TW201527811A

TW201527811A - 於各波長具有均一穿透率之偏光元件及偏光板

Info

Publication number: TW201527811A
Application number: TW103141721A
Authority: TW
Inventors: Noriaki Mochizuki
Original assignee: Nippon Kayaku Kk; Polatechno Co Ltd
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2015-07-16
Also published as: WO2015083672A1; CN105683786B; HK1220257A1; TWI646359B; KR20160094364A; JPWO2015083672A1; CN105683786A; JP6779013B2

Abstract

本案之偏光元件係提供一種於與吸收軸平行地配置之情形及與吸收軸正交地配置之情形時，均於各波長穿透率下具有大致一定之穿透率的碘系偏光元件及偏光板。本發明係一種偏光元件，其特徵在於：其係包括包含吸附硼酸並經延伸之親水性高分子且含有碘之具有偏光功能之基材者，並且單獨測定該基材之情形時之可見度修正單體穿透率Ys為40.0%至42.5%，該可見度修正單體穿透率Ys與460nm之單體穿透率Ts460之差為1%以內，該可見度修正單體穿透率Ys與550nm之單體穿透率Ts550之差為1%以內，該可見度修正單體穿透率Ys與610nm之單體穿透率Ts610之差為1%以內，使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之可見度修正正交穿透率Yc為0.01%以下。

Description

於各波長具有均一穿透率之偏光元件及偏光板

本發明係關於一種於各波長具有均一穿透率之偏光元件及偏光板。

偏光元件一般係藉由使作為二色性色素之碘或二色性染料於聚乙烯醇樹脂膜上吸附配向而製造。於該偏光元件之至少單面經由接著劑層貼合包含三乙醯纖維素等之保護膜而製成偏光板，並用於液晶顯示裝置等。使用碘作為二色性色素之偏光板被稱為碘系偏光板，另一方面，使用二色性染料作為二色性色素之偏光板被稱為染料系偏光板。該等中，染料系偏光板有具有高耐熱性、高濕熱耐久性、高穩定性，又，藉由調配所獲得之顏色之選擇性較高之特徵，但另一方面，存在與具有相同偏光度之碘系偏光板相比穿透率較低，即對比較低之問題。若將迄今為止之偏光元件與吸收軸平行地設置並顯示白色，則380nm至480nm之穿透率低於500nmm至600nm之穿透率，而無法保持各波長之發光均一性。因此，例如嘗試於將偏光元件之吸收軸平行地設置之情形時，欲將各波長穿透率改善為具有一定穿透率。然而，於該情形時亦存在如下問題：於設置於與吸收軸正交之軸之情形時，380nm至480nm之波長、尤其是460nm之波長之穿透率高於可見度較高之550nm附近之穿透率，而對比降低。因此，作為偏光元件或偏光板，業界謀求具有較高之偏光性能、即具有高對比並且可使可見光範圍之各波長穿透率成為一定之偏光元件或偏光板。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2005-49698號

[專利文獻2]日本專利特開2005-202367號

[非專利文獻1]功能性色素之應用第一次印刷發行版，CMC(股份)出版，入江正浩監修，P98~100

使偏光板之穿透率於各波長下成為一定之方法例如揭示於專利文獻1或專利文獻2中。專利文獻1中揭示有於膜厚8至18μm之偏光元件中410nm之正交偏光時之穿透率為0.001%至0.1%之偏光元件之技術。然而，該技術僅改善正交位之褪色或色相，而未改善平行位之各波長穿透率。專利文獻2中揭示有包含於由含有2價金屬之水溶性樹脂所形成之基質中分散有微小區域之構造之膜的偏光元件之技術。然而，藉由該技術亦未獲得平行位與正交位之各波長之穿透率為一定之偏光元件或偏光板。

本發明者為了解決上述問題進行努力研究，結果完成本發明。

即，本發明係關於如下者：

「(1)一種偏光元件，其特徵在於：其係包括包含吸附硼酸並經延伸之親水性高分子且含有碘之具有偏光功能之基材者，並且單獨測定該基材之情形時之可見度修正單體穿透率Ys為40.0%至42.5%，該可見度修正單體穿透率Ys與460nm之單體穿透率Ts₄₆₀之差為 1%以內，該可見度修正單體穿透率Ys與550nm之單體穿透率Ts₅₅₀之差為1%以內，該可見度修正單體穿透率Ys與610nm之單體穿透率Ts₆₁₀之差為1%以內，使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之可見度修正正交穿透率Yc為0.01%以下；

