TW201219858A - Thin polarizing film, optical laminate with thin polarizing film, and production method for thin polarizing film - Google Patents
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Description
201219858 六、發明說明: 【發明所屬之_技^軒領城】 發明領域 本發明係有關於薄型偏光膜、具有薄型偏光膜之光學 積層體以及薄型偏光膜之製造方法。 發明背景 為代表性影像顯示裝置之液晶顯示裝置’因其影像形 成方式’故在液晶兩航置有具有偏光膜之光學積 層體。光學積層體,代表性地係、具有:使聚乙婦醇(PVA) 系薄膜吸附有二色性物質並經單軸拉伸之偏光膜,以及配 置n偏光膜兩側之保護膜。將pva系薄膜經單轴拉伸 而成的偏域,其厚度代錄地為數十μπι。 β然而’隨著近年全球縣意識㈣,所有領域均要求 子名兄負擔較j、的工業製品。例如,在歐盟,為了人體健 康及環境保護,而轉趨有義務就4製品所含化學物質對 人體及猶環境之影響進行調查註離Μα), 且:光膜所含之_p在其高關注物質(讀)之候選清 :二況二由於爛酸具有難燃性能,若偏光膜中硼酸含 ^處理時,^産業廢棄物的具有偏光膜之光學積層體在 在回收焚化時所會降低’結果使得環境負擔增高。 、斤生熱能的執回收亦钬 量高,則回收效率讀低、\ /、、4光財喊含 質大多係使用碘,若偽:附於偏光膜之二色性物 右偏光膜㈣含量高,則焚化處理時 201219858 從焚化爐的煙_排出的淡紫色氣體,會引發周圍居民的不 安。 作為解決上述問題的方法,只要將偏光膜的厚度做 薄’偏光膜中棚酸含量及峨含量必然會降低。穩定地製造 薄偏光膜的方法方面’係提案有將熱可塑性樹脂基材與 PVA系樹脂層所組成之積層體予以空中拉伸,接著於染色 液浸潰而得到薄型偏光犋的方法(參見專利文獻卜”❶但 是,此種方法仍有所製得之薄型偏光膜其光學特性(例如偏 光度及單體穿透率)不足的問題。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本國特開2001-343521號公報 專利文獻2:日本國特許第4279944號公報 專利文獻3:曰本國特開昭51_069644號公報 【發明内容】 發明概要 發明所欲解決之課題 本發明係為解決上述習知之課題而作,其主要目的為 提供對環境負擔小,且具有優良光學特性的薄型偏光膜。 用於解決課題的手段 本發明的薄型偏光膜,係於熱可塑性樹脂基材上形成 PVA系樹脂層而製成,其厚度為1〇μπι以下,單體穿透率為 42.0%以上,偏光度為99.95%以上,且以離子色層分析法 測得之峨含量為17_6g/(400mmx700mm[I])以下。 201219858 車乂佳貫施形態為硼紅έ量為i 5g/(4〇〇mmx7〇〇mm〇 ) 以下。 本發明的另一面向,係提供上述薄型偏光膜的製造方 法該薄型偏光膜的製邊方法係包含:於熱可塑性樹脂基 材上形成PVA祕脂層②製作積層體的步驟、將該PVA系樹 脂層以峨染色的步驟、⑽_積層體於賴水溶液中予 以水中拉伸的步驟。 一較佳實施形態中,上述積層體的最大拉伸倍率係5〇 倍以上。 一車父佳實施形態中,包含空中拉伸的步驟,其係於上 述染色步驟及上述硼酸水中拉伸之前,將前述積層體以95 C以上進行空中拉伸。 發明效果 根據本發明,藉由實施使用了硼酸水溶液之水中拉伸 (硼酸水中拉伸),可將PVA系樹脂層所形成的積層體高倍率 地且良好地拉伸。其結果,可製作光學特性極為優良的薄 型偏光膜。又,所得之薄型偏光膜,因碘及硼酸的含量極 低,而能夠良好地抑制對環境的負擔。 圖式簡單說明 第1圖係本發明較佳實施形態之積層體的剖面示意圖。 第2圖係表示本發明薄型偏光膜之製造方法的一例的 示意圖。 第3圖係本發明較佳實施形態之光學薄膜積層體的剖 面不意圖。 5 201219858
層體的剖面示意面。 C實施冷式】 較佳實施形態之光學機能薄膜積 較佳貫施例之鮮細說明 以下說明本發明的較佳實施形態 等實施形態所限。 A.製造方法 但本發明不受此 一机心"a丨'丁'巴言.隹热可塑性 十月曰基材上$成PVA系樹脂層並製作積層體之步驟(步驟 A)將PVA系樹脂層以峨染色的步驟(步驟b),以及將積層 體於喊水溶液中進行水中拉伸的步驟(步购。以下,二 本發明的_偏光膜之製造方法係包含 各個步驟--說明。
