TW202313344A - 附相位差層之偏光板及使用其之圖像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種兼具硬度及對於變形之耐久性之附相位差層之偏光板。本發明之實施方式之附相位差層之偏光板依序具有保護層、偏光膜、及相位差層，上述保護層側之表面硬度以鉛筆硬度計為2B以上，自上述保護層至上述相位差層為止之積層部分之厚度為32 μm以下。

Description

附相位差層之偏光板及使用其之圖像顯示裝置
本發明係關於一種附相位差層之偏光板及使用其之圖像顯示裝置。
以液晶顯示裝置及電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置)為代表之圖像顯示裝置迅速普及。圖像顯示裝置中代表性地使用偏光板及相位差板。就實用性而言，將偏光板與相位差板一體化而成之附相位差層之偏光板得到廣泛使用(例如專利文獻1)。
近年來，使用可撓性基板(例如樹脂基板)對圖像顯示裝置之彎曲、撓曲、摺疊、捲取之可能性進行了研究，尋求能夠應對該等可能性之附相位差層之偏光板。另一方面，就防止圖像顯示裝置損傷之觀點而言，要求提昇附相位差層之偏光板之硬度。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利第3325560號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係鑒於上述情況而完成者，其主要目的在於提供一種兼具硬度及對於變形之耐久性之附相位差層之偏光板。 [解決問題之技術手段]
本發明之實施方式之附相位差層之偏光板依序具有保護層、偏光膜、及相位差層，上述保護層側之表面硬度以鉛筆硬度計為2B以上，自上述保護層至上述相位差層為止之積層部分之厚度為32 μm以下。 於一實施方式中，上述保護層包含壓痕彈性回復率為67%以下之基材。 於一實施方式中，自上述積層部分之中心至上述保護層表面為止之厚度中，上述基材所占之比率為65%以上。 於一實施方式中，上述保護層包含壓痕硬度為0.35 GPa以上之部分。 於一實施方式中，上述保護層之厚度為12 μm以上且未達20 μm。 於一實施方式中，上述保護層包含厚度為5 μm以下之硬塗層。 於一實施方式中，上述相位差層為液晶化合物之配向固化層。 於一實施方式中，上述保護層包含40℃及92%RH(Relative Humidity，相對濕度)時之透濕度未達200 g/m 2·24 h之基材。 根據本發明之另一態樣，提供一種圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置具有上述附相位差層之偏光板。 [發明之效果]
根據本發明之實施方式，可使附相位差層之偏光板兼顧硬度及對於變形之耐久性。
以下對本發明之實施方式進行說明，但本發明並不限於該等實施方式。又，為了使說明更明確，有時圖式係對照實施方式而模式性地示出各部分之寬度、厚度、形狀等，但僅為一例，並非限定本發明之解釋。
(用語及符號之定義) 本說明書中之用語及符號之定義如下所述。 (1)折射率(nx、ny、nz) 「nx」係面內折射率最大之方向(即遲相軸方向)之折射率，「ny」係於面內與遲相軸正交之方向(即進相軸方向)之折射率，「nz」係厚度方向之折射率。 (2)面內相位差(Re) 「Re(λ)」係以23℃時之波長λ nm之光測得之面內相位差。例如，「Re(550)」係以23℃時之波長550 nm之光測得之面內相位差。Re(λ)係將層(膜)之厚度設為d(nm)時，藉由式：Re(λ)＝(nx－ny)×d而求出。 (3)厚度方向之相位差(Rth) 「Rth(λ)」係以23℃時之波長λ nm之光測得之厚度方向之相位差。例如，「Rth(550)」係以23℃時之波長550 nm之光測得之厚度方向之相位差。Rth(λ)係將層(膜)之厚度設為d(nm)時，藉由式：Rth(λ)＝(nx－nz)×d而求出。 (4)Nz係數 Nz係數係藉由Nz＝Rth/Re而求出。 (5)角度 於本說明書中，提及角度時，該角度包含相對於基準方向為順時針方向及逆時針方向之兩者。因此，例如「45°」意指±45°。
圖1係表示本發明之一實施方式之附相位差層之偏光板之概略構成的模式性剖視圖。附相位差層之偏光板100具有包含偏光膜11及配置於偏光膜11之單側之保護層12之偏光板10、及相位差層20。具體而言，附相位差層之偏光板100依序具有保護層12、偏光膜11及相位差層20。相位差層20可作為偏光膜11之保護層發揮功能。根據此種構成，可良好地達成下述附相位差層之偏光板之厚度。附相位差層之偏光板100代表性地以如下方式配置：於圖像顯示裝置中，偏光板10相較於相位差層20更靠視認側。於一實施方式中，保護層12位於圖像顯示裝置之最表面。
於圖示例中，相位差層20具有包含第一相位差層21及第二相位差層22之積層構造，但與圖示例不同，相位差層20可具有三層以上之積層構造，亦可設為單層。
