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WO2024116890A1 - 偏光板及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

偏光板及びこれを用いた表示装置 Download PDF

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WO2024116890A1
WO2024116890A1 PCT/JP2023/041394 JP2023041394W WO2024116890A1 WO 2024116890 A1 WO2024116890 A1 WO 2024116890A1 JP 2023041394 W JP2023041394 W JP 2023041394W WO 2024116890 A1 WO2024116890 A1 WO 2024116890A1
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WO
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meth
acrylate
protective film
polarizing plate
film
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French (fr)
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亜也加 ▲高▼野
伸 川田
和真 荒堀
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Toppan Tomoegawa Optical Films Co Ltd
Original Assignee
Toppan Tomoegawa Optical Films Co Ltd
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Definitions

  • Polyvinyl alcohol (PVA) is mainly used for polarizing plates used in display devices. Since PVA has extremely poor water resistance, protective films are attached to both sides of the film. Conventionally, hard coat films with moisture permeability of about 300 to 1000 g/m 2 /day, which are made by laminating a hard coat layer on a triacetyl cellulose (TAC) film, have been used as protective films for polarizing plates. However, under harsh conditions of high temperature and humidity, the PVA cannot completely prevent water absorption, which causes degradation.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the present invention therefore aims to provide a polarizing plate that is durable in high-temperature, high-humidity environments and a display device that uses the same.
  • the polarizing plate according to the present invention is a polarizing plate having a protective film A bonded to one surface of a polarizer and a protective film B bonded to the other surface thereof, wherein the protective film A is a hard coat film having a hard coat layer formed on one surface of a transparent substrate, and the moisture permeability TA of the protective film A and the moisture permeability TB of the protective film B at 40°C and 90% RH simultaneously satisfy the following conditions (1) and (2), and when the peak intensity at 1782 to 1683 cm -1 measured by the ATR method using a germanium prism is P1 and the peak intensity at 1427 to 1374 cm -1 is P2, the polarizing plate satisfies the following condition (3): 240 g/m 2 /day>TA>70 g/m 2 /day ... (1) 70 g/m 2 /day ⁇ TB (2) 0.060 ⁇ P2/P1 ⁇ 0.150 (3)
  • the display device according to the present invention is equipped with the above polarizing plate.
  • the present invention provides a polarizing plate that is durable in high-temperature, high-humidity environments, and a display device using the same.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a polarizing plate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a polarizing plate according to an embodiment.
  • the protective film A can be formed by applying a composition for forming a hard coat layer, which contains an active energy ray-curable compound, a hydrophobic material, a photopolymerization initiator, and a solvent, to one side of the transparent substrate 2, drying the composition, and curing the coating by irradiating it with ultraviolet light.
  • a composition for forming a hard coat layer which contains an active energy ray-curable compound, a hydrophobic material, a photopolymerization initiator, and a solvent
  • trifunctional or higher (meth)acrylates examples include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, tris-2-hydroxyethyl isocyanurate tri(meth)acrylate, glycerin tri(meth)acrylate, and other trifunctional (meth)acrylate compounds such as pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, and ditrimethylolpropane tri(meth)acrylate.
  • urethane (meth)acrylate can be used as a polyfunctional monomer.
  • urethane (meth)acrylate include those obtained by reacting a polyester polyol with an isocyanate monomer or a prepolymer, and then reacting the resulting product with a (meth)acrylate monomer having a hydroxyl group.
  • urethane (meth)acrylates examples include pentaerythritol triacrylate hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer, dipentaerythritol pentaacrylate hexamethylene diisocyanate urethane prepolymer, pentaerythritol triacrylate toluene diisocyanate urethane prepolymer, dipentaerythritol pentaacrylate toluene diisocyanate urethane prepolymer, pentaerythritol triacrylate isophorone diisocyanate urethane prepolymer, dipentaerythritol pentaacrylate isophorone diisocyanate urethane prepolymer, etc.
  • the above-mentioned polyfunctional monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the above-mentioned polyfunctional monomers may be monomers in the composition, or may be partially polymerized oligomers.
  • the hydrophobic material is a component that imparts hydrophobicity to the hard coat layer 3 and adjusts the moisture permeability of the protective film A.
  • a cycloolefin polymer or a (meth)acrylate containing an alicyclic structure can be used as the hydrophobic material contained in the hard coat layer 3.
  • the (meth)acrylate containing an alicyclic structure for example, a (meth)acrylate having one or more of a cyclopentane structure, a dicyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cyclodecane structure, a tricyclodecane structure, an isobornyl structure, and an adamantane structure can be used.