(2)如上述(1)之偏光元件，其特徵在於：使2片上述基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之可見度修正平行穿透率Yp為33%至37%之範圍，該平行穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之460nm之平行穿透率Tp₄₆₀之差為3%以內；

(3)如上述(1)或(2)之偏光元件，其特徵在於：使2片上述基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之可見度修正平行穿透率Yp為33%至37%之範圍，該平行穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之295nm之穿透率Tp₂₉₅滿足下述式(1)，且該平行穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之穿透率Tp₃₆₀滿足下述式(2)，1.05×Yp-26≦Tp₂₉₅≦1.05×Yp-13 式(1)

1.25×Yp-26.25≦Tp₃₆₀≦1.25×Yp-16.25 式(2)；

(4)如上述(1)至(3)中任一項之偏光元件，其特徵在於：使2片上述基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之295nm之穿透率Tc₂₉₅滿足下述式(3)，且使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之穿透率Tc₃₆₀滿足下述式(4)， 2.0×10^-30×Yp^18.6≦Tc₂₉₅≦2.0×10^-30×Yp^19.4 式(3)

4.0×10^-37×Yp^22.12≦Tc₃₆₀≦4.0×10^-37×Yp^22.67 式(4)；

(5)如上述(1)至(4)中任一項之偏光元件，其特徵在於：使2片上述基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之460nm之穿透率Tc₄₆₀為0.035%以下，且使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之610nm之穿透率Tc₆₁₀為0.01%以下；

(6)如上述(1)至(5)中任一項之偏光元件，其特徵在於：上述基材包含聚乙烯醇系樹脂膜，且該聚乙烯醇系樹脂膜之聚合度為3000至7000；

(7)一種偏光板，其係於如上述(1)至(6)中任一項之偏光元件之至少單面設置支持體膜而成；

(8)一種液晶顯示裝置，其具備如上述(1)至(6)中任一項之偏光元件或如上述(7)之偏光板；

(9)一種偏光元件之製造方法，其特徵在於：其係包括包含吸附硼酸並經延伸之親水性高分子且含有碘之具有偏光功能之基材的偏光元件之製造方法，並且包括：(i)使聚乙烯醇系樹脂膜中含有二色性色素而獲得含有二色性色素之膜之步驟；(ii)將上述含有二色性色素之膜進行延伸而獲得經延伸之膜之步驟；(iii)使用含氯化物溶液或含碘化物溶液將上述經延伸之膜供於後處理之步驟；及(iv)於上述後處理後使膜乾燥而獲得上述基材之步驟；並且上述含氯化物溶液或含碘化物溶液之濃度為0.1~15重量%」。

本發明係關於一種於各波長具有一定之穿透率之偏光元件及偏光板，該偏光元件及偏光板可用作穿透率較高、對比率較高、且色再現性非常高之顯示器用偏光板、尤其是液晶顯示器用偏光板。

<偏光元件>

作為製作本發明之偏光元件之方法，例如可列舉如下方法：進行使親水性高分子膜膨潤之步驟，繼而進行使其含有二色性色素之染色步驟，繼而視需要進行耐水化處理步驟，繼而經過延伸步驟、其次後處理步驟、最後乾燥步驟而製作。

作為用於偏光元件之親水性高分子膜，例如可列舉包含聚乙烯醇系樹脂、直鏈澱粉系樹脂、澱粉系樹脂、纖維素系樹脂或聚丙烯酸鹽系樹脂等之膜，使用藉由澆鑄等將該等樹脂製膜成膜狀者。於該等中，較佳為聚乙烯醇系樹脂(以下有時亦簡稱為「PVA」)膜。於本發明中，最佳為包含聚乙烯醇系樹脂膜及碘等二色性物質之偏光元件。該等偏光元件之厚度並無特別限制，一般為5~80μm左右。

上述聚乙烯醇系樹脂之製造方法並無特別限定，可藉由公知方法而製作。例如聚乙烯醇系樹脂可藉由將聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而獲得。此處，作為聚乙酸乙烯酯系樹脂，可列舉作為乙酸乙烯酯之均聚物之聚乙酸乙烯酯，此外，亦可列舉乙酸乙烯酯與可與其共聚合之其他單體之共聚物等。作為可與乙酸乙烯酯共聚合之其他單體，例如可列舉不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類或不飽和磺酸類等。該聚乙烯醇系樹脂亦可進一步加以改性，例如亦可使用利用醛類改性而成之聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮乙醛等。可使用將聚乙烯醇系樹脂製膜而成者作為聚乙烯醇系樹脂膜。