構成相位差層偏光板之各構件可經由任意適當之接著層(未圖示)進行積層。作為接著層之具體例，可例舉接著劑層、黏著劑層。例如，保護層12經由接著劑層(較佳為使用活性能量線硬化型接著劑)貼合於偏光膜11。例如，相位差層20經由接著劑層(較佳為使用活性能量線硬化型接著劑)貼合於偏光膜11。如圖所示，於相位差層20具有二層以上之積層構造之情形時，相位差層彼此例如經由接著劑層(較佳為使用活性能量線硬化型接著劑)貼合。接著劑層之厚度較佳為0.4 μm以上，更佳為0.4 μm～3.0 μm，進而較佳為0.6 μm～1.5 μm。
雖未圖示，但於相位差層20之未配置偏光膜11之一側可設置黏著劑層。藉由該黏著劑層，例如附相位差層之偏光板100能夠貼附於圖像顯示裝置中所包含之圖像顯示面板。並且，就實用性而言，於該黏著劑層之表面貼合有剝離膜(隔離膜)。剝離膜可在附相位差層之偏光板投入使用之前暫時黏著。藉由使用剝離膜，例如能夠保護黏著劑層，並且形成偏光板之卷。
附相位差層之偏光板可為長條狀，亦可為單片狀。此處，「長條狀」係指相對於寬度，長度足夠長之細長形狀，例如指相對於寬度，長度為10倍以上，較佳為20倍以上之細長形狀。長條狀之相位差層偏光板可捲繞為卷狀。
附相位差層之偏光板之保護層12(偏光板10)側之表面硬度以鉛筆硬度計為2B以上，較佳為B以上。另一方面，保護層12側之表面硬度以鉛筆硬度計例如為4H以下。
自保護層12至相位差層20為止之積層部分之厚度(有時簡稱為「附相位差層之偏光板之厚度」)為32 μm以下，較佳為31 μm以下。根據此種厚度，可滿足如上所述之表面硬度，且顯著地達成對於變形之耐久性(例如耐撓曲性)。具體而言，可減少因變形(例如彎曲)而產生之伸縮，而抑制破壞(例如界面破壞)之產生。又，亦有助於圖像顯示裝置之薄型化，例如亦能夠搭載用以應對畫面之大型化之構件(電池等)。另一方面，附相位差層之偏光板之厚度例如為25 μm以上。
上述附相位差層之偏光板之厚度亦包含上述接著層之厚度。具體而言，亦包含可配置於保護層與偏光膜之間之接著層、可配置於偏光膜與相位差層之間之接著層、及於相位差層具有積層構造之情形時可配置於相位差層間之接著層之厚度。再者，附相位差層之偏光板之厚度不包含用以使附相位差層之偏光板密接於面板或玻璃等外部被接著體之接著層。
A.偏光板 上述偏光板包含偏光膜及保護層。代表性地，偏光板可藉由將偏光膜及保護層經由接著層積層而獲得。
A-1.偏光膜 上述偏光膜代表性地為包含二色性物質(例如碘)之樹脂膜。作為樹脂膜，例如可例舉聚乙烯醇(PVA)系膜、部分縮甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜。
偏光膜之厚度較佳為12 μm以下，更佳為10 μm以下，進而較佳為8 μm以下。另一方面，偏光膜之厚度較佳為1 μm以上。
偏光膜較佳為於波長380 nm～780 nm中之任一波長下顯示吸收二色性。偏光膜之單體透過率例如為41.5%～48.0%，較佳為42.0%～46.0%。偏光膜之偏光度例如為90.0%以上，較佳為99.0%以上，進而較佳為99.9%以上。
偏光膜可利用任意適當之方法製作。具體而言，偏光膜可由單層之樹脂膜製作，亦可使用二層以上之積層體製作。
由上述單層之樹脂膜製作偏光膜之方法代表性地包含對樹脂膜實施利用碘或二色性染料等二色性物質之染色處理及延伸處理。作為樹脂膜，例如可使用聚乙烯醇(PVA)系膜、部分縮甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜。該方法可進而包含不溶化處理、膨潤處理、交聯處理等。由於此種製造方法在業界為周知且慣用，故而省略詳細說明。
使用上述積層體而得之偏光膜例如可使用樹脂基材與樹脂膜或樹脂層(代表性地為PVA系樹脂層)之積層體而製作。具體而言，可藉由以下方式製作：將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材，使其乾燥而於樹脂基材上形成PVA系樹脂層，獲得樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體；將該積層體進行延伸及染色，使PVA系樹脂層成為偏光膜。於本實施方式中，較佳為於樹脂基材之單側形成包含鹵化物及PVA系樹脂之PVA系樹脂層。延伸代表性地包含將積層體浸漬於硼酸水溶液中而延伸。進而，延伸視需要可進而包含於在硼酸水溶液中延伸前，將積層體於高溫(例如95℃以上)下進行空中延伸。此外，於本實施方式中，較佳為積層體被實施藉由一面沿長度方向搬送一面進行加熱而使其於寬度方向上收縮2%以上的乾燥收縮處理。代表性地，本實施方式之製造方法包含對積層體依序實施空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理及乾燥收縮處理。藉由導入輔助延伸，即便於將PVA塗佈於熱塑性樹脂上之情形時，亦能夠提高PVA之結晶性，並可達成較高之光學特性。又，藉由同時預先提高PVA之配向性，於後續之染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時，可防止PVA之配向性下降或溶解等問題，並可達成較高之光學特性。進而，於將PVA系樹脂層浸漬於液體中之情形時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物之情形，可抑制PVA分子之配向之混亂及配向性之下降，並可達成較高之光學特性。進而，藉由利用乾燥收縮處理使積層體於寬度方向上收縮，可達成較高之光學特性。於自所獲得之樹脂基材/偏光膜之積層體剝離了樹脂基材之剝離面或與剝離面為相反側之面積層保護層而可獲得偏光板。此種偏光膜之製造方法之詳細內容例如記載於日本專利特開2012-73580號公報、日本專利第6470455號中。該等公報之全部內容作為參考援引至本說明書中。