  • (meth)acrylates containing an alicyclic structure include cyclohexyl (meth)acrylate, cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl (meth)acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl (meth)acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexanol (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, and dicyclopentadienyl (meth)acrylate.
  • monofunctional (meth)acrylates such as 2-dicyclopentenoxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl methacrylate, bornyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol mono(meth)acrylate, and adamantyl (meth)acrylate; cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate, dicyclopentanyl di(meth)acrylate, dicyclopentanyl methacrylate, and the like; dicyclopentadienyl di(meth)acrylate, bornyl di(meth)acrylate, isobornyl di(meth)acrylate, tricyclodecanyl di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, adamantyl di(meth)acrylate, adamantane dimethanol di(meth
  • radical polymerization initiators such as acetophenone, benzophenone, thioxanthone, benzoin, benzoin methyl ether, and acylphosphine oxide can be used.
  • a polymerization initiator for example, diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, 2,2-diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-phenylacetophenone, dibenzoyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, p-chlorobenzophenone, p-methoxybenzophenone, Michler's ketone, acetophenone, and 2-chlorothioxanthone can be used.
  • One of these may be used alone, or two or more may be
  • additives such as antistatic agents, defoamers, antioxidants, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, colorants, light stabilizers, polymerization inhibitors, photosensitizers, antifouling agents, leveling agents, oil repellents, water repellents, and fingerprint prevention agents may be added to the composition for forming the hard coat layer as necessary.
  • the method for applying the composition for forming the hard coat layer is not particularly limited, and for example, it can be applied using a spin coater, roll coater, reverse roll coater, gravure coater, microgravure coater, knife coater, bar coater, wire bar coater, die coater, dip coater, spray coater, applicator, etc.
  • the coating thickness of the composition for forming a hard coat layer is preferably 10 ⁇ m or less, and more preferably 8 ⁇ m or less. If the coating thickness of the composition for forming a hard coat layer exceeds 10 ⁇ m, curling is likely to occur due to shrinkage during curing, which is not preferred.
  • the pencil hardness of protective film A is 3H or more.
  • the polarizing plate has excellent surface hardness and improved durability.
  • Protective film B is a low moisture permeable film made of any one of cycloolefin polymer (COP), polyethylene terephthalate (PET), and polymethyl methacrylate (PMMA).
  • COP cycloolefin polymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Protective film B is attached to polarizer 1 via, for example, an ultraviolet-curable adhesive.
  • the thickness of protective film B is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • protective film B is disposed on the display panel side, and hard coat layer 3 of protective film A is disposed on the viewing side (the side opposite the display panel).
  • the transparent substrate 2 of the protective film A is bonded to the PVA film of the polarizer 1 using a water-based adhesive (aqueous PVA solution).
  • a water-based adhesive aqueous PVA solution
  • the protective film A is subjected to a saponification treatment before bonding. Because water-based adhesive is used to bond the protective film A to the polarizer 1, moisture may be present in the adhesive layer and the TAC film even after a drying process.
  • both protective films A and B are made of films with low moisture permeability, the intrusion of moisture from the outside is suppressed, but in extremely high-temperature environments such as the inside of a car in summer, moisture contained in the adhesive and/or transparent substrate 2 will remain in the polarizer 10, causing deterioration of the polarizer 1.
  • a difference is provided between the moisture permeability of protective film A and that of protective film B, and the moisture permeability of protective film A and protective film B are each set to a specific range, thereby suppressing deterioration of the polarizer 1 due to moisture from the adhesive and/or TAC film.
  • both of the moisture permeabilities TA and TB are values measured in accordance with the moisture permeability test method (cup method) for moisture-proof packaging materials specified in JIS Z 0208:1976. 240 g/m 2 /day>TA>70 g/m 2 /day ... (1) 70 g/m 2 /day ⁇ TB (2)
  • the polarizing plate 10 simultaneously satisfies the above conditions (1) and (2), and thus is able to suppress the intrusion of moisture from the outside into the polarizing plate, while at the same time allowing moisture generated from the adhesive used to bond the protective film A and the polarizer 1 and/or the transparent substrate 2 of the protective film A to be discharged to the outside when exposed to a high-temperature environment, for example, at 85°C.
  • the peak intensity (peak height) at 1782 to 1683 cm ⁇ 1 measured by the ATR method using a germanium prism is defined as P1
  • the peak intensity at 1427 to 1374 cm ⁇ 1 is defined as P2
  • P2/P1 is defined as the degree of cure.