A-1.步驟A 第1圖係本發明較佳實施形態之積層體的剖面示意 圖。積層體1G具有熱可塑性樹脂基材UApVA系樹脂層 12,且藉由在熱可塑性樹脂基材u上形成pvA系樹脂層η 而製得。PVA系樹脂層12的形成方法可採用任意的適當方 法。較佳的是,在熱可塑性樹脂基材丨丨上,塗佈含有pVA 系樹脂的塗布液並乾燥,藉此形成PVA系樹脂層12。 上述熱可塑性樹脂基材的構成材料,可採用任意的適 當材料。在一實施形態中,熱可塑性樹脂基材的構成材料 方面,使用非晶形(沒有結晶化)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂 較佳。惟其中,特別以使用非晶性(不易結晶化)聚對苯二曱 酸乙二酯系樹脂為佳。非晶性聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂 6
S 201219858 • 的具體例方面,舉例而言,為進一步含有間苯二甲酸作為 二羧酸的共聚物,或進一步包含環己烷二甲醇作為二醇類 的共聚物。 上述熱可塑性樹脂基材,於後述的步驟c吸收水份,使 水發揮可塑劑的作用而得以可塑化。其結果,可使拉伸應 力大幅下降,且可高倍率地拉伸,即便藉空中拉伸亦能有 優良的熱塑性樹脂基材拉伸性能。其結果,可製作具有優 良光學特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。熱可塑性樹脂基 材,較佳的是吸水率在0.2%以上,更佳的是在〇.3%以上。 另一方面,熱可塑性樹脂基材的吸水率,係以3〇%以下較 佳,1.0%以下更佳。藉著使用此種熱可塑性樹脂基材,可 . 以防止因製造時熱可塑性樹脂基材的尺寸穩定性顯著下 降,而所得薄型偏光膜外觀惡化等的不良狀況。再者,尚 能防止在水中拉伸時基材破裂、PVA系樹脂層從熱可塑性 樹脂基材剥離等。另外,吸水率係依循JIS κ 7209所求之值。 熱可塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg),較佳係17(rc 以下。藉著使用此種熱可塑性樹脂基材,可以在抑制pvA 系樹脂層結晶化的同時,充份確保積層體的拉伸性。其次, 若考量水所致之熱可塑性樹脂基材的可塑化,以及良好地 實施水中拉伸一事,則120°c以下係更佳的。在一實施形態 中,熱可塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度,較佳係6〇〇c以上。 藉著使用此種熱可塑性樹脂基材,在塗布.乾燥上述含pvA 系祕脂之塗布液時,可防止熱可塑性樹脂基材發生變形(例 如,發生翹曲或鬆弛、皺摺等)等的不良狀況,並良好地製 201219858 作積層體再者’可在適當溫度下(例如,6代左右)良好地 進打PVA系樹脂層的拉伸。熱可㈣樹脂基材的玻璃轉移 二度’可經由諸如在構成㈣導人改隸、使用結晶化材 料並加熱而予以調整。另外,玻璃轉移溫度⑽係依循了! s K 7121所求得之値。 在另一實施形態中,於塗布.乾燥含pvA系樹脂之塗 布液寺若熱可塑性樹脂基材不會變形,則亦可以低於6〇 °c的玻璃轉移溫度實施n熱可紐樹脂基材的構成 材料係諸如聚丙稀、聚甲基讀等稀烴系樹脂。 熱可塑性樹脂基材的拉伸前厚度,較佳係⑽叫^扣卟 m ’更佳係50μιη〜2〇〇μηι。若小於2〇μη1,則形成pVA系樹脂 層可此會有困難》若超過3〇〇μηι,則例如在步驟B中,會有 熱可塑性制旨基材吸水冑時較長,並且拉伸需要相當大的 負載的可能。 上述PVA系樹脂可採用任意的適當樹脂。例如聚乙烯 醇、乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇’可藉由皂化聚醋酸乙 烯而得。乙烯-乙烯醇共聚物,可藉由皂化乙烯_醋酸乙烯共 聚物而得。PVA系樹脂的皂化度,通常為85莫耳%〜1〇〇莫 耳%,較佳為95.0莫耳%〜99.95莫耳%,更佳為99 〇莫耳% 〜99.93莫耳%。皂化度可依jIS κ 6726-1994求得。藉著使用 具此種皂化度的PVA系樹脂,可得到耐久性優良的薄型偏 光膜。