A-2.保護層 圖2係表示圖1所示之附相位差層之偏光板之保護層之構成之一例的剖視圖。保護層12具有基材(膜)12a及形成於基材12a上之硬塗(HC)層12b。藉由設置硬塗層12b，可良好地達成上述保護層側之表面硬度。上述附相位差層之偏光板代表性地配置於圖像顯示裝置之視認側，硬塗層12b配置於相較於基材12a更靠視認側。硬塗層12b例如可作為抗反射層、抗沾黏層、防眩層等其他功能層發揮功能。
保護層之厚度較佳為未達20 μm，更佳為18 μm以下。另一方面，保護層之厚度較佳為12 μm以上，更佳為14 μm以上。
保護層之40℃及92%RH下之透濕度較佳為未達200 g/m 2·24 h，可為150 g/m 2·24 h以下，可為100 g/m 2·24 h以下，亦可為50 g/m 2·24 h以下。藉由使用此種保護層，可抑制偏光膜產生脫色，具體而言，可抑制附相位差層之偏光板之端部處之偏光膜產生脫色。另一方面，保護層之40℃及92%RH下之透濕度例如為1 g/m 2·24 h以上。
基材之壓痕彈性回復率較佳為67%以下，更佳為65%以下，亦可為60%以下。藉由使用此種基材，可提昇對於變形之耐久性(例如耐撓曲性)。具體而言，可使因變形(例如彎曲)而產生之應力分散，從而抑制破壞(例如界面破壞)之產生。又，亦可使與硬塗層之密接性優異。另一方面，基材之壓痕彈性回復率例如為35%以上。
上述基材之厚度例如為10 μm～16 μm，較佳為11 μm～15 μm，更佳為12 μm～14 μm。
自上述保護層至相位差層為止之積層部分(附相位差層之偏光板)之中心至保護層表面為止之厚度中，基材所占之比率較佳為65%以上，更佳為75%以上。另一方面，自上述積層部分(附相位差層之偏光板)之中心至保護層表面為止之厚度中，基材所占之比率較佳為90%以下。
圖3係用以說明積層部分(附相位差層之偏光板)之中心及基材所占之比率之圖。再者，圖3中省略了陰影。積層部分(附相位差層之偏光板)102依序具有包含硬塗層12b及基材12a之保護層12、接著劑層52、偏光膜11、接著劑層54、第一相位差層21、接著劑層56、及第二相位差層22。如上所述，於厚度方向上，自積層部分102之中心103至保護層12之表面13為止之距離d中，基材12a之厚度t所占之比率較佳為65%以上，更佳為75%以上。於一實施方式中，上述比率之控制係藉由調整硬塗層之厚度而進行。
作為基材，可由能夠作為偏光膜之保護層使用之任意適當之膜構成。作為成為此種膜之主成分之材料之具體例，可例舉：三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂；或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降𦯉烯等環烯烴系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明樹脂。作為構成基材之材料，較佳為使用選自聚碳酸酯系樹脂及環烯烴系樹脂中之至少一種。
硬塗層之壓痕硬度較佳為0.35 GPa以上，更佳為0.4 GPa以上，進而較佳為0.45 GPa以上。另一方面，硬塗層之壓痕硬度例如為0.70 GPa以下。硬塗層之壓痕彈性回復率較佳為70%以上，更佳為75%以上。另一方面，硬塗層之壓痕彈性回復率例如為95%以下。
上述硬塗層之厚度較佳為5 μm以下，更佳為4 μm以下，進而較佳為3 μm以下。藉由設置此種硬塗層，可滿足如上所述之表面硬度，且達成對於變形之耐久性(例如耐撓曲性)。另一方面，硬塗層之厚度例如為1 μm以上。
代表性地，硬塗層係藉由將硬塗層形成材料塗佈於上述基材，並使塗佈層硬化而形成。硬塗層形成材料代表性地包含作為層形成成分之硬化性化合物。作為硬化性化合物之硬化機制，例如可例舉熱硬化型、光硬化型。作為硬化性化合物，例如可例舉單體、低聚物、預聚物。作為硬化性化合物，較佳為使用多官能單體或低聚物。作為多官能單體或低聚物，例如可例舉具有2個以上之(甲基)丙烯醯基之單體或低聚物、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯或胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之低聚物、環氧系單體或低聚物、矽酮系單體或低聚物。