  • the degree of cure P2/P1 of the hard coat layer 3 becomes small, the pencil hardness increases, and when the degree of cure P2/P1 becomes large, the pencil hardness decreases. Also, when the value of the degree of cure P2/P1 becomes small, the moisture permeability decreases, and when the value of the degree of cure P2/P1 becomes large, the moisture permeability tends to increase. Therefore, there exists a range of the degree of curing P2/P1 that can achieve both pencil hardness and moisture permeability, and specifically, it is preferable that the degree of curing P2/P1 satisfies the following condition (3). 0.060 ⁇ P2/P1 ⁇ 0.150 (3)
  • the degree of curing P2/P1 When the degree of curing P2/P1 is less than 0.060, the moisture permeability of the protective film A becomes too low, and the above condition (1) may not be satisfied. In this case, the moisture generated from the transparent substrate 2 of the protective film A cannot be discharged to the outside.
  • the degree of curing P2/P1 exceeds 0.150, the pencil hardness of the protective film A deteriorates. In addition, the moisture permeability becomes too high, and the above condition (1) may not be satisfied. In this case, it is difficult to suppress the intrusion of moisture from the outside into the polarizing plate.
  • condition (1) is more preferably 239.7 g/m 2 / day ⁇ TA ⁇ 93.5 g/m 2 /day, more preferably 212 g/m 2 /day ⁇ TA ⁇ 152.9 g/ m 2 /day, and more preferably 191.7 g/m 2 /day ⁇ TA ⁇ 152.9 g/ m 2 /day.
  • condition (3) is more preferably 0.067 ⁇ P2/P1 ⁇ 0.149, more preferably 0.101 ⁇ P2/P1 ⁇ 0.137, and even more preferably 0.101 ⁇ P2/P1 ⁇ 0.126.
  • the polarizing plate 10 includes protective film A and protective film B that satisfy the above conditions (1) to (3).
  • protective film B arranged on the display panel side almost completely blocks the ingress and egress of moisture.
  • protective film A arranged on the viewing side allows the release of moisture generated inside the polarizing plate 10 in an extremely high-temperature environment while suppressing the ingress of moisture into the polarizing plate 10 from the outside. Therefore, in the polarizing plate 10 according to this embodiment, when used in a high-temperature environment, moisture generated inside the polarizing plate 10 does not remain, suppressing deterioration of the polarizer and making it possible to maintain the optical performance of the polarizing plate 10 for a longer period of time.
  • this embodiment can provide a polarizing plate 10 that has excellent durability in high-temperature and high-humidity environments.
  • the polarizing plate 10 according to this embodiment can be used in combination with an image display panel such as a liquid crystal panel or an organic EL panel to form an image display device.
  • the image display device may also include a touch panel.
  • the polarizing plate 10 according to this embodiment has excellent durability in high temperature and high humidity environments, and can therefore be suitably used as an image display device to be installed in environments such as the inside of a vehicle, which can be extremely hot and humid.
  • a composition for forming a hard coat layer was prepared containing the main material (polymerizable material), hydrophobic material, photopolymerization initiator, and solvent in the ratios shown in Table 1.
  • Irgacure (registered trademark) 184 shown in Table 1 is 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone.
  • the prepared composition for forming a hard coat layer was applied to a 40 ⁇ m-thick TAC film (product name: TJ40, manufactured by Fujifilm Corporation) using a wire bar coater to the coating thickness shown in Table 2.
  • the coating was dried by heating in an oven at 60°C for 1 minute, and then cured by irradiating ultraviolet light in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration 500 ppm or less) in a UV curing device to produce protective film A (hard coat film) according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7.
  • a 60 ⁇ m-thick polymethyl methacrylate (PMMA) film and a 26 ⁇ m-thick cycloolefin polymer (COP) film were used as protective film A.
  • a 26 ⁇ m-thick COP film was used as protective film B.
  • protective film A was attached to the polarizer using water-based glue and dried, after which protective film B was attached to the polarizer using a UV-curable adhesive, and the UV-curable adhesive was cured by irradiating it with UV light to obtain a polarizing plate.
  • protective film A was used as protective film B.
  • the hard coat layer of the protective film A was subjected to FT-IR analysis by the ATR method. From the FT-IR measurement results, the peak height P1 at 1782 to 1683 cm -1 and the peak height P2 at 1427 to 1374 cm -1 were obtained, and the degree of cure P2/P1 was calculated. At this time, an FT/IR-610 manufactured by JASCO Corporation was used as the infrared spectrometer, and a germanium prism was used as the prism.
  • the polarizing plates according to each of the Examples and Comparative Examples were placed in a thermostatic chamber at 85° C. and 85% RH, and the polarization degree was measured 240 hours and 500 hours after the placement.