皂化度過高時,則會有膠化的疑慮。 PVA系樹脂的平均聚合度,可因應目的作適當的選 擇。平均聚合度’通常為1000〜10000,較佳為12〇〇〜45〇〇, 201219858 更佳為1500〜4300 °另外,平均聚合度可依循JIS κ 6726-1 994而求得。 上述塗布液’代表性地係使上述pvA》、樹脂於溶劑溶 解之溶液。溶劑方面,例如,水、二甲基㈣、二甲基甲 醯胺、二甲基乙醯胺、Ν-甲基吡咯啶酮、各種二元_、 三羥甲基丙烷等之多元醇類、乙二胺、二伸乙三胺等之胺 類等。可以將其等單獨地或組合二種以上而使用之。缺盆 等之中,較佳者係為水。溶液中的PVA系樹脂濃度’相對 於溶劑議重量份,細3重量份〜2Q重量純佳。若為如此 之樹脂濃度’題_錢財樹脂基材密著的均一 塗布膜。 在塗布液中亦可摻混添加劑。添加劑方面,舉例而言 可為可塑劑、界面活性劑尊。 了塑劑方面,舉例而言可為 乙二酵或丙三醇等之多_。界面活性劑方面,例如可為 非離子型界面活性劑。料物質加提升所得之 PVA系樹脂層之均—性或以性、拉伸性料目的 之。 塗布液之塗布方法方面,可以採用任意之適當方法。 ^而言可為滾塗法、旋轉塗布法、線棒塗布法、浸塗法、 鑄膜塗布法、簾塗布法、嘴參 法等)等。 實塗法、刮刀塗布法(逗號輥塗布 上述塗布液的塗布.乾燥溫度,較佳為卿以上。 PVA系樹脂層的㈣㈣度,料⑽㈣下。另一 方面’拉伸前厚度’較佳為2_上,更佳為4_上。若 201219858 厚度過薄,則所得之薄型偏光膜會有光學特性低下的可能 性。 在形成PVA系樹脂層前,亦可對熱可塑性樹脂義材實 施表面處理(例如,電暈處理等),亦可在熱可塑性樹^旨基材
上形成易黏合層。藉由實施此等處理, 脂基材與PVA系樹脂層間的密着性。 A-2.步驟B 可提升熱可塑性樹 上述步驟B,係將PVA系樹脂層以碘染色者。具體上係 藉由使PVA系樹脂層吸附碘而實施。該吸附方法,例如, 使PVA緒脂層(積層體)浸潰於含硤之染色液的方法、於 P VA系樹脂層塗覆錢色液的方法、將該染色液噴塗於隱 系樹脂層的方法等。較佳的是使積層體浸潰於染色液的方 法。此係因碘可良好地吸附之故。 上述染色液較佳的是碘水溶液。碘之摻混量,相對於 水100重量份’較佳係〇.丨重量份〜〇.5f量份。為提高峨對水 的溶解性’於峨水溶液中摻混峨化物為宜。魏物方面, 舉例而言可料化_、低鐘、硪化鈉、軌辞、蛾化紹、 碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。 其等之中,較佳的是埃化卸。礙化物的摻混量相對於水 100重量份,較佳為0.02重量份〜2〇重量份,更佳為〇1重量 份〜10重1份。染色液染色時的液溫,為抑制pVA系樹脂的 溶解,較佳為2〇t:〜50°C。使PVA系樹脂層浸潰於染色液 時,浸潰時間方面,為確保PVA系樹脂層的穿透率,較佳 為5秒~5分。又,染色條件(濃度、液溫、浸潰時間),可為 10
S 201219858 • 了讓最後得到的偏光膜其偏光度或單體穿透率在預定範圍 内而予以設定。在一實施形態中,設定浸潰時間’使所得 之偏光膜之偏光度達99.98%以上。在另一實施形態中,設 定浸潰時間,使所得偏光膜之單體穿透率為40%〜44%。 步驟B較佳係於後述步驟C之前實施。
A-3.步驟C 在上述步驟C,係將上述積層體予以水中拉伸(硼酸水 中拉伸)。藉由水中拉伸,可在較上述熱可塑性樹脂基材或 PVA系樹脂層的玻璃轉移溫度(代表性地,8(TC左右)更低的 溫度進行拉伸’能夠使PVA系樹脂層在抑制其結晶化的同 時進行高倍率的拉伸。其結果,可製作具有優良光學特性 • (例如,偏光度)的薄型偏光膜。 積層體之拉伸方法可採用任意的適當方法。具體上’ 固定端拉伸亦可,自由端拉伸(例如,於周速相異的輥筒 間,通過熱可塑性樹脂基材而單轴拉伸的方法)亦可。積層 體之拉伸,以一階段實施亦可,多階段實施亦可。以多階 段實施時’下収㈣倍㈣各階錄伸倍率之乘積。 水中拉伸’較佳的是使積層體浸潰於硼酸水溶液中進 行(硼水中拉伸)。藉由在拉伸浴使用硼酸水溶液,可賦予 PVA系樹脂層轉起㈣時所受張力的職,以及在水中 不溶解的而十水性。具體上,删酸係能夠於水溶液中生成四 經基硼酸根陰離子,並與pVA系樹脂藉氣鍵架橋。其結果, 因育t*夠賦予PVA系樹脂層剛性與而牙水性,故可良好地進行 拉伸’並能夠製作具有優良光學特性(例如偏光度)的薄型偏 11 201219858 光膜。 