為了提高本發明之光學特性，PVA之聚合度需為3000至10000，若PVA之聚合度未達3000，則難以表現出較高之偏光性能。若聚合度超過7000，則PVA變硬，製膜性或延伸性降低，而生產性降低，因此就工業性之觀點而言較佳為10000以下。

PVA之聚合度係指以如下方式測得之聚合度(黏度平均聚合度)。

於95℃下將PVA 0.28g溶解於蒸餾水70g中，而製作0.4%PVA水溶液，並將其冷卻至30℃。於30℃之恆溫水槽中進行冷卻，而製成聚合度測定用樣品。繼而，利用105℃之乾燥機使聚合度測定用樣品10mL於蒸發皿中乾燥20小時，並測定聚合度測定用樣品之乾燥後重量[α(g)]。聚合度測定用樣品之濃度C(g/L)係根據下述式(i)而算出。

C=1000×α/10...式(i)

進而，利用10mL全移液管將聚合度測定用樣品或蒸餾水投入至奧士華黏度計中，並於30℃之恆溫水槽中穩定15分鐘。對所投入之聚合度測定用樣品之落下秒數t₁(秒)及蒸餾水之落下秒數t₀(秒)進行測定，並根據下述式(ii)至式(iv)而算出黏度平均聚合度E。

ηt=t₁/t₀...式(ii)

η=2.303×Log(ηt/c)...式(iii)

Log(E)=1.613×Log([η]×104/8.29)...式(iv)

PVA之皂化度較佳為99莫耳%以上，更佳為99.5莫耳%以上。若皂化度未達99莫耳%，則有容易溶出PVA，誘發光學特性之面內不均、染色步驟中之染色性之降低、延伸步驟中之切斷，而使生產性明顯降低之虞，故而欠佳。

本發明中所使用之PVA可藉由將使乙烯酯聚合所獲得之聚乙烯酯系聚合物皂化而製造。作為乙烯酯，可例示乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等，自該等中選擇1種或2種以上。於該等中，可較佳地使用乙酸乙烯酯。聚合溫度並無特別限制，於使用甲醇作為聚合溶劑之情形時，由於甲醇之沸點為60℃附近，故而較佳為60℃左右。關於PVA，只要不損害本發明之效果，則並不限定於乙烯酯之均聚物之皂化物。例如亦可為使以未達5莫耳%之比率使不飽和羧酸或其衍生物、不飽和磺酸或其衍生物、碳數2~30之α-烯烴等於PVA上進行接枝共聚合而成之改性PVAI乙烯酯與不飽和羧酸或其衍生物、不飽和磺酸或其衍生物、碳數2~30之α-烯烴等以未達15莫耳%之比率進行共聚合而成的改性聚乙烯酯之皂化物、利用福馬林、丁醛、苯甲醛等醛類對PVA之羥基之一部分進行交聯而成之聚乙烯醇縮乙醛系聚合物等。

藉由將以上述方式獲得之PVA製膜，可獲得膜原片。作為PVA之製膜方法，可列舉將含水PVA熔融擠出之方法，此外，亦可列舉流延製膜法、濕式製膜法(向不良溶劑中噴出)、凝膠製膜法(將PVA水溶液暫時冷卻凝膠化後將溶劑萃取去除)、澆鑄製膜法(使PVA水溶液於基板上流動並乾燥)、及該等之組合方法等，但並不限定於該等方法。

作為製膜時所使用之溶劑，例如可列舉：二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷、乙二胺、二乙三胺、水等，但並不限定於該等。溶劑可使用1種，亦可將2種以上混合而使用。製膜時所使用之溶劑量例如為50~95質量%，較佳為70~95質量%，但並不限定於該等範圍。但是，若溶劑量未達50質量%，則製膜原液之黏度變高，製備時之過濾或消泡變得困難，而難以獲得不含異物且無缺點之膜原片。又，若揮發分率超過95質量%，則製膜原液之黏度變得過低，目標厚度之控制較難，因乾燥時之風所引起之表面波動之影響、或乾燥時間變長，而生產性降低。

於製造膜原片時，亦可使用塑化劑。作為塑化劑，可列舉甘油、雙甘油、乙二醇等，但並不限定於該等。塑化劑之使用量亦無特別限制，通常相對於PVA 100質量份較佳為5~15質量份之範圍內。