  • the polarization degree was calculated by performing luminosity correction using a 2-degree visual field (C light source) according to JIS Z 8701 for a value measured using an absorptiometer with an integrating sphere (V7100, manufactured by JASCO Corporation).
  • Table 2 shows the characteristics of protective films A and B for each example and comparative example, as well as the measured polarization degree of the polarizing plate (initial value, before and after the high temperature and high humidity durability test).
  • the polarizing plates according to Examples 1 to 6 have a moisture permeability TA of protective film A and a moisture permeability TB of protective film B that satisfy the above conditions (1) and (2), and furthermore, the degree of hardening of the hard coat layer of protective film A satisfies the above condition (3). Therefore, even after being placed in a thermostatic chamber at 85°C and 85% RH for 500 hours, they showed a high degree of polarization and good surface hardness.
  • Comparative Examples 6 and 7 a PMMA film and a COP film with extremely low moisture permeability TA were used as protective film A, respectively, but the polarization degree deteriorated after being placed in a thermostatic chamber at 85°C and 85% RH for 500 hours. This is thought to be because the moisture permeability TA of protective film A was too low, and when exposed to high temperature and humidity, the moisture contained in protective film A and/or the adhesive (water glue) continued to remain in the polarizing plate, causing deterioration of the polarizer.
  • protective film A in Comparative Examples 6 and 7 did not have a hard coat layer, so its surface hardness was inferior to that of the Examples.
  • the present invention can be used as a polarizing plate for display devices, and is particularly suitable as a polarizing plate for display devices used in high-temperature environments such as in-vehicle applications.

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Abstract

高温高湿環境における耐久性を備えた偏光板及びこれを用いた表示装置を提供する。偏光子の一方面に保護フィルムAが貼り合わされ、他方面に保護フィルムBが貼り合わされた偏光板であって、保護フィルムAが、透明基材の一面にハードコート層が形成されたハードコートフィルムであり、40℃90%RHにおける保護フィルムAの透湿度TA及び保護フィルムBの透湿度TBが以下の条件(1)及び(2)を同時に満足し、ATR法でゲルマニウムプリズムを用いて測定した1782~1683cm-1のピーク強度をP1、1427~1374cm-1のピーク強度をP2としたとき、以下の条件(3)を満足する、偏光板。 240g/m/day>TA>70g/m/day ・・・(1) 70g/m/day≧TB ・・・(2) 0.060≦P2/P1≦0.150 ・・・(3)

Description

偏光板及びこれを用いた表示装置
 本発明は、偏光板及びこれを用いた表示装置に関する。
 表示装置に用いられる偏光板には、主にポリビニルアルコール(PVA)が使用されている。PVAは耐水性が極めて悪いため、両面に保護フィルムが貼り合わされる。偏光板の保護フィルムには、従来、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムにハードコート層を積層した、透湿度が300~1000g/m/day程度のハードコートフィルムが使用されてきたが、高温高湿の過酷条件下では、PVAの吸水を防ぎきれずに劣化を引き起こすという問題であった。