上述硼酸水溶液,較佳的是於作為溶劑之水中將棚酸 及/或硼酸鹽予以溶解而得之。硼酸的濃度,相對於水1〇〇 重量份’通常為1重量份〜10重量份。藉由設硼酸濃度為i 重量份以上,能有效地抑制PVA系樹脂層的溶解,而能製 作更高特性的薄型偏光膜。另外,除了硼酸或硼酸鹽之外, 亦可使用將硼砂等的硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於 溶劑而成的水溶液。 依上述染色步驟(步驟B),在事先已於PVA系樹脂層吸 附碘時,較佳的是在上述拉伸浴(硼酸水溶液)中掺混碘化 物。藉著摻混碘化物,可以抑制原先已吸附於pVA系樹脂 層中碘的溶出。碘化物的具體例係如上所述。碘化物的濃 度,相對於水100重量份,較佳為〇〇5重量份〜15重量份, 更佳為0.5重量份〜8重量份。 在步驟C中的拉伸溫度(拉伸浴的液溫)較佳為4 〇 〇c〜8 5 C,更佳為50°C〜85。(:。依此種溫度,能夠在抑制PVA系樹 脂層的溶解同時進行高倍率的拉伸。如上所述,在一實施 形態中,熱可塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg),以與形 成PVA系樹脂層的關係,較佳為6〇c>c以上。在此情況下, 拉伸溫度低於40。(:時,即便考量水所致的熱可塑性樹脂基 材的可塑化,仍可能無法良好地拉伸。另一方面拉伸浴 的溫度越高,PVA系樹脂層的溶解性會越高,則可能會無 法知到優良光學雜。積層體往拉伸浴的浸潰時間,較佳 為15秒〜5分。 12
S 201219858 藉由_水中㈣(爾水中拉伸),能夠 :且:製作具有優良光學特性絲度二= =°具體上,最大拉伸倍率相對於積層體的原長較佳 ,…0倍以上。本說明書中所謂「最大拉伸倍 層體即將破裂前的拉 “積 甲借羊,另一種則是確認積層體破裂 ’的拉伸倍率’而低於其值G.2的值。 A-4.其他步驟 本發明的薄型偏光膜的製造方法,除了上述步驟A、步 驟B及步驟C,亦可包含其他步驟。其他步驟方面,舉例而 言,可為不溶化步驟、染色步驟、架橋步驟、與上述步驟C 不同之拉伸步驟、洗淨步驟、乾燥(水分率之調節)步驟等。 其他步驟係可於任意之適當時間點進行。 上述不溶化步驟,代表㈣係藉著將PVA系樹脂層浸 潰於棚酸水溶液而進行。藉實施不溶化處理,可賦予Μ 系樹脂料水性。該當職水騎的濃度,相對於水1〇〇重 量份,較佳係1重量份〜4重量份。不③化浴(硼酸水溶液)的 液溫較佳係20 C〜5〇°c。較佳的是,不溶化步驟在製作積層 體後,於步驟B或步驟c之前進行。 上述架橋步驟’代表性地係藉由將PVA系樹脂層浸潰 於硼酸水溶液而進行。藉由實施架橋處理,可賦予pvA系 樹脂層耐水性。該硼酸水溶液的濃度,相對於水1〇〇重量 份,較佳為1重$份〜4重量份。又,若在上述染色步驟後進 行架橋步驟時,進一步地,與碘化物掺混較佳。 藉由摻混 碘化物,可抑制吸附於PVA系樹脂層的碘的溶出。碘化物 13 201219858 碰 相對於水100重量份,較佳為1重量份〜5重量份。 碘化物的具體彳丨 ,,. 、1係如上所述。架橋浴(硼酸水溶液)的液溫較 佳馮2〇。〇〜5〇。「 ^ _ 。架橋步驟係於上述步驟C之前進行為宜。 較佳實施形綠φ ^ — 乂…T,係依序以步驟B、架橋步驟及步驟C來進 以古、田述^驟0與其他的拉伸步驟方面,例如,上述積層體 步驟皿(Γ如’听以上)作空中拉伸的步驟。此種空中拉伸 行。歧佳的是在硼酸水中拉伸(步驟c)及染色步驟前進 種工中拉伸步驟,由於對侧酸水中拉伸係可定位為 備吐或輔助性的拉伸,故以下稱為「空中輔助拉伸」。 藉由、。合空巾輔助拉伸’會有能夠使積層體更高倍率 如,伸的情況。其結果,可製作具有更懿光學特性(例 _、偏光度)的薄型偏光膜。例如,在使用聚對苯二甲酸乙 僅-日系㈣作為上述熱可塑性樹脂基材的情況下,相較於 爛§文水中拉伸’空中輔助拉伸與硼酸水中拉伸相結合 的方-V a 伸x ’旎夠同時抑制熱可塑性樹脂基材的定向並進行拉 "玄备熱可塑性樹脂基材,隨著該定向性的提升,拉伸 力會變大’則穩定的拉伸會變得困難,熱可塑性樹脂基 、·發生破裂。因此,藉由抑制熱可塑性樹脂基材之並向 迷同時拉伸,能夠以更高倍率拉伸積層體。 ^再者,藉由以結合空中輔助拉伸而提升PVA系樹脂的 眭。眭,其亦能提升在硼酸水中拉伸後PVA系樹脂的定向 ^具體上,因預先藉由空中輔助拉伸提升PVA系樹脂的 疋向性,則在硼酸水中拉伸時PVA系樹脂會變得易與硼酸