作為製膜後之膜原片之乾燥方法，例如可列舉利用熱風之乾燥、或使用熱輥之接觸乾燥、或利用紅外線加熱器之乾燥等，但並無限定。可單獨採用該等方法中之1種，亦可將2種以上組合而進行乾燥。關於乾燥溫度亦無特別限制，較佳為50~70℃之範圍內。

對於乾燥後之膜原片，為了將其膨潤度控制為下述特定範圍內，較佳為進行熱處理。作為製膜後之膜原片之熱處理方法，例如可列舉利用熱風之方法、或使膜原片與熱輥接觸之方法，只要為可利用熱進行處理之方法則無特別限定。可單獨採用該等方法中之1種，亦可將2種以上組合。關於熱處理溫度及時間並無特別限制，較佳為110~140℃之範圍內，較適合為約1分鐘至10分鐘之處理，但並無特別限定。

如此獲得之膜原片之厚度較佳為20~100μm，更佳為20~80μm，進而較佳為20~60μm。若厚度未達20μm，則容易發生膜之破裂。若厚度超過100μm，則延伸時對膜所施加之應力變大，延伸步驟中之機械負荷變大，而需要用於耐受該負荷之大規模裝置。

膜原片之膨潤度F較佳為180~250%，更佳為205~235%，進而較佳為210~230%。若膨潤度F未達180%，則延伸時之延展性較少，於低倍率下破裂之可能性變高，而難以進行充分之延伸。又，若膨潤度F超過240%，則膨潤變得過多，會產生皺褶或鬆弛，而成為延伸時切斷之原因。為了控制膨潤度F，例如可設為於對製膜後之膜原片進行熱處理時之溫度及時間下較適合之膨潤度F。

膜原片之膨潤度F之測定方法如下所述。

將膜原片切割為5cm×5cm，並於30℃之蒸餾水1升中浸漬4小時。將該浸漬後之膜自蒸餾水中取出，利用2片濾紙夾持而將表面之水滴吸收後，測定於水中浸漬過之膜之重量[β(g)]。進而，利用105℃之乾燥機使浸漬並吸收有水滴之膜乾燥20小時，並利用乾燥器冷卻30分鐘後，測定乾燥後之膜之重量[γ(g)]，根據式(v)而算出膜原片之膨潤度F。

膨潤度F=100×β/γ(%)...式(v)

使用以上述方式製作之原片膜，藉由包括以下所說明之步驟之方法而製造本發明之偏光元件。

(膨潤步驟)

首先將上述膜原片供於使膜膨潤之膨潤步驟。

於該步驟中，膨潤係藉由使聚乙烯醇系樹脂膜於20~50℃之溶液中浸漬15秒~10分鐘而完成。此時之溶液較佳為水，亦可為甘油、乙醇、乙二醇、丙二醇、低分子量聚乙二醇等水溶性有機溶劑、或水與水溶性有機溶劑之混合溶液。於膨潤步驟中亦較佳為為了防止皺褶或折痕之產生而適度進行延伸，其延伸倍率較佳為1.00~1.50倍，更佳為1.10~1.35倍。於縮短製作偏光元件之時間之情形時，由於在碘、碘化物處理時、染料之染色步驟中亦可獲得膨潤效果，故而亦可省略該步驟。

(染色步驟)

繼而，將膨潤之上述聚乙烯醇系樹脂膜供於利用含有二色性色素之溶液進行染色之染色步驟。

作為溶液之溶劑較佳為水，但並無特別限定。作為二色性色素，例如可列舉由碘與碘化物之混合溶液所獲得之多碘離子、或有機化合物之二色性染料等。作為碘化物，例如可使用碘化鉀、碘化銨、碘化鈷、碘化鋅等，但並不限定於此處所例示之碘化物。碘與碘化物之混合溶液中之碘濃度為0.0001~0.5wt%，較佳為0.001~0.4wt%。所使用之碘化物之濃度較佳為0.0001~8wt%。視情形亦可使用例如非專利文獻1中記載之二色性色素等作為有機化合物之二色性染料，並於不損害本申請案所要求之性能之範圍內進行色修正。染料並無限定，可使用公知之二色性染料。染料濃度並無特別限定，例如宜為0.006wt%至0.3wt%左右。於染色性不充分之情形時，較佳為添加三聚磷酸鈉及/或芒硝(硫酸鈉)等著色助劑進行染色。又，染色溫度為5℃~50℃，較佳為5~40℃，更佳為10℃~30℃。染色時間可根據所獲得之偏光元件之穿透率等而適當調節，為30秒~6分鐘左右，更佳為1分鐘~5分鐘。於該步驟中，亦較佳為為了防止皺褶或折痕之產生而適度進行延伸。其延伸倍率較佳為0.90~2.00倍，更佳為1.00~1.30倍。