 そこで、TACに代えて、シクロオレフィンポリマー(COP)や、ポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた保護フィルムの開発が進められ、保護フィルムの透湿度は、5~100g/m/day程度まで低減されてきた。
特開2021-144076号公報
 近年、車載用途などで、極めて高い温湿度での耐久性を有する偏光板が求められている。高温湿度環境下において、保護フィルムの水蒸気バリア性が高すぎると、外部からの水分の侵入はないものの、基材や、保護フィルムの貼り合わせに用いた粘着剤から発生した水分が、偏光板中に留まり劣化を引き起こすという事例が観測されている。
 それ故に、本発明は、高温高湿環境における耐久性を備えた偏光板及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
 本発明に係る偏光板は、偏光子の一方面に保護フィルムAが貼り合わされ、他方面に保護フィルムBが貼り合わされた偏光板であって、保護フィルムAが、透明基材の一面にハードコート層が形成されたハードコートフィルムであり、40℃90%RHにおける保護フィルムAの透湿度TA及び保護フィルムBの透湿度TBが以下の条件(1)及び(2)を同時に満足し、ATR法でゲルマニウムプリズムを用いて測定した1782~1683cm-1のピーク強度をP1、1427~1374cm-1のピーク強度をP2としたとき、以下の条件(3)を満足する。
  240g/m/day>TA>70g/m/day ・・・(1)
  70g/m/day≧TB ・・・(2)
  0.060≦P2/P1≦0.150 ・・・(3)
 また、本発明に係る表示装置は、上記の偏光板を備えるものである。
 本発明によれば、高温高湿環境における耐久性を備えた偏光板及びこれを用いた表示装置を提供できる。
図1は、実施形態に係る偏光板の概略構成を示す断面図である。
 図1は、実施形態に係る偏光板の概略構成を示す断面図である。
 偏光板10は、偏光子1と、偏光子1の一方面側に貼り合わされる保護フィルムAと、偏光子1の他方面側に貼り合わされる保護フィルムBとを備える。偏光子1は、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにヨウ素または染料を吸着させ配向させることによって形成されたものである。偏光子1を構成するPVAは、強度及び耐水性に劣るため、偏光子1の両面に保護フィルムA及びBが貼り合わされる。
 保護フィルムAは、透明基材2の一面にハードコート層3が形成されたハードコートフィルムである。ハードコート層3は、柔軟な透明基材2を覆い、保護フィルムAに硬度と水蒸気バリア性を付与する機能層である。透明基材2としては、透明性に優れるトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを好適に使用することができる。
 保護フィルムAは、活性エネルギー線硬化型化合物と、疎水性材料と、光重合開始剤と、溶剤とを含有するハードコート層形成用組成物を透明基材2の一面に塗布して乾燥させ、紫外線照射により塗膜を硬化させることによって形成することができる。
 活性エネルギー線硬化型化合物としては、例えば、単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを使用できる。尚、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両方の総称であり、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルの両方の総称である。
 単官能の(メタ)アクリレート化合物の例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、N-ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、bフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2-アダマンタン、アダマンタンジオールから誘導される1価のモノ(メタ)アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等のアダマンタン誘導体モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 2官能の(メタ)アクリレートの例としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコ-ルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 3官能以上の(メタ)アクリレートの例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス2-ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物や、これら(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε-カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
 また、多官能モノマーとして、ウレタン(メタ)アクリレートも使用できる。ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーを反応させることによって得られるものを挙げることができる。
 ウレタン(メタ)アクリレートの例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等が挙げられる。
 上述した多官能モノマーは1種を用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。また、上述した多官能モノマーは、組成物中でモノマーであっても良いし、一部が重合したオリゴマーであっても良い。
 疎水性材料は、ハードコート層3に疎水性を発現させ、保護フィルムAの透湿度を調節するための成分である。ハードコート層3に含有させる疎水性材料としては、シクロオレフィンポリマーや、脂環式構造を含む(メタ)アクリレートを使用することができる。