S 14 201219858 架橋’而能㈣奸㈣㈣㈣ 預期即使在賴水中拉伸妙 丁拉伸’精此,可 ::結果’作,_特:::= =n_-一二== 進仃亦可,多階段進行亦可1多 =係各階段拉伸倍率的乘積:二= 向,較佳的是與上述步驟C的拉伸方向大致相同。 於空中輔助拉伸時的拉伸倍率,較佳為3 5倍以下。空 中輔助拉伸的拉伸溫度,係pVA系樹㈣玻璃轉移溫度以 上為宜。拉伸溫度較佳為95t〜15(rc。且,結合了空中辅 助拉伸與上述職水中拉伸時的最大㈣倍率,相對於積 層體的原長,較佳為5.0倍以上,更佳為55倍以上,特佳為 6.0倍以上。
上述洗淨步驟,代表性地係於碘化鉀水溶液中使PVA 系樹脂層浸潰而實行之。於上述乾燥步驟的乾燥溫度,較 佳為30°C〜100°C。 第2圖係表示本發明薄型偏光膜製造方法之一例的示 意圖。將積層體10由捲放部1〇〇捲放,在利用輥筒lu及112 使其於硼酸水溶液浴11〇中浸潰後(不溶化步驟),利用輥筒 121及122使其於碘與碘化鉀的水溶液浴12〇中浸潰(步驟 B)。接著’利用輕筒131和132使其於领酸與蛾化鉀的水溶 15 201219858 液浴130中浸潰(架橋步驟)。其後,使積層體ι〇於硼酸水溶 液浴140中浸潰,同時利用速度比相異之輥筒丨41和142於縱 向(長幅方向)施加張力並予以拉伸(步驟C)。將經拉伸處理 之積層體10,利用輥筒151和152使其於碘化鉀水溶液浴150 中浸潰(洗淨步驟)、送至乾燥步驟(未圖示)。其後,將積層 體以收捲部160收捲。 B.薄型偏光膜 本發明的薄型偏光膜,可經由上述製造方法而得之。 本發明的薄型偏光膜,實質上係經碘吸附定向的pvA系樹 脂膜。薄型偏光膜的厚度,較佳為ΙΟμπι以下,更佳為7.5 以下,特佳為5μπι以下。另一方面,薄型偏光膜的厚度, 較佳為〇.5μηι以上,更佳為ι.5μηι以上。若厚度過薄,則會 有所得薄型偏光膜光學特性低下的可能。薄型偏光膜,較 佳的疋以波長380nm〜780nm中之任意波長顯示吸收二色 性。薄型偏光膜的單體穿透率’較佳為4〇 〇%以上,更佳 為41.0%以上,特佳為42 〇%以上。薄型偏光膜的偏光度, 較佳為99.8%以上,更佳為99 9%以上,特佳為99 95%以 上。 本發明薄型偏光膜的碘含量,較佳為3 3kcps以下更 佳為3.2kCps以下。另一方面,薄型偏光犋的每單位厚度的 碘含量,#父佳為0 30kcps/)^m以上。上述碘含量,係由螢光 X射線分析法測試螢光χ射線光譜強度所得數値。具體上, 可由所得光譜強度與鮮樣本的強度進行定量化。代表性 地可使用基本參數法(FP法),其係利用質量吸收係數、螢
S 16 201219858 ' 光產率、X射線源的分光分佈等的物理常數,由蟹光X射線 強度的理論公式求得理論X射線強度,並進行理論X射線強 度與測定X射線強度的對比而算出含有率。 薄型偏光膜的蛾含量,除上述以外亦可以例如滴定或 離子色層分析法予以定量化。例如,可以燃燒薄型偏光膜 並收集所產生的氣體’將收集液以離子色層分析法測定, 藉此予以定量化。此時’薄型偏光膜的碘含量,較佳為 17.6g/(400mmx700mm[|)以下,更佳為 I5g/(400mmx700mm □)以下,特佳為13g/(400mmx700mm(I])以下。另一方面, 薄型偏光膜的埃含量,較佳為2g/(4〇0mmx700mm〇)以上, 更佳為4g/(400mmx700mm〇)以上。 薄型偏光膜的硼酸含量,較佳為1.5g/(400mmx700mm □)以下。該當硼酸含量,係將溶解薄型偏光膜所得溶液, 以NaOH水溶液中和滴定,藉此所測得之值。且,除該等之 外,亦可用例如FT-IRATR法從硼酸所致的吸收峰定量化硼 酸的含量。 根據本發明,如上所述,可以在實現優良光學特性的 同時’以此種方式將峨、删酸的含量降至極低,而能良好 地抑制其對環境的負擔。 上述薄型偏光膜的使用方法,可採用任意的適當方 法。具體上,亦可以已和上述熱可塑性樹脂成為一體的狀 態下使用之’亦可從上述熱可塑性樹脂基材轉印至其他部 件而使用之。 C.光學積層體 17 201219858 本發明的光學積層體係具有上述薄型偏光膜。