於上述染色步驟中，亦可於含有上述二色性色素之溶液中添加交聯劑及/或耐水化劑。作為交聯劑，例如可使用硼酸、硼砂、硼酸銨等硼化合物，乙二醛、戊二醛等多元醛，縮二脲型、異氰尿酸酯型、封閉型等之多異氰酸酯系化合物，硫酸氧鈦等鈦系化合物等，此外，亦可使用乙二醇縮水甘油醚、聚醯胺表氯醇等。作為耐水化劑，可列舉過氧化琥珀酸、過硫酸銨、過氯酸鈣、安息香乙醚、乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、氯化銨、氯化鎂等，較佳為硼酸。關於添加濃度，例如於添加硼酸之情形時，相對於含有二色性色素之溶液為0.1~5.0wt%，較佳為2~4wt%。亦可進而視需要於上述染色步驟後且進入下一延伸步驟前對含有二色性色素之聚乙烯醇系樹脂膜進行清洗。作為進行清洗之溶劑，一般使用水，可使用醇系溶劑、二醇系溶劑、甘油或其等之混合溶劑等，而並無特別限定。又，清洗時之溫度或時間只要根據目標偏光元件之穿透率、或所使用之二色性色素之種類而適當調整即可。

(耐水化處理步驟)

繼而，於染色步驟後，供於對經染色之膜視需要實施耐水化處理之耐水化處理步驟。

於該步驟中，利用含有交聯劑或/及耐水化劑之溶液對上述膜進行處理。作為交聯劑或/及耐水化劑，可列舉：上述硼酸、硼砂、硼酸銨等硼化合物，乙二醛、戊二醛等多元醛，縮二脲型、異氰尿酸酯型、封閉型等之多異氰酸酯系化合物，硫酸氧鈦等鈦系化合物，乙二醇縮水甘油醚、聚醯胺表氯醇、過氧化琥珀酸、過硫酸銨、過氯酸鈣、安息香乙醚、乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、氯化銨、氯化鎂等，較佳為硼酸。作為此時之溶劑，例如可使用水、醇系溶劑、二醇系溶劑、甘油或其等之混合溶劑等。關於交聯劑或/及耐水化劑之濃度，例如於硼酸水溶液之情形時，於該溶液中較佳為0.1wt%~6.0wt%左右之濃度，更佳為2wt%~4wt%。該步驟中之處理溫度為5℃~60℃，較佳為5~45℃左右。處理時間較佳為1分鐘~5分鐘左右。於該步驟中，亦較佳為為了防止皺褶或折痕之產生而適度進行延伸，其延伸倍率為0.95~1.5倍左右。

(延伸步驟)

進而，供於將聚乙烯醇系樹脂膜進行延伸之延伸步驟。

於該步驟中，將該膜進行單軸延伸。作為延伸方法，可使用濕式延伸法或乾式延伸法之任一者。

作為乾式延伸法之具體方法，例如可列舉輥間區域延伸法、輥加熱延伸法、壓延伸法、紅外線加熱延伸法等，但並無特別限定。延伸時之溫度宜為常溫~180℃，濕度宜為20~95%RH左右。延伸可以1段進行，亦可為2段處理以上之多段延伸。

濕式延伸法係於水、水溶性有機溶劑、或其混合水溶液中進行延伸之方法，較佳為一面於如下溶液中浸漬一面進行延伸處理，該溶液於較佳為該水、水溶性有機溶劑、或其混合水溶液中含有上述硼酸、硼砂、硼酸銨等硼化合物，乙二醛、戊二醛等多元醛，縮二脲型、異氰尿酸酯型、封閉型等之多異氰酸酯系化合物，硫酸氧鈦等鈦系化合物，乙二醇縮水甘油醚、聚醯胺表氯醇、過氧化琥珀酸、過硫酸銨、過氯酸鈣、安息香乙醚、乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、氯化銨、氯化鎂等硼酸等交聯劑或/及耐水化劑，更佳為於硼酸水溶液中進行延伸。交聯劑或/及耐水化劑之濃度較佳為0.5~8wt%，較佳為2.0~4.0wt%。延伸倍率較佳為3~8倍，更佳為5~7倍左右。延伸溫度較佳為40~60℃，更佳為45~55℃。延伸時間較佳為30秒~20分鐘，更佳為2分鐘~5分鐘。延伸處理可為1段，亦可為2段以上之多段延伸。