 脂環式構造を含む(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロペンタン構造、ジシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロデカン構造、トリシクロデカン構造、イソボルニル構造、アダマンタン構造の1種以上を有する(メタ)アクリレートを使用することができる。
 脂環式構造を含む(メタ)アクリレートの具体例として、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、2-ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等の単官能(メタ)アクリレートや、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、ボルニルジ(メタ)アクリレート、イソボルニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンチルジ(メタ)アクリレート、アダマンタンジメタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンタンジエタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメチロールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサントリメタノールトリ(メタ)アクリレート、アダマンチルトリ(メタ)アクリレート、アダマンタントリメタノールトリ(メタ)アクリレート、ノルボルナントリメチロールトリ(メタ)アクリレート、トリシクロデカントリメタノールトリ(メタ)アクリレート、パーヒドロ-1,4,5,8-ジメタノナフタレン-2,3,7-(オキシメチル)トリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの(メタ)アクリレートは、単独で使用しても良いし、1種以上を混合して使用しても良い。
 光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、アシルフォスフィンオキシド等のラジカル重合開始剤に使用することができる。重合開始剤として、例えば、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2,2-ジエトキシアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2-ジメトキシ-フェニルアセトフェノン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、p-クロロベンゾフェノン、p-メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、2-クロロチオキサントン等を使用できる。これらのうち1種類を単独で使用しても良いし、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
 溶剤としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジアセトンアルコール等のケトンアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、炭酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル類、N-メチルピロリドン、ジメチルフォルムアミド等のうち、1種類または2種類以上を混合して使用できる。
 また、ハードコート層形成用組成物には、帯電防止剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、色材、光安定剤、重合禁止剤、光増感剤、防汚剤、レベリング剤、撥油剤、撥水剤、指紋付着防止剤等の各種添加剤等を必要に応じて添加しても良い。
 ハードコート層形成用組成物の塗工方法は特に限定されず、例えば、スピンコーター、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーター、スプレーコーター、アプリケーター等を用いて塗工することができる。
 ハードコート層形成用組成物の塗布厚み(塗膜の膜厚)は、10μm以下とすることが好ましく、8μm以下とすることがより好ましい。ハードコート層形成用組成物の塗布厚みが10μmを超える場合、塗膜の硬化時の収縮によりカールが生じやすくなるため好ましくない。
 また、保護フィルムA(ハードコートフィルム)の鉛筆硬度は3H以上であることが好ましい。保護フィルムAの鉛筆硬度が3H以上である場合、偏光板の表面硬度に優れ、耐久性が向上する。
 保護フィルムBは、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリメチルメタクリレート(PMMA)のいずれかからなるフィルム低透湿性のフィルムである。保護フィルムBは、例えば、紫外線硬化性の接着剤を介して偏光子1に貼り合わされる。保護フィルムBの厚みは、特に限定されないが、10~100μmであることが好ましい。
 尚、表示装置において、保護フィルムBが表示パネル側に配置され、保護フィルムAのハードコート層3が視認側(表示パネルとは反対側)に配置される。
 保護フィルムAの透明基材2は、接着剤として水糊(PVA水溶液)を用いて偏光子1のPVAフィルムに貼り合わされる。尚、透明基材2とPVAフィルムとの密着性を確保するため、貼り合わせの前に保護フィルムAに鹸化処理が施される。保護フィルムAの偏光子1への貼り合わせに水糊を用いるため、乾燥工程を経た後においても、接着剤層中及びTACフィルム中には水分が含まれ得る。保護フィルムA及びBの両方を透湿度の低いフィルムを用いて構成した場合、外部からの水分の侵入は抑制されるものの、夏場の車内等の極めて高温な環境下において、接着剤及び/または透明基材2に含まれていた水分が偏光板10内に留まり続けるため、偏光子1の劣化を引き起こす。