第3(a) 與(b)圖係根據本發明較佳實施形態的光學薄膜積層體的剖 面示意圖。光學薄膜積層體1〇〇,係依序具有熱可塑性樹脂 基材1Γ、薄型偏光膜12’、黏著劑層13、及離型膜14。光學 薄膜積層體2 0 0係依序具有熱可塑性樹脂基材11 '、薄型偏光 膜121、接著劑層15、光學機能薄膜16、黏著劑層13、及離 型膜14。於本實施形態,不使上述熱可塑性樹脂基材與所 得薄型偏光膜12,相剝離,乃就其原樣而作為光學構件使用 之。熱可塑性樹脂基材11’,能夠有例如作為薄型偏光膜 之保護膜的功能。 第4(a)及(b)圖係根據本發明另一較佳實施形態的光學 機能薄膜積層體的剖面示意圖。光學機能薄膜積層體3〇〇係 依序具有離型膜14、黏著劑層13、薄型偏光膜12'、接著劑 層15、及光學機能薄膜16。光學機能薄膜積層體4〇〇則是在 光學機能薄膜積層體300的構成外’再設置有第2光學機能 薄膜16’ ’其係隔著黏著劑層13設置於薄型偏光膜12,和離型 膜14之間。於本實施形態,上述熱可塑性樹脂基材係可移 除者。 於構成本發明光學積層體之各層的積層方面,並不僅 限於圖示例,可使用任意的適當黏著劑層或接著劑層。黏 著劑層’代表性地係以丙烯醯系黏著劑形成。接著劑層方 面’代表性地係以乙烯醇系接著劑形成。上述光學機能薄 膜’可具有例如偏光膜保護薄膜、相位差膜等功能。 實施例
S 18 201219858 以下’以實施例具體說明本發明,惟本發明並不受該 等實施例所限制。另外,各特性的測定方法如下所述。 1.厚度 使用數位分厘卡(安立知公司製,品名「KC-351C」) 測定。 2·熱可塑性樹脂基材的吸水率 依JIS K 7209測定。 3.熱可塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg) 依JISK7121測定。 [實施例1] (步驟A) 熱可塑性樹脂基材係使用吸水率0.60%、玻璃轉移溫 度(Tg)80°C的非晶質聚對苯二甲酸乙二酯(a-PET)薄膜(三 菱樹脂公司製,商品名「Novaclear」,厚度:ι〇〇μπι)。 在熱可塑性樹脂基材的一面,以60 °C塗佈聚合度 2600、皂化度99.9%的聚乙烯醇(PVA)樹脂(曰本合成化學工 業社製,商品名「Gohsenol (註冊商標)NH-26」)的水溶液, 並予以乾燥,形成厚度7μηι的PVA系樹脂層。以上述方式製 得積層體。 將所得積層體浸潰於液溫3(TC的不溶化浴(相對1〇〇重 量份的水,摻混3重量份硼酸而成之硼酸水溶液)歷時3〇秒 (不溶化步驟)。 接著,於液溫30°C的染色浴(相對1〇〇重量份的水,摻 混0.1重量份的蛾及0.7重量份的破化鉀而成之硬水六^ )中 201219858 將其浸潰’使最後得到的薄型偏光膜之單體穿透率(Ts)為 40〜44% (步驟B)。 接著’使其於液溫30°C的架橋浴(相對1〇〇重量份的 水,摻混3重量份碘化鉀與3重量份硼酸而成之硼酸水溶液) 中浸潰60秒(架橋步驟)。 其後,將積層體浸潰於液溫6(TC的硼酸水溶液(相對 100重量份的水’換混4重量份的棚酸及5重量份的峨化钟而 成的水溶液),同時將其於周速相異的輥筒間縱向(長幅方向) 地實施單軸拉伸(步驟C)。往硼酸水溶液的浸潰時間為12〇 秒,積層體係拉伸至即將破裂前,最大拉伸倍率為5.〇倍。 其後’將積層體浸潰於洗淨浴(相對100重量份的水, 摻混3重量份的峨化斜而成的水溶液)後,以6〇。〇的暖風使 其乾燥(洗淨•乾燥步驟)。 以上述方式’得到在熱可塑性樹脂基材上形成有厚度 3μηι之薄型偏光膜的光學薄膜積層體。 [實施例2] 熱可塑性樹脂基材方面,使用Tg3〇°c之聚曱基戊稀薄 膜(三井化學社製,商品名「τρχ」,厚度:100jim),除此 之外,以和實施例1相同方式製得薄型偏光膜。 於步驟C之最大拉伸倍率為5.5倍,所得薄型偏光膜的 厚度為3μηι。 [實施例3] 製作積層體時’將PVA系樹脂層之厚度形成為1〇μηι, 除此之外,以和實施例1相同方式製得薄型偏光膜。
