm)。 於偏光元件之一側以乾燥後之厚度成為100 nm之方式塗佈PVA系接著劑，並以使相互之長度方向對齊之方式貼合長條狀且厚度40 μm之TAC膜。 繼而，於上述偏光元件之另一側以乾燥後之厚度成為100 nm之方式塗佈PVA系接著劑，並以使相互之長度方向對齊之方式貼合長條狀且厚度30 μm之丙烯酸膜。 以此方式，獲得具有TAC膜/偏光元件/丙烯酸膜之構成之偏光膜積層體片材。 使用CO2
雷射(波長：9.35 μm、輸出：150 W)將所獲得之偏光膜積層體片材切斷，而獲得於距離外緣55 mm之部位形成有直徑2 mm之貫通孔之112 mm×112 mm之尺寸之切斷片。 將所獲得之切斷片於85℃之氛圍下放置50小時而獲得偏光板。加熱前後之吸收軸方向之收縮率為0.74%，透射軸方向之收縮率為0.44%。該加熱前後之收縮率藉由另外準備自偏光膜積層體片材切割為100 mm×100 mm之尺寸之切斷片(於該切斷片未形成貫通孔)並測定切斷片之角之位置而求得。此處，切斷片之切割係以對向之1組邊與偏光元件之透射軸方向對應且對向之另1組邊與偏光元件之吸收軸方向對應的方式進行。 [實施例2] 將所獲得之切斷片於85℃之氛圍下放置5小時，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得偏光板。再者，利用與實施例1相同之方法測定所得之加熱前後之吸收軸方向之收縮率為0.45%，透射軸方向之收縮率為0.37%。 [實施例3] 將所獲得之切斷片於85℃之氛圍下放置2.5小時，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得偏光板。再者，利用與實施例1相同之方法測定所得之加熱前後之吸收軸方向之收縮率為0.34%，透射軸方向之收縮率為0.25%。 [實施例4] 將切斷片之尺寸設為52 mm×52 mm，並於距離外緣25 mm之部位形成貫通孔，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得偏光板。 [實施例5] 製作偏光膜積層體片材時，使用厚度12 μm之偏光元件且不對切斷片進行加熱，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得偏光板。 [實施例6] 製作偏光膜積層體片材時，使用厚度18 μm之偏光元件，使用厚度60 μm之TAC膜而代替厚度30 μm之丙烯酸膜，且不對切斷片進行加熱，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得偏光板。 [比較例1] 不對切斷片進行加熱，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得偏光板。 [比較例2] 不對切斷片進行加熱，除此以外，以與實施例4相同之方式獲得偏光板。 將所獲得之偏光板之耐久性供於熱循環(HS)試驗。 具體而言，將所獲得之偏光板利用丙烯酸系黏著劑(厚度20 μm)貼合於玻璃板，而獲得試驗用樣品，上述丙烯酸系黏著劑係高溫區域(85℃)之儲存彈性模數與低溫區域(-40℃)之彈性模數之差未達1×109
Pa，且25℃之儲存彈性模數為1×105
Pa以上，且85℃之儲存彈性模數未達1×106
Pa。再者，儲存彈性模數係藉由使用動態黏彈性測定裝置(Rheometric Scientific製造、「先進流變性擴展系統(ARES，Advanced Rheometric Expansion System)」)於頻率1 Hz之條件下於-70℃～200℃之範圍內以升溫速度5℃/分進行測定並計算剪切儲存彈性模數而求得。 將所獲得之試驗用樣品於-40℃之氛圍下放置30分鐘後，於85℃之氛圍下放置30分鐘。將該操作設為1個循環，而重複進行100個循環。於熱循環試驗後，觀察偏光板中是否產生裂紋。 又，測定上述熱循環試驗前後之偏光板之透射軸方向之尺寸變化率。尺寸變化率係藉由自偏光膜積層體片材(實施例1～4中，自預先加熱過之偏光膜積層體片材)另外準備切割為100 mm×100 mm之尺寸之切斷片(於該切斷片未形成貫通孔)，將該切斷片供於上述熱循環試驗，並測定切斷片之角之位置而求得。再者，切斷片之切割係以對向之1組邊與偏光元件之透射軸方向對應且對向之另1組邊與偏光元件之吸收軸方向對應的方式進行。 將各實施例、比較例之尺寸變化率總結於表1中。 [表1] 