上述硬塗層形成材料可包含任意適當之添加劑。作為添加劑，例如可例舉聚合起始劑、調平劑、抗黏連劑、分散穩定劑、觸變劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、消泡劑、增黏劑、分散劑、界面活性劑、觸媒、填料、潤滑劑、抗靜電劑等。添加劑之種類、組合、含量等可根據目的及所需之特性適當進行設定。
於硬化性化合物為熱硬化型之情形時，加熱溫度例如為60℃～140℃，較佳為60℃～100℃。於硬化性化合物為光硬化型之情形時，硬化處理代表性地藉由紫外線照射而進行。紫外線照射之累計光量例如為100 mJ/cm 2～300 mJ/cm 2。亦可組合紫外線照射與加熱。於該情形時，代表性地，將塗佈膜加熱後進行紫外線照射。加熱溫度如上述就熱硬化型硬化性化合物所說明。
B.相位差層 上述相位差層之厚度亦取決於其構成(為單層，或具有積層構造)，但較佳為10 μm以下，更佳為8 μm以下，進而較佳為7 μm以下。另一方面，相位差層之厚度例如為0.5 μm以上。再者，於相位差層為積層構造之情形時，「相位差層之厚度」意味著各相位差層之總厚度。具體而言，「相位差層之厚度」不包含接著層之厚度。
作為相位差層，較佳為使用液晶化合物之配向固化層(液晶配向固化層)。藉由使用液晶化合物，例如相較於非液晶材料可明顯增大所獲得之相位差層之nx與ny之差，故而可明顯減小用以獲得所需之面內相位差之相位差層之厚度。因此，可實現附相位差層之偏光板之顯著薄型化。於本說明書中，「配向固化層」係指液晶化合物於層內沿特定之方向配向，且其配向狀態固定之層。再者，「配向固化層」係包含如下所述使液晶單體硬化而得之配向硬化層之概念。於相位差層中，代表性地，於棒狀液晶化合物沿相位差層之遲相軸方向排列之狀態下配向(水平配向)。
上述液晶配向固化層可藉由以下方式形成：對特定之基材之表面實施配向處理，於該表面塗佈包含液晶化合物之塗佈液，使該液晶化合物沿與上述配向處理對應之方向配向，並將該配向狀態固定。作為配向處理，可採用任意適當之配向處理。具體而言，可例舉機械配向處理、物理配向處理、化學配向處理。作為機械配向處理之具體例，可例舉摩擦處理、延伸處理。作為物理配向處理之具體例，可例舉磁場配向處理、電場配向處理。作為化學配向處理之具體例，可例舉斜向蒸鍍法、光配向處理。各種配向處理之處理條件可視目的採用任意適當之條件。
液晶化合物之配向藉由根據液晶化合物之種類於顯示液晶相之溫度下實施處理而進行。藉由進行此種溫度處理，液晶化合物呈液晶狀態，該液晶化合物根據基材表面之配向處理方向進行配向。
於一實施方式中，配向狀態之固定藉由將以上述方式配向後之液晶化合物冷卻而進行。於液晶化合物為聚合性單體或交聯性單體之情形時，配向狀態之固定藉由對以上述方式配向後之液晶化合物實施聚合處理或交聯處理而進行。
液晶化合物之具體例及配向固化層之形成方法之詳細內容記載於日本專利特開2006-163343號公報中。該公報之記載作為參考援引至本說明書中。
如上所述，相位差層可為單層，亦可具有二層以上之積層構造。
於與圖示例不同，相位差層為單層之情形時，相位差層可作為λ/4板發揮功能。具體而言，相位差層之Re(550)較佳為100 nm～180 nm，更佳為110 nm～170 nm，進而較佳為110 nm～160 nm。可調整相位差層之厚度以獲得λ/4板之所需之面內相位差。於相位差層為上述之液晶配向固化層之情形時，其厚度例如為1.0 μm～2.5 μm。於本實施方式中，相位差層之遲相軸與偏光膜之吸收軸所成之角度較佳為40°～50°，更佳為42°～48°，進而較佳為44°～46°。又，相位差層較佳為顯示相位差值根據測定光之波長而增大之逆波長色散特性。
如圖所示，於相位差層20具有積層構造之情形時，相位差層20例如具有自偏光板10側依序配置有第一相位差層(H層)21及第二相位差層(Q層)22之二層之積層構造。H層代表性地可作為λ/2板發揮功能，Q層代表性地可作為λ/4板發揮功能。具體而言，H層之Re(550)較佳為200 nm～300 nm，更佳為220 nm～290 nm，進而較佳為230 nm～280 nm；Q層之Re(550)較佳為100 nm～180 nm，更佳為110 nm～170 nm，進而較佳為110 nm～150 nm。可調整H層之厚度以獲得λ/2板之所需之面內相位差。於H層為上述之液晶配向固化層之情形時，其厚度例如為2.0 μm～4.0 μm。可調整Q層之厚度以獲得λ/4板之所需之面內相位差。於Q層為上述之液晶配向固化層之情形時，其厚度例如為0.5 μm～2.5 μm。於本實施方式中，H層之遲相軸與偏光膜之吸收軸所成之角度較佳為10°～20°，更佳為12°～18°，進而較佳為12°～16°；Q層之遲相軸與偏光膜之吸收軸所成之角度較佳為70°～80°，更佳為72°～78°，進而較佳為72°～76°。於相位差層20具有積層構造之情形時，各層(例如，H層及Q層)可顯示相位差值根據測定光之波長而增大之逆波長色散特性，可顯示相位差值根據測定光之波長而減小之正波長色散特性，亦可顯示相位差值幾乎不因測定光之波長而變化之平穩波長色散特性。