S 20 201219858 於步驟C之最大拉伸倍率為5.0倍,所得薄型偏光膜 厚度為5μηι。 [實施例4] 除了形成厚度10 μιη的P VA系樹脂層以外,以和實施例工 相同方式製得積層體,將所製得積層體於U(rc烘箱内在周 速相異的輥筒間縱向(長幅方向)地進行2 〇倍單輛拉伸(1 中輔助拉伸步驟)。其後,與實施例丨相同,進行不溶化2 驟、步驟B、架橋步驟、步驟c及洗淨•乾燥步驟,得到薄 型偏光膜。 / 於步驟C中,包含空中輔助拉伸之總拉伸倍率(最大拉 伸倍率)為6·5倍,所得薄型偏光膜的厚度為5μηι。 [實施例5] 除了形成厚度6μπι的PVA系樹脂層以外,以和實施例1 相同方式製得積層體,將所製得積層體於11〇t烘箱内在周 速相異的輥筒間縱向(長幅方向)地進行2 〇倍單軸拉伸(空 中輔助拉伸步驟)。其後,與實施例丨相同,進行不溶化步 驟、步驟B、架橋步驟、步驟C及洗淨•乾燥步驟,得到薄 型偏光膜。 於步驟C中,包含空中輔助拉伸之總拉伸倍率(最大拉 伸倍率)為6.5倍,所得薄型偏光膜的厚度為2 5μιη。 (比較例1) 以芬度75 μιη以PVA系樹脂為主成分之高分子薄膜(可 樂麗(股)公司製,商品名「VF-PS#7500」),依下述[1]〜[5] 的5浴之次序,於薄膜長幅方向施加張力,同時浸潰並拉伸 21 201219858 :===:於薄膜原長為6·2倍。使該拉伸薄膜 的工縣内乾燥_分鐘,製作厚度 的偏光膜。 <條件> [1]膨潤浴:30°C的純水 U]染色浴:相對於水1〇〇重量份,含有〇〇32重量份的 碘、與0.2重2:份的碘化鉀之3〇它水溶液 與3重量%的硼 [3]第1架橋浴:含有3重量%的蛾化卸、 酸之40°C的水溶液 [4]第2架橋浴:含有5重量%的蛾化鉀、與4重量%的删 酸之60°C的水溶液 [5]洗淨浴.含有3重量%的碘化鉀之25<>c的水溶液 (比較例2) 使用以厚度60μιη的PVA系樹脂為主成分之高分子薄 膜,除此之外,與比較例丨相同地製作偏光膜。所得偏光膜 的厚度為22μηι。 (比較例3) 使用以厚度4 0 μηι的p VA系樹脂為主成分之高分子薄 膜,除此之外,與比較例丨相同地製作偏光膜.所得偏光膜 的厚度為17μηι。 (比較例4) 與實施例1相同地製作積層體,將所製得的積層體於 110°C烘箱内空中拉伸(縱單軸拉伸)至積層體即將破裂前。 此時最大拉伸倍率為4.0倍。
S 22 201219858 其後’與實施例1相同地, 驟及洗淨.乾燥步驟,製得薄 的厚度為4μιη。 (比較例5) 依序進行染色步驟、架橋步 型偏光膜。所得薄型偏光膜 门與實施例1相同地製作積層體,用其進行與實施例14目 同的染色步驟後,以6(TC暖風使其乾燥。 相 之後’於赃烘箱内進行空中拉伸(縱單軸拉伸)至靜 體即將破裂前。此時之最大拉伸倍率為4 5倍, : 光膜的厚度為4μιη。 彿 測定所得偏光膜的偏光度。偏光度的測定方法如下。 測定結果顯示於第1表。 (偏光度的測定方法) 使用i外可見光分光光度計(曰本分光社製 7商品名 「V7100」),測定偏光膜的單體穿透率(Ts)、平行穿透率 (TP)、及直交穿透率⑽’並由下式求得偏光度(p)。 偏光度(P)(%)= {(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}丨/2χ1〇〇 另外,上述Ts、Τρ及Tc係依JIS ζ 87〇1的2度觀測角度 (C光源)測定,並為經光度補償之γ値。
所知偏光膜之蛾及蛾化合物的含量,係藉由測定螢光X 射線光譜的強度而定量化。測定條件如下。測定結果顯示 於第1表。 •分析裝置:理學電機工業社製螢光χ射線分析裝置 (XRF),品名「zSXIOOe」 •測定樣本:直徑10mm的圓形樣本 23 201219858 •對陰極:铑 •分光結晶:氟化鋰 •激發光子能:40kV-90mA •蛾測定線· I-LA •定量法:FP法 • 2Θ角峰:103.078deg(碘),136_847deg(鉀) •測定時間:40秒 所得偏光膜的碘及碘化合物的含量,依以下次序,以 離子色層分析法測定。 由所得之偏光膜切下尺寸400mmx700mm的試片,並\ 測量所切下試片的重量。之後,以自動試料燃燒裝置(三菱 化學Analytech公司製,品名:AQF-100),使試片燃燒,並 以10mL的吸收液收集所產生的氣體。所得收集液以15mL 定容,以純水稀釋100倍後,將該稀釋液注入離子色層分析 儀中進行測定。測定條件如下。測定結果顯示於第1表。 •分析裝置:DIONEX公司製,品名「DX-320」 •分離管柱:IonPAC AS11 .保護管柱:IonPAC AS11 •移除系統:ASRS-300 •偵檢器:電導偵檢器 •溶離液:KOH水溶液 •溶離液流量:1.2ml/min .試料注入量:250μ1 所得偏光膜的硼酸含量,依以下程序測定之。 由所得之偏光膜切下尺寸400mmx700mm的試片。將所