圖4係HS試驗後之實施例1～3及比較例1之偏光板之貫通孔周邊的利用光學顯微鏡(OLYMPUS製造、MX61、倍率：5倍)獲得之觀察照片。於比較例1中，確認到可清楚地目視視認之程度之裂紋，與此相對，於實施例1中，未看到裂紋(亦包括微裂紋)之產生。於實施例2、3中，確認到無法清楚地目視視認之程度之微裂紋，但與比較例1相比，裂紋之產生得到抑制。再者，裂紋沿延伸方向產生。 於實施例4中，與實施例1同樣地，未看到裂紋(亦包括微裂紋)之產生。於比較例1中，裂紋以貫通孔為起點到達至偏光板端邊，與此相對，於比較例2中，裂紋長度為12 mm。 於實施例5、6中，與實施例1同樣地，未看到裂紋(亦包括微裂紋)之產生。 圖5表示實施例1之HS試驗後之試驗用樣品之偏光板端部之狀態，圖6表示比較例1之HS試驗後之試驗用樣品之偏光板端部之狀態。於比較例1中，形成有將偏光板貼合至玻璃板時使用之黏著劑層露出之區域。 [產業上之可利用性] 本發明之偏光板可較佳地用於矩形狀之圖像顯示裝置(液晶顯示裝置、有機EL(electroluminescence電致發光)器件)，而且亦可較佳地用於例如以汽車之儀錶顯示部或智慧型手錶為代表之異形之圖像顯示部。
10‧‧‧偏光元件21‧‧‧第1保護膜22‧‧‧第2保護膜41‧‧‧邊界部42‧‧‧邊界部43‧‧‧V字形狀部44‧‧‧V字形狀部45‧‧‧缺口50‧‧‧第1顯示部51‧‧‧貫通孔60‧‧‧第2顯示部61‧‧‧貫通孔100‧‧‧偏光板
圖1係本發明之一個實施形態之偏光板之俯視圖。 圖2係圖1所示之偏光板之局部放大剖視圖。 圖3係本發明之另一實施形態之偏光板之俯視圖。 圖4(a)係表示熱循環試驗後之實施例1之偏光板之貫通孔周邊的照片，(b)係表示熱循環試驗後之實施例2之偏光板之貫通孔周邊的照片，(c)係表示熱循環試驗後之實施例3之偏光板之貫通孔周邊的照片，(d)係表示熱循環試驗後之比較例1之偏光板之貫通孔周邊的照片。 圖5(a)表示熱循環試驗後之實施例1之試驗用樣品之沿著透射軸方向之偏光板端邊周邊之狀態，(b)表示沿著吸收軸方向之偏光板端邊周邊之狀態。 圖6(a)表示熱循環試驗後之比較例1之試驗用樣品之沿著透射軸方向之偏光板端邊周邊之狀態，(b)表示沿著吸收軸方向之偏光板端邊周邊之狀態。
10‧‧‧偏光元件
21‧‧‧第1保護膜
22‧‧‧第2保護膜
Claims (4)
- 一種偏光板，其係包含偏光元件、及配置於該偏光元件之至少一側之保護膜者，其以85℃~120℃之範圍且1小時以上100小時以下之條件實施加熱處理，於上述偏光板形成有選自包含貫通孔、外緣形成朝面方向內側凸出之大致V字形狀之部位、外緣形成朝面方向內側凸出之圓弧狀之部位、及其等之組合之群之一，且將切割為100mm×100mm尺寸之上述偏光板利用黏著劑貼合至玻璃板，並重複將貼合於該玻璃板之偏光板於-40℃之氛圍下放置30分鐘後於85℃之氛圍下放置30分鐘的操作100次時之透射軸方向上之尺寸變化率為-0.2%以上且0.1%以下。
- 一種偏光板，其係包含偏光元件、及配置於該偏光元件之至少一側之保護膜者，上述偏光元件之厚度為18μm以下，於上述偏光板形成有選自包含貫通孔、外緣形成朝面方向內側凸出之大致V字形狀之部位、外緣形成朝面方向內側凸出之圓弧狀之部位、及其等之組合之群之一，且將切割為100mm×100mm尺寸之上述偏光板利用黏著劑貼合至玻璃板，並重複將貼合於該玻璃板之偏光板於-40℃之氛圍下放置30分鐘後於85℃之氛圍下放置30分鐘的操作100次時之透射軸方向上之尺寸變化率為 -0.2%以上且0.1%以下。
- 如請求項1之偏光板，其中上述偏光元件之厚度為20μm以下。
- 如請求項2之偏光板，其以50℃~120℃之範圍且1小時以上100小時以下之條件實施加熱處理。
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