相位差層(於具有積層構造之情形時為至少一層)代表性地顯示折射率特性為nx＞ny＝nz之關係。再者，「ny＝nz」不僅包含ny與nz完全相等之情形，亦包含實質上相等之情形。因此，於不損害本發明之效果之範圍內，可存在ny＞nz或ny＜nz成立之情形。相位差層之Nz係數較佳為0.9～1.5，更佳為0.9～1.3。
如上所述，相位差層較佳為液晶配向固化層。作為上述液晶化合物，例如可例舉液晶相為向列相之液晶化合物(向列型液晶)。作為此種液晶化合物，例如可使用液晶聚合物或液晶單體。液晶化合物之液晶性之表現機構可為溶致型，亦可為熱致型。液晶聚合物及液晶單體可分別單獨使用，亦可進行組合。
於液晶化合物為液晶單體之情形時，該液晶單體較佳為聚合性單體及交聯性單體。其原因在於，藉由使液晶單體聚合或交聯(即硬化)，可將液晶單體之配向狀態固定。使液晶單體配向後，例如若使液晶單體彼此聚合或交聯，則可藉此將上述配向狀態固定。此處，藉由聚合而形成聚合物，藉由交聯而形成立體網狀結構，但其等為非液晶性。因此，所形成之相位差層例如不會因液晶性化合物所特有之溫度變化而轉變為液晶相、玻璃相、晶相。其結果，相位差層成為不受溫度變化影響之穩定性極優異之相位差層。
液晶單體顯示液晶性之溫度範圍根據其種類而不同。具體而言，該溫度範圍較佳為40℃～120℃，進而較佳為50℃～100℃，最佳為60℃～90℃。
作為上述液晶單體，可採用任意適當之液晶單體。例如可使用日本專利特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171、及GB2280445等中記載之聚合性液晶原基化合物等。作為此種聚合性液晶原基化合物之具體例，例如可例舉BASF公司之LC242(商品名稱)、Merck公司之E7(商品名稱)、Wacker-Chem公司之LC-Sillicon-CC3767(商品名稱)。作為液晶單體，較佳為向列性液晶單體。
C.附相位差層之偏光板之製作 本發明之實施方式之附相位差層之偏光板可藉由將上述偏光板與上述相位差層積層而獲得。偏光板與相位差層之積層例如一面將其等進行捲搬送(藉由所謂之卷對卷式)一面進行。積層代表性地藉由將形成於基材之液晶配向固化層轉印而進行。如圖所示，於相位差層具有積層構造之情形時，可將各相位差層依序積層(轉印)至偏光板，亦可將相位差層彼此預先積層而成之積層體積層(轉印)至偏光板。
D.圖像顯示裝置 上述附相位差層之偏光板可應用於圖像顯示裝置中。因此，本發明之實施方式之圖像顯示裝置具有上述附相位差層之偏光板。 [實施例]
以下，藉由實施例對本發明進行具體說明，但本發明並不限於該等實施例。再者，厚度及透濕度係藉由下述測定方法測得之值。又，只要無特別說明，則實施例及比較例中之「份」及「%」均為重量基準。 1.厚度 10 μm以下之厚度使用掃描式電子顯微鏡(日本電子公司製造，製品名稱「JSM-7100F」)測定。超過10 μm之厚度使用數位式測微計(日本安立股份有限公司製造，製品名稱「KC-351C」)測定。 2.透濕度 透濕度藉由杯式法(JIS Z 0208)而求出。
[實施例1] (偏光板之製作) 作為熱塑性樹脂基材，使用長條狀且Tg為約75℃之非晶質之間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯膜(厚度：100 μm)，對該樹脂基材之單面實施電暈處理。 向將聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改性PVA(日本合成化學工業公司製造，商品名稱「GOHSEFIMER」)以9：1之重量比混合而得之PVA系樹脂100重量份中添加碘化鉀13重量份，將所得者溶解於水中，製備PVA水溶液(塗佈液)。 將上述PVA水溶液塗佈於樹脂基材之電暈處理面並於60℃下乾燥，藉此形成厚度為13 μm之PVA系樹脂層，製作積層體。 將所得之積層體於130℃之烘箱內沿縱向(長度方向)單軸延伸至2.4倍(空中輔助延伸處理)。 繼而，將積層體於液溫40℃之不溶化浴(相對於水100重量份，調配4重量份之硼酸而得之硼酸水溶液)中浸漬30秒(不溶化處理)。 繼而，於液溫30℃之染色浴(相對於水100重量份，將碘與碘化鉀以1：7之重量比調配而得之碘水溶液)中，調整濃度並浸漬60秒，以使最終獲得之偏光膜之單體透過率(Ts)達到所需值(染色處理)。 繼而，於液溫40℃之交聯浴(相對於水100重量份，調配3重量份之碘化鉀並調配5重量份之硼酸而得之硼酸水溶液)中浸漬30秒(交聯處理)。 其後，將積層體一面浸漬於液溫為70℃之硼酸水溶液(硼酸濃度4重量%、碘化鉀濃度5重量%)中，一面於周速不同之卷間沿縱向(長度方向)以總延伸倍率達到5.5倍之方式進行單軸延伸(水中延伸處理)。 其後，將積層體浸漬於液溫為20℃之洗淨浴(相對於水100重量份，調配4重量份之碘化鉀而得之水溶液)中(洗淨處理)。 其後，一面於保持為約90℃之烘箱中進行乾燥，一面使其與表面溫度保持為約75℃之SUS(Steel Use Stainless，不鏽鋼)製加熱輥接觸(乾燥收縮處理)。 如此，於樹脂基材上形成厚度為5.4 μm之偏光膜，獲得具有樹脂基材/偏光膜之構成之積層體。