 そこで、本実施形態に係る偏光板10においては、保護フィルムAの透湿度と保護フィルムBの透湿度とに差を設け、かつ、保護フィルムA及び保護フィルムBの透湿度をそれぞれ特定の範囲とすることによって、接着剤及び/またはTACフィルム由来の水分による偏光子1の劣化を抑制する。
 具体的に、40℃90%RHにおける保護フィルムA及びBの透湿度をそれぞれTA及びTBとすると、TA及びTBは以下の条件(1)及び(2)を同時に満足する。尚、透湿度TA及びTBはいずれも、JIS Z 0208:1976に規定される、防湿包装材料の透湿度試験法(カップ法)に準拠して測定した値である。
  240g/m/day>TA>70g/m/day ・・・(1)
  70g/m/day≧TB ・・・(2)
 本実施形態に係る偏光板10は、上記の条件(1)及び(2)を同時に満足することにより、外部から偏光板内部への水分の侵入を抑制しつつ、例えば、85℃の高温環境下に晒された場合に、保護フィルムAと偏光子1との貼り合わせに用いた接着剤及び/または保護フィルムAの透明基材2から発生した水分を外部に排出させることができる。
 また、ハードコート層3において、ATR法でゲルマニウムプリズムを用いて測定した1782~1683cm-1のピーク強度(ピーク高さ)をP1、1427~1374cm-1のピーク強度をP2としたとき、P2/P1を硬化度と定義する。1782~1683cm-1のピークは、(メタ)アクリレート化合物の(メタ)アクリロイル基を構成するC=O結合の伸縮振動のピークに相当し、1427~1374cm-1強度は、(メタ)アクリレート化合物の(メタ)アクリロイル基のC=C結合の伸縮振動のピークに相当する。ハードコート層3の硬化度P2/P1の値が小さくなると鉛筆硬度が上昇し、硬化度P2/P1が大きくなると鉛筆硬度が低下する。また、硬化度P2/P1の値が小さくなると透湿度が低下し、硬化度P2/P1の値が大きくなると透湿度が上昇する傾向がある。そのため、鉛筆硬度と透湿度とを両立可能な硬化度P2/P1の範囲が存在し、具体的には、硬化度P2/P1は以下の条件(3)を満足することが好ましい。
  0.060≦P2/P1≦0.150 ・・・(3)
 硬化度P2/P1が0.060未満になると、保護フィルムAの透湿度が低くなりすぎることで上記条件(1)を満たすことができなくなる場合があり、この場合、保護フィルムAの透明基材2から発生した水分を外部に排出させることができなくなる。硬化度P2/P1が0.150を超えると、保護フィルムAの鉛筆硬度が悪化する。また、透湿度が高くなりなりすぎることで上記条件(1)を満たすことができなくなる場合があり、この場合、外部から偏光板内部への水分の侵入を抑制することが困難となる。なお、上記条件(1)は、239.7g/m/day≧TA≧93.5g/m/dayであることが更に好ましく、212g/m/day≧TA≧152.9g/m/dayであることが更に好ましく、191.7g/m/day≧TA≧152.9g/m/dayであることが更に好ましい。また、条件(3)は、0.067≦P2/P1≦0.149であることが更に好ましく、0.101≦P2/P1≦0.137であることが更に好ましく、0.101≦P2/P1≦0.126であることが更に好ましい。
 以上説明したように、本実施形態に係る偏光板10は、上記条件(1)~(3)を満足する保護フィルムA及び保護フィルムBを備える。この構成により、表示パネル側に配置される保護フィルムBは水分の出入りをほぼ遮断する。一方、視認側に配置される保護フィルムAは、外部から偏光板10内部への水分の侵入を抑制しつつ、極めて高温な環境下において、偏光板10内部で発生した水分の放出を可能とする。したがって、本実施形態に係る偏光板10においては、高温環境下で用いられた場合に、偏光板10の内部で発生した水分が留まらないため、偏光子の劣化を抑制し、より長期に渡って偏光板10の光学性能を維持することが可能となる。
 また、保護フィルムAのハードコート層3の硬化度が上記条件(3)を満足することにより、保護フィルムAの透湿度を好ましい範囲内に制御しつつ、高い鉛筆硬度を付与することができる。この結果、保護フィルムAの低透湿性と表面硬度を長期間に渡って維持することができ、偏光板の耐久性を向上することが可能となる。
 したがって、本実施形態によれば、高温高湿環境における耐久性に優れた偏光板10を提供できる。
 本実施形態に係る偏光板10は、液晶パネルや有機ELパネル等の画像表示パネルと組み合わせて画像表示装置を構成するのに利用することができる。画像表示装置は、タッチパネルを備えても良い。本実施形態に係る偏光板10は、高温高湿環境における優れた耐久性を有するので、極めて高温かつ多湿となる車内等の環境に搭載される画像表示装置として好適に利用できる。
 以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。
 主材料(重合性材料)、疎水性材料、光重合開始剤及び溶剤を表1に示す割合で含有するハードコート層形成用組成物を調製した。尚、表1に示すIrgacure(登録商標) 184は、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。
 調製したハードコート層形成用組成物を厚み40μmのTACフィルム(商品名:TJ40 富士フイルム社製)に、ワイヤーバーコーターを用いて、表2に記載の塗布厚となるように塗布した。60℃のオーブン内で1分間加熱して塗膜を乾燥させた後、UV硬化装置において窒素雰囲気下(酸素濃度500ppm以下)で紫外線を照射して塗膜を硬化させ、実施例1~6及び比較例1~7に係る保護フィルムA(ハードコートフィルム)を作製した。比較例6及び7では、保護フィルムAとして、厚み60μmのポリメチルメタクリレート(PMMA)フィルム及び厚み26μmのシクロオレフィンポリマー(COP)フィルムを使用した。また、厚み26μmのCOPフィルムを保護フィルムBとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 保護フィルムAのTACフィルム面と偏光子とを水糊を用いて貼り合わせて乾燥させた後、紫外線硬化性接着剤を用いて偏光子に保護フィルムBを貼り合わせ、紫外線を照射することにより紫外線硬化性接着剤を硬化させ、偏光板を得た。なお、比較例5においては、保護フィルムBとして保護フィルムAを用いた。