由於在經延伸之含有二色性色素之聚乙烯醇系樹脂膜之表面有時會析出異物或附著異物，故而亦可進行清洗。作為進行清洗之溶劑，可使用水、醇系溶劑等，但並不限定於該等。於清洗溶劑中，亦可為了提高膜之耐久性而含有硼酸之類的交聯劑及/或耐水化劑。交聯劑及/或耐水化劑之濃度並無限定，例如為0.1~10wt%。

(後處理步驟)

其次，為了調整色相、提高偏光特性、提高耐久性，進行對上述膜實施後處理之後處理步驟。

於該步驟中，具體而言，利用含有氯化物或碘化物之溶液對含有二色性色素且經單軸延伸之聚乙烯醇系樹脂膜進行處理。作為氯化物或碘化物，例如可列舉碘化鉀、碘化鈉、碘化銨、碘化鈷、碘化鋅等碘化物，氯化鋅、氯化鉀、氯化鈉等氯化物等，將其中之一種或兩種以上混合至溶液中而進行處理。溶液中之氯化物或碘化物之濃度較佳為0.1~15wt%，更佳為0.15~10wt%。於該步驟中，亦較佳為為了防止皺褶或折痕之產生而適度進行延伸，此時之延伸倍率較佳為0.90~1.10倍。又，處理溫度例如較佳為5~50℃以下，更佳為20~40℃。處理時間例如為1秒~5分鐘左右，較佳為5秒~30秒。於該步驟中，亦可添加上述交聯劑及/或耐水化劑。添加濃度例如為0.5%~10wt%。

作為至此為止之處理步驟中所使用之溶劑，例如可列舉：水、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羥甲基丙烷等醇類、乙二胺或二乙三胺等胺類等溶劑，但並不限定於該等。又，亦可使用1種以上之該等溶劑之混合物。最佳之溶劑為水。

(乾燥步驟)

藉由於上述後處理步驟後經過乾燥步驟，可獲得本發明之偏光元件之基材。

作為乾燥之方法，例如可列舉自然乾燥、利用輥之壓縮、或利用氣刀或吸水輥等去除表面水分之方法、利用加熱之乾燥等。作為加熱乾燥之情形時之乾燥溫度，較佳為20~90℃，更佳為40~70℃。乾燥時間較佳為30秒~20分鐘左右，更佳為2分鐘~10分鐘左右。於該乾燥步驟中，亦較佳為為了防止因乾燥所伴隨之聚乙烯醇系樹脂膜之收縮所導致之皺褶或條紋之產生而適度進行延伸，此時之延伸倍率較佳為0.95~1.10倍。

藉由經過上述膨潤步驟、染色步驟、任意之耐水化處理步驟、延伸步驟、後處理步驟、及乾燥步驟，可獲得偏光元件之基材。並且，關於如此獲得之基材，其單獨測定時之可見度修正單體穿透率Ys 為40.0%至42.5%，可見度修正單體穿透率Ys與460nm之穿透率Ts₄₆₀之差為1%以內，可見度修正單體穿透率Ys與550nm之穿透率Ts₅₅₀之差為1%以內，可見度修正單體穿透率Ys與610nm之穿透率Ts₆₁₀之差為1%以內，將使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定而獲得之可見度修正穿透率Yc調整為0.01%以下。

為了獲得具備具有上述特性之基材之偏光元件，重要的是於後處理步驟中利用含有具有適當濃度之氯化物或碘化物之溶液對膜進行處理。於該步驟中，需要根據延伸條件而調整溶液中之含有氯化物或碘化物之濃度、及其處理時間。對於該濃度及處理時間，非常重要的是根據針對偏光元件之碘、及碘化鉀等碘化物、以及氯化鉀等氯化物於偏光元件中之含浸狀況而進行調整。尤其是濃度亦受延伸步驟之延伸狀態、製作偏光元件之場所之溫度或濕度等影響，因此需要非常細微之微調整。通常，後處理步驟中所使用之含氯化物溶液或含碘化物溶液之濃度係相對於水1000重量份添加氯化物或碘化物1.0重量份至150重量份、較佳為1.5重量份至100重量份而製備者。

又，較佳為為了儘量不產生膜之收縮或膨脹而一面保持延伸之延伸倍率及/或延伸張力一面進行處理。進而，較佳為於無膜之搬送速度與後處理步驟之水流速度之相對速度之差之狀態下進行處理，又，更佳為此時於處理液中使用超音波，充分地進行處理直至到達偏光元件之內部。可藉由以上方法進行後處理步驟，而獲得本申請案之偏光元件。