將形成有硬塗(HC)層之聚碳酸酯系膜作為保護層經由紫外線硬化型接著劑(硬化後之厚度1.5 μm)貼合於所獲得之積層體之偏光膜側。其後，將樹脂基材自偏光膜剝離，獲得具有HC層/聚碳酸酯系膜/接著劑層/偏光膜之構成之偏光板。 再者，形成有HC層之聚碳酸酯系膜(40℃及92%RH下之透濕度170 g/m 2·24 h)係藉由如下方式獲得：將以下所示之硬塗層形成材料A塗佈於以下所示之聚碳酸酯系膜(厚度13 μm)並於60℃下加熱1分鐘，利用高壓水銀燈向加熱後之塗佈層照射累計光量為250 mJ/cm 2之紫外線而使塗佈層硬化，形成厚度為2 μm之HC層。
(聚碳酸酯系膜之製作) 相對於異山梨糖醇81.98質量份，將三環癸烷二甲醇47.19質量份、碳酸二苯酯175.1質量份、及作為觸媒之碳酸銫0.2質量%之水溶液0.979質量份投入至反應容器中，於氮氣氛圍下，作為反應之第1階段之步驟，將加熱槽溫度加熱至150℃，視需要一面攪拌一面使原料溶解(約15分鐘)。 繼而，一面使壓力自常壓變為13.3 kPa，並使加熱槽溫度於1小時內上升至190℃，一面將所產生之苯酚抽出至反應容器外。 將反應容器整體於190℃下保持15分鐘後，作為第2階段之步驟，使反應容器內之壓力變為6.67 kPa，使加熱槽溫度於15分鐘內上升至230℃，並將所產生之苯酚抽出至反應容器外。由於攪拌機之攪拌轉矩增大，故而於8分鐘內升溫至250℃，為了進而去除所產生之苯酚，使反應容器內之壓力達到0.200 kPa以下。達到特定之攪拌轉矩後，結束反應，將所生成之反應物擠出至水中，獲得聚碳酸酯共聚物之顆粒。 針對所得之顆粒，使用具備單軸擠出機(Isuzu Kakoki股份有限公司製造，螺旋直徑25 mm，料缸設定溫度：220℃)、T型模頭(寬度200 mm，設定溫度：220℃)、冷卻輥(設定溫度：120～130℃)及捲取機之膜製膜裝置，獲得聚碳酸酯系膜。
(硬塗層形成材料A之製備) 將胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(Mitsubishi Chemical公司製造，「UT-7314」)80份、胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(DIC公司製造，「ELS888」)20份、調平劑(共榮社化學公司製造，「LE-303」)0.1份、及光聚合起始劑(IGM Resins Italia S.r.l.公司製造，「OMNIRAD907」)3份混合，以固形物成分濃度為30%之方式利用環戊酮及甲基異丁基酮進行稀釋，製備硬塗層形成材料A。
(相位差層之製作) 將顯示向列液晶相之聚合性液晶(BASF公司製造：商品名稱「Paliocolor LC242」，以下式表示)10 g及針對該聚合性液晶化合物之光聚合起始劑(BASF公司製造：商品名稱「Irgacure 907」)3 g溶解於甲苯40 g中，製備液晶組合物(塗佈液)。 [化1]
Figure 02_image001
使用摩擦布對聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度38 μm)表面進行摩擦而實施配向處理。配向處理之方向設定為於貼合於偏光板時自視認側觀察相對於偏光膜之吸收軸之方向呈15°之方向。藉由棒式塗佈機將上述液晶塗佈液塗佈於該配向處理表面，並於90℃下加熱乾燥2分鐘，藉此使液晶化合物配向。使用金屬鹵化物燈向以上述方式所形成之液晶層照射1 mJ/cm 2之光，使該液晶層硬化，藉此於PET膜上形成液晶配向固化層A(H層)。液晶配向固化層A之厚度為2.5 μm，面內相位差Re(550)為270 nm。進而，液晶配向固化層A顯示nx＞ny＝nz之折射率特性。
除變更塗佈厚度以及將配向處理方向設定為自視認側觀察相對於偏光膜之吸收軸之方向呈75°之方向之外，以與上述相同之方式於PET膜上形成液晶配向固化層B(Q層)。液晶配向固化層B之厚度為1.5 μm，面內相位差Re(550)為140 nm。進而，液晶配向固化層B顯示nx＞ny＝nz之折射率特性。
(附相位差層之偏光板之製作) 將所獲得之液晶配向固化層A(H層)及液晶配向固化層B(Q層)依序轉印至所獲得之偏光板之偏光膜側。此時，以偏光膜之吸收軸與配向固化層A之遲相軸所成之角度為15°，且偏光膜之吸收軸與配向固化層B之遲相軸所成之角度為75°之方式進行轉印(貼合)。各轉印於捲搬送之狀態下經由紫外線硬化型接著劑(硬化後之厚度1 μm)進行。如此，獲得附相位差層之偏光板。
[實施例2] 除將HC層之厚度設為5 μm以外，以與實施例1相同之方式獲得附相位差層之偏光板。
[實施例3] 除使用形成有HC層之COP膜作為保護層以外，以與實施例1相同之方式獲得附相位差層之偏光板。 再者，形成有HC層之COP膜係藉由如下方式獲得：將以下所示之硬塗層形成材料B塗佈於環烯烴系未延伸膜(日本瑞翁公司製造，厚度13 μm，40℃及92%RH下之透濕度35 g/m 2·24 h)並於60℃下加熱1分鐘，利用高壓水銀燈向加熱後之塗佈層照射累計光量為250 mJ/cm 2之紫外線而使塗佈層硬化，形成厚度為2 μm之HC層。