 (透湿度)
 偏光子に貼り合わせる前の保護フィルムAの透湿度TA及び保護フィルムBの透湿度TBを、JIS Z 0208:1976に規定される、防湿包装材料の透湿度試験法(カップ法)に準拠して、40℃、90RH%の条件で測定した。
 (硬化度)
 保護フィルムAのハードコート層に対して、ATR法によってFT-IR分析を行った。FT-IR測定結果から1782~1683cm-1のピーク高さP1、1427~1374cm-1のピーク高さP2を求め、硬化度P2/P1を求めた。このとき、赤外線分光装置としては日本分光株式会社製 FT/IR-610を用い、プリズムとしてはゲルマニウムプリズムを用いた。
 (鉛筆硬度)
 鉛筆(三菱鉛筆株式会社製 uni、3H)及びクレメンス型引っ掻き試験機(HA-301、テスター産業株式会社製)を用いて、荷重500g、引っ掻き速度0.5mm/secの条件で、保護フィルムAのハードコート層表面の引っ掻き試験を行った。5枚のサンプルで引っ掻き試験を行い、ハードコート層表面に傷が認められたサンプルが2枚以上あった場合をNG、それ以外をOKと評価した。
 (高温高湿耐久試験後の偏光板の偏光度)
 各実施例及び各比較例に係る偏光板を85℃、85%RHの恒温槽に投入し、投入から240時間後及び500時間後の偏光度を測定した。尚、偏光度は、積分球付き吸光光度計(V7100、日本分光社製)により測定した値に対して、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行うことで算出した。
 表2に、各実施例及び各比較例に係る保護フィルムA及びBの諸特性と、偏光板の偏光度の測定値(初期値、高温高湿耐久試験前及び後)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1~6に係る偏光板は、保護フィルムAの透湿度TA及び保護フィルムBの透湿度TBが上記の条件(1)及び(2)を満足し、更に、保護フィルムAのハードコート層の硬化度が上記の条件(3)を満足するものである。このため、85℃85%RHの恒温槽に500時間投入された後でも高い偏光度の値を示し、表面硬度も良好であった。
 これに対して、比較例1においては、硬化度P2/P1が条件(3)の範囲を超え、保護フィルムAの表面の鉛筆硬度が低下したため、表面硬度も低下した。
 比較例2においては、保護フィルムAの透湿度TAが条件(1)の範囲を下回り、保護フィルムAの透湿度TAが低くなった。このため、水分が偏光板内に留まり続け、85℃、85%RHの恒温槽に500時間投入された後の偏光度が実施例と比べて低下した。
 比較例3においては、保護フィルムAの透湿度TAが条件(1)の範囲を超え、保護フィルムAの透湿度TAが高くなった。このため、外部からの水分の侵入を十分に抑制できず、85℃、85%RHの恒温槽に500時間投入された後の偏光度が実施例と比べて悪化した。また、硬化度P2/P1が条件(3)の範囲を超えていたため、保護フィルムAの表面の鉛筆硬度が低下し、表面硬度も低下した。
 比較例4においては、硬化度P2/P1が条件(3)の範囲を下回っていたため、保護フィルムAの表面の鉛筆硬度は十分であった一方で、保護フィルムAの透湿度TAが条件(1)の範囲を下回った。このため、水分が偏光板内に留まり続け、85℃、85%RHの恒温槽に500時間投入された後の偏光度が実施例と比べて低下した。
 比較例5においては、保護フィルムAの透湿度TBが条件(2)の範囲を超え、保護フィルムBの透湿度TBが高くなった。このため、外部からの水分の侵入を十分に抑制できず、85℃、85%RHの恒温槽に500時間投入された後の偏光度が実施例と比べて低下した。
 比較例6及び7においては、保護フィルムAとして極めて透湿度TAが低いPMMAフィルム及びCOPフィルムをそれぞれ使用したが、85℃、85%RHの恒温槽に500時間投入された後の偏光度が悪化した。これは、保護フィルムAの透湿度TAが低過ぎるために、高温高湿下に晒された場合に、保護フィルムA及び/または接着剤(水糊)に含まれていた水分が偏光板内に留まり続け、偏光子の劣化を引き起こしたと考えられる。また、比較例6及び7の保護フィルムAは、ハードコート層が設けられていないため、実施例と比べて表面硬度が劣っていた。
 本発明は、表示装置に用いる偏光板として利用することができ、特に、車載用途等の高温環境下で用いられる表示装置の偏光板として好適である。
A 保護フィルムA
B 保護フィルムB
1 偏光子
2 透明基材
3 ハードコート層
10 偏光板

Claims (5)

  1.  偏光子の一方面に保護フィルムAが貼り合わされ、他方面に保護フィルムBが貼り合わされた偏光板であって、
     前記保護フィルムAが、透明基材の一面にハードコート層が形成されたハードコートフィルムであり、
     40℃90%RHにおける前記保護フィルムAの透湿度TA及び前記保護フィルムBの透湿度TBが以下の条件(1)及び(2)を同時に満足し、
     ATR法でゲルマニウムプリズムを用いて測定した1782~1683cm-1のピーク強度をP1、1427~1374cm-1のピーク強度をP2としたとき、以下の条件(3)を満足する、偏光板。
      240g/m/day>TA>70g/m/day ・・・(1)
      70g/m/day≧TB ・・・(2)
      0.060≦P2/P1≦0.150 ・・・(3)
  2.  前記透明基材がトリアセチルセルロースフィルムである、請求項1に記載の偏光板。
  3.  前記保護フィルムAの鉛筆硬度が3H以上である、請求項1に記載の偏光板。
  4.  前記保護フィルムBが、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート及びポリメチルメタクリレートのいずれか1種からなるフィルムである、請求項1に記載の偏光板。
  5.  請求項1~4のいずれかに記載の偏光板を備える、表示装置。
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