作為調整對於偏光元件更良好之製造之指標，使2片基材與吸收軸方向平行並進行測定而獲得之可見度修正平行穿透率Yp為33%至37%之範圍，該穿透率Yp與使2片基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之460nm之穿透率Tp₄₆₀之差為3%以內。為了將Yp與Tp₄₆₀之差設為3%以內，需要對使2片基材與吸收軸方向平行並進行測定而獲得之295nm之穿透率及360nm之穿透率進行調整。認為295nm之穿透率及360nm之穿透率係因偏光元件中之I₃ ^-、I₅ ^-等多碘之含量而變動。藉由調整偏光元件中之I₃ ^-、I₅ ^-等多碘之含量，可調整295nm與360nm之穿透率，可將Yp與Tp₄₆₀之差調整為3%以內。

為了製造更良好之偏光元件，需以如下方式進行調整：使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定而獲得之可見度修正穿透率Yp為33%至37%之範圍，該穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之295nm之穿透率Tp₂₉₅滿足下述式(1)，且上述Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之穿透率Tp₃₆₀滿足下述式(2)。

1.05×Yp-26≦Tp₂₉₅≦1.05×Yp-13 式(1)

1.25×Yp-26.25≦Tp₃₆₀≦1.25×Yp-16.25 式(2)

為了進一步提高偏光元件之性能，尤其是提高偏光元件之作為可見光範圍之380nm至480nm之性能，需要提高295nm、360nm之I₃ ^-、I₅ ^-等多碘之配向性，進而較佳為滿足上述式(1)及式(2)，進而，使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之295nm之穿透率Tc₂₉₅滿足下述式(3)，且使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之穿透率Tc₃₆₀滿足下述式(4)。再者，於下述式中，Yp^18.6、Yp^19.4、Yp^22.12及Yp^22.67分別表示平行穿透率Yp之乘數。

2.0×10^-30×Yp^18.6≦Tc₂₉₅≦2.0×10^-30×Yp^19.4 式(3)

4.0×10^-37×Yp^22.12≦Tc₃₆₀≦4.0×10^-37×Yp^22.67 式(4)

進而，於近年來之LED背光光源中，使用螢光體使460nm之藍色光發出白色，因此以460nm為中心之穿透率對於提高偏光元件之對比而言較重要。尤其是若於460nm下使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之偏光元件之穿透率較高，則藍色光會洩漏而作為顯示器無法表現出純黑色。又，此時，若610nm之穿透率與460nm相比不具有某一定之穿透率以下，則同樣無法表現出純黑色，而無法實現白色與黑色之對比。因此，偏光元件之穿透率較佳為以使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之460nm之穿透率為0.035%以下，且使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之610nm之穿透率成為0.01%以下之方式進行調整。

進而，為此，可藉由使用包含聚乙烯醇系樹脂之聚合度為3000至10000之聚乙烯醇系樹脂膜之膜原片作為偏光元件之基材而容易地達成本申請案。更佳為聚乙烯醇系膜之聚合度為3500至6000，進而較佳為聚合度為4500至6000。

<偏光板>

藉由於經過以上步驟而獲得之本發明之偏光元件之至少單面或兩面設置透明保護層，可獲得本發明之偏光板。具體而言，透明保護層可藉由將形成該保護層之聚合物或膜塗佈或層壓至本發明之偏光元件上而設置。作為形成透明保護層之透明聚合物或膜，較佳為機械強度較高且熱穩定性良好之透明聚合物或膜。進而，更佳為水分阻斷性優異者。作為用作透明保護層之物質，例如可列舉：三乙醯纖維素或雙乙醯纖維素之類的纖維素乙酸酯樹脂或其膜、丙烯酸系樹脂或其膜、聚酯樹脂或其膜、聚芳酯樹脂或其膜、以降烯之類的環狀烯烴作為單體之環狀聚烯烴樹脂或其膜、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、環系或具有降烯骨架之聚烯烴或其共聚物、主鏈或側鏈為醯亞胺或/及醯胺之樹脂或聚合物或其膜等。進而，由於已知聚乙烯醇系樹脂一般作為配向膜而發揮功能，故而亦可於所獲得之偏光元件之表面應用例如摩擦處理、或配向膜塗佈及配向處理等而設置具有液晶性之樹脂或其膜。保護膜之厚度例如為0.5~200μm左右。於將該等膜設置於偏光元件之兩面之情形時，可使用相同之膜，亦可使用不同之膜。