(硬塗層形成材料B之製備) 將胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(DIC公司製造，「ELS888」)60份、胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(DIC公司製造，「RS28-605」)40份、調平劑(DIC公司製造，「GRANDIC PC4100」)0.03份、及光聚合起始劑(IGM Resins Italia S.r.l.公司製造，「OMNIRAD184」)3.9份混合，以固形物成分濃度為25%之方式利用乙酸乙酯進行稀釋，製備硬塗層形成材料B。
[比較例1] 除使用具有內酯環結構之丙烯酸膜(厚度20 μm，40℃及92%RH下之透濕度150 g/m 2·24 h)作為保護層以外，以與實施例1相同之方式獲得附相位差層之偏光板。
[比較例2] 除將HC層之厚度設為7 μm以外，以與實施例1相同之方式獲得附相位差層之偏光板。
[比較例3] 除使用形成有HC層之丙烯酸膜作為保護層以外，以與實施例1相同之方式獲得附相位差層之偏光板。 再者，形成有HC層之丙烯酸膜係藉由如下方式獲得：將以下所示之硬塗層形成材料C塗佈於上述具有內酯環結構之丙烯酸膜並於60℃下加熱1分鐘，利用高壓水銀燈向加熱後之塗佈層照射累計光量為250 mJ/cm 2之紫外線而使塗佈層硬化，形成厚度為5 μm之HC層。
(硬塗層形成材料C之製備) 將胺基甲酸酯丙烯酸酯樹脂(DIC公司製造，「UNIDIC 17-806」)100份、調平劑(DIC公司製造，製品名稱「GRANDIC PC4100」)0.01份、及光聚合起始劑(IGM Resin Italia S.r.l.公司製造，「OMNIRAD907」)3份混合，以固形物成分濃度為36%之方式利用乙酸乙酯及丙二醇單甲醚進行稀釋，製備硬塗層形成材料C。
[比較例4] 除將COP膜變更為環烯烴系未延伸膜(日本瑞翁公司製造，厚度25 μm，40℃及92%RH下之透濕度20 g/m 2·24 h)以外，以與實施例3相同之方式獲得附相位差層之偏光板。
[參考例1] 除使用以下所示之偏光板作為偏光板以外，以與實施例1相同之方式獲得附相位差層之偏光板。
(偏光板之製作) 針對厚度30 μm之聚乙烯醇(PVA)系樹脂膜(可樂麗公司製造，製品名稱「PE3000」)之長條卷，一面藉由輥延伸機以於長度方向上成為5.9倍之方式沿長度方向單軸延伸，一面同時依序實施膨潤、染色、交聯、洗淨處理後，最後實施乾燥處理，藉此製作厚度為12 μm之偏光膜。 上述膨潤處理係一面以20℃之純水進行處理，一面延伸至2.2倍。繼而，染色處理係一面於以所獲得之偏光膜之單體透過率為45.0%之方式調整了碘濃度且碘與碘化鉀之重量比為1：7之30℃之水溶液中進行處理，一面延伸至1.4倍。繼而，交聯處理採用2階段之交聯處理，第1階段之交聯處理係一面於40℃之溶解有硼酸及碘化鉀之水溶液中進行處理，一面延伸至1.2倍。第1階段之交聯處理之水溶液中，硼酸含量設定為5.0重量%，碘化鉀含量設定為3.0重量%。第2階段之交聯處理係一面於65℃之溶解有硼酸及碘化鉀之水溶液中進行處理，一面延伸至1.6倍。第2階段之交聯處理之水溶液中，硼酸含量設定為4.3重量%，碘化鉀含量設定為5.0重量%。繼而，洗淨處理係於20℃之碘化鉀水溶液中進行處理。洗淨處理之水溶液中之碘化鉀含量設定為2.6重量%。最後，於70℃下乾燥處理5分鐘而獲得偏光膜。
將形成有硬塗(HC)層之TAC膜及厚度為20 μm之TAC膜經由聚乙烯醇系接著劑分別貼合於所獲得之偏光膜之兩側，獲得具有HC層/TAC膜/接著劑層/偏光膜/接著劑層/TAC膜之構成之偏光板。 再者，形成有HC層之TAC膜(40℃及92%RH下之透濕度800 g/m 2·24 h)係藉由如下方式獲得：將上述硬塗層形成材料C塗佈於TAC膜(厚度25 μm)並於60℃下加熱1分鐘，利用高壓水銀燈向加熱後之塗佈層照射累計光量為250 mJ/cm 2之紫外線而使塗佈層硬化，形成厚度為7 μm之HC層。
對實施例及比較例進行下述評估。評估結果彙總於表1中。 ＜評估＞ 1.壓痕硬度、壓痕彈性回復率 藉由奈米壓痕試驗測定保護層(最表層)之硬度及保護層(HC層及膜)之彈性回復率。具體而言，利用裁斷機將所獲得之附相位差層之偏光板切割為縱(偏光膜之吸收軸方向，MD方向)20 mm、橫(TD方向)20 mm之尺寸，獲得試驗片。使用切片機對所獲得之試驗片之切割面進行切削，於23℃、55%RH之環境中放置3小時(進行濕度控制)後，藉由奈米壓痕儀進行測定。於利用奈米壓痕儀之測定中使用Hysitron Inc製造之「Triboindenter」，壓入時使用Berkovich(三角錐)，於壓入速度為20 nm/秒、壓痕深度為100 nm之條件下，如圖4所示自切割面壓入並測定荷重-位移曲線，計算壓痕硬度及壓痕彈性回復率。 