S 24 201219858 - 切下的試片測量重量後,於1L的溫水中將試片完全溶解。 從該溶液中擷取適量,並使用lmol/L的NaOH水溶液作中和 滴定,藉此測定硼酸濃度(重量%)。 所得硼酸濃度(重量%)乘以試片重量即可算出硼酸含 量(经/(40〇11111^70〇111111口))。結果顯示於第1表。 [第1表] 厚度 μιη 單體穿 透率 % 偏光度 % 碘 硼酸 g/(400mmx 700mm □) kcps g/(400 mm><70 Omma) 實施例1 3 42.2 99.98 2.0 10.9 0.3 實施例2 3 42.1 99.99 1.7 9.4 0.4 實施例3 5 42.3 99.99 2.1 11.5 0.5 實施例4 5 42.6 99.99 1.9 10.4 0.6 實施例5 2.5 43.9 99.96 1.0 6.0 0.3 比較例1 30 42.2 99.99 3.5 18.6 3.5 比較例2 22 42.1 99.99 3.0 16.1 2.5 比較例3 17 42.3 99.99 2.7 14.5 2.0 比較例4 4 42.1 99.57 1.5 8.4 0.2 比較例5 4 42.0 97.18 1.9 10.4 0.3 實施例1至5的薄型偏光膜,碘及硼酸的含量極低,且 光學特性亦極為優良。 產業可利用性 本發明之薄型偏光膜,具有較習知的薄型偏光膜更高 的偏光性能。因此,依據本發明,薄型偏光膜係可適用於 液晶電視、液晶顯不、行動電話、數位相機、攝影機、 行動遊戲機、導航裝置、影印機、印表機、傳真機、時鐘、 微波爐專之液晶面板。 C圖式簡單說明3 第1圖係本發明較佳實施形態之積層體的剖面示意圖。 25 201219858 第2圖係表示本發明薄型偏光膜之製造方法的一例的 示意圖。 第3圖係本發明較佳實施形態之光學薄膜積層體的剖 面示意圖。 第4圖係本發明另一較佳實施形態之光學機能薄膜積 層體的剖面示意面。 【主要元件符號說明】 10...積層體 131、132...輥筒 11、1Γ...熱可塑性樹脂基材 130...硼酸與碘化鉀的水溶液 12...PVA系樹脂層 浴 12’...薄型偏光膜 140...硼酸水溶液浴 13...黏著劑層 141、142...輥筒 14...離型膜 150...蛾化鉀水溶液浴 15...接著劑層 151、152...輥筒 16...光學機能薄膜 160...收捲部 16’...第2光學機能薄膜 100...光學薄膜積層體 100...捲放部 200...光學薄膜積層體 111、112...輥筒 300、400…光學機能薄膜積層 110.. .硼酸水溶液浴 121、122…輥筒 120.. .碘與碘化鉀的水溶液浴 體 26 s
Claims (1)
- 201219858 七、申請專利範圍: 1. 一種薄型偏光膜,係於熱可塑性樹脂基材上形成聚乙烯 醇系樹脂層而製得者,其厚度為l〇//m以下,單體穿透 率為42.0%以上,偏光度為99.95%以上,且以離子色層 分析法測定之峨含量為17.6g/(400mmx700mm[I])以下。 2. 如申請專利範圍第1項之薄型偏光膜,其硼酸含量為 l-5g/(400mmx700mm|H|)以下。 3. —種如申請專利範圍第1或2項之薄型偏光膜之製造方 法,係包含以下步驟: 製作積層體的步驟,係於熱可塑性樹脂基材上形成 聚乙烯醇系樹脂層並製作積層體者; 染色步驟,將該聚乙烯醇系樹脂層以碘染色者;以 及 水中拉伸的步驟,將該積層體於硼酸水溶液中進行 水中拉伸者。 4. 如申請專利範圍第3項之薄型偏光膜之製造方法,其中 前述積層體的最大拉伸倍率係5.0倍以上。 5. 如申請專利範圍第3或4項之薄型偏光膜之製造方法,係 包含空中拉伸的步驟,其係於前述染色步驟及前述硼酸 水中拉伸前,將前述積層體以95°C以上進行空中拉伸 者0 27
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