2.表面硬度 依據JIS K5600-5-4之鉛筆硬度試驗，於荷重為500 g之條件下測定所獲得之附相位差層之偏光板之保護層側之鉛筆硬度。 3.耐撓曲性 藉由MIT試驗進行評估。MIT試驗依據JIS P 8115進行。具體而言，利用裁斷機將所獲得之附相位差層之偏光板以偏光膜之吸收軸方向成為長度方向之方式切割為長度15cm、寬度15 mm之尺寸，獲得試驗片。將試驗片安裝(荷重：200 gf，夾具R：0.38 mm)於MIT耐折疲勞試驗機(TESTER SANGYO股份有限公司製造，BE-202型)上，於彎折速度為175次/分鐘、彎折角度為135°之條件下反覆彎折，求出被測試樣斷裂時之彎折次數，藉此評估耐撓曲性。 4.密接性 藉由棋盤格剝離試驗進行評估。棋盤格剝離試驗依據JIS K-5400進行。具體而言，於所獲得之附相位差層之偏光板之保護層側之表面，使用切割導件及切割刀以1 mm之間隔切出達到11條×11條之基材(膜)之切割線，形成100個棋盤格後，將黏著帶(米其邦股份有限公司製造)壓接於其上，以90°之角度瞬間剝離，求出HC層剝離後之棋盤格之數量(個/100個)，藉此評估密接性。
[表1]
   實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 參考例1
附相位差層之偏光板之厚度/μm 28 31 28 32 33 37 39 71
HC層之厚度/μm 2 5 2 - 7 5 2 7
膜之厚度/μm 13 13 13 20 13 20 25 25(20)
自中心至保護層表面中膜所占之比率/% 86 68 86 100 58 74 90 80
壓痕彈性回復率/% HC層 90 90 77 - 90 80 77 80
膜 56 56 65 72 56 72 65 58
最表層之壓痕硬度/GPa 0.46 0.46 0.50 0.11 0.46 0.36 0.50 0.36
表面硬度 2B HB HB 6B HB H 2B 2H
耐撓曲性/次 ＞8000 ＞6000 ＞6000 ＞6000 ＜1000 ＜1000 ＜300 ＜100
密接性/個 0 0 0 - 0 100 0 100
實施例之附相位差層之偏光板兼具硬度及耐久性。比較例2-4中，於MIT試驗中，彎折次數未達到1000次期間HC層與膜之界面處產生破壞。比較例3中，於棋盤格剝離試驗中，HC層與膜之界面處產生剝落。 [產業上之可利用性]
本發明之實施方式之附相位差層之偏光板用於圖像顯示裝置中，尤其可適宜地用於彎曲、或者可撓曲、可摺疊或可捲取之圖像顯示裝置中。作為圖像顯示裝置，代表性地，可例舉：液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置。
10:偏光板 11:偏光膜 12:保護層 12a:基材(膜) 12b:硬塗層 13:表面 20:相位差層 21:第一相位差層 22:第二相位差層 52:接著劑層 54:接著劑層 56:接著劑層 100:附相位差層之偏光板 102:積層部分 103:中心 d:距離 MD:縱向(偏光膜之吸收軸方向) t:厚度 TD:橫向
圖1係表示本發明之一實施方式之附相位差層之偏光板之概略構成的模式性剖視圖。 圖2係表示圖1所示之附相位差層之偏光板之保護層之構成之一例的剖視圖。 圖3係用以說明積層部分之中心及基材所占之比率之圖。 圖4係用以說明奈米壓痕試驗中之壓痕方向之圖。
10:偏光板
11:偏光膜
12:保護層
20:相位差層
21:第一相位差層
22:第二相位差層
100:附相位差層之偏光板

Claims (9)

  1. 一種附相位差層之偏光板，其依序具有保護層、偏光膜、及相位差層， 上述保護層側之表面硬度以鉛筆硬度計為2B以上， 自上述保護層至上述相位差層為止之積層部分之厚度為32 μm以下。
  2. 如請求項1之附相位差層之偏光板，其中上述保護層包含壓痕彈性回復率為67%以下之基材。
  3. 如請求項2之附相位差層之偏光板，其中自上述積層部分之中心至上述保護層表面為止之厚度中，上述基材所占之比率為65%以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之附相位差層之偏光板，其中上述保護層包含壓痕硬度為0.35 GPa以上之部分。
  5. 如請求項1至4中任一項之附相位差層之偏光板，其中上述保護層之厚度為12 μm以上且未達20 μm。
  6. 如請求項1至5中任一項之附相位差層之偏光板，其中上述保護層包含厚度為5 μm以下之硬塗層。
  7. 如請求項1至6中任一項之附相位差層之偏光板，其中上述相位差層為液晶化合物之配向固化層。
  8. 如請求項1至7中任一項之附相位差層之偏光板，其中上述保護層包含40℃及92%RH下之透濕度未達200 g/m 2·24 h之基材。
  9. 一種圖像顯示裝置，其具有如請求項1至8中任一項之附相位差層之偏光板。
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