於將作為上述透明保護層之膜與本發明之偏光元件進行層壓之情形時，較佳為使用接著劑。作為接著劑，例如可列舉聚乙烯醇系、胺基甲酸酯系、丙烯酸系、環氧系接著劑。作為聚乙烯醇系接著劑，例如可列舉Gosenol NH-26(日本合成公司製造)、EXCEVAL RS-2117(Kuraray公司製造)等，但並不限定於該等。於接著劑中，亦可添加交聯劑及/或耐水化劑。又，亦可於接著劑中以0.0001wt%至20wt%之濃度含有無機酸或其鹽及/或有機酸，較佳為含有0.02至5wt%。可使用於聚乙烯醇系接著劑中將順丁烯二酸酐-異丁烯共聚物單獨或與交聯劑一併混合而成之接著劑。作為順丁烯二酸酐-異丁烯共聚物，例如可列舉：ISOBAM#18(Kuraray公司製造)、ISOBAM#04(Kuraray公司製造)、氨改性ISOBAM#104(Kuraray公司製造)、氨改性ISOBAM#110(Kuraray公司製造)、醯亞胺化ISOBAM#304(Kuraray公司製造)、醯亞胺化ISOBAM#310(Kuraray公司製造)等。對於此時之交聯劑可使用水溶性多元環氧化合物。所謂水溶性多元環氧化合物，例如可列舉：DENACOL EX-521(Nagase chemteX公司製造)、Tetrad C(三井瓦斯化學公司製造)等。又，藉由以相對於接著劑成分為0.01至10wt%左右之濃度含有上述緩衝劑或無機酸或其鹽及/或有機酸、鋅化合物、氯化物或碘化物等、更佳為上述緩衝劑或無機酸或其鹽及/或有機酸作為接著劑之添加物，可同樣地提高耐久性。利用上述接著劑將作為透明保護層之膜與本發明之偏光元件貼合後，進行加熱乾燥，進而進行熱處理，藉此可使之接著。

於將所獲得之偏光板與例如液晶顯示等顯示裝置貼合之情形或於偏光濾波器或偏光透鏡中使用之情形時，亦可於之後成為非露出面之保護層或膜之表面設置用以改善視野角及/或改善對比之各種功能性層、具有亮度提高性之層或膜。於將偏光板與該等膜或顯示裝置貼合時較佳為使用黏著劑。

該偏光板亦可於另一表面、即保護層或膜之露出面具有抗反射層或防眩層、硬塗層等公知之各種功能性層。於製作該具有各種功能性之層時，較佳為藉由塗佈方法而設置於該另一面，亦可經由接著劑或黏著劑而貼合具有該功能之膜。又，所謂各種功能性層，可設為控制相位差之層或膜。

藉由以上說明之方法，可獲得於各波長具有一定之穿透率之偏光元件或偏光板。如此獲得之本發明之偏光元件或偏光板具有較高之偏光性能、即具有高對比，並且可使可見光範圍之各波長穿透率成為一定，且耐久性優異，因此可長期間維持穩定之性能。

<液晶顯示裝置>

進而，藉由將本發明之偏光板用於液晶顯示器或電致發光顯示裝置、CRT(cathode-ray tube，陰極射線管)等，可獲得本發明之圖像顯示裝置。尤其是可藉由利用黏著劑將本發明之偏光板視需要與相位差膜一併貼合於構成液晶顯示器之液晶單元之兩側，而獲得液晶顯示裝置。

[實施例]

以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不受該等限定。

各實施例中所示之穿透率之評估係以如下方式進行。

將測定1片偏光元件或偏光板時之各波長之穿透率設為單體穿透率Ts，將使2片偏光元件或偏光板以其吸收軸方向相同之方式重疊之情形時之各波長之穿透率設為平行穿透率Tp，將使2片偏光板以其吸收軸正交之方式重疊之情形時之各波長之穿透率設為正交穿透率Tc。

分光穿透率Ts、Tp及Tc分別係使用分光光度計[日立公司製造“U-4100”]進行測定。

可見度修正單體穿透率Ys係根據於400~700nm之波長區域每隔特定波長間隔dλ(此處為5nm)所測得之單體穿透率Ts並根據下述式(5)而算出。式中，Pλ表示標準光(C光源)之光譜分佈，yλ表示基於JIS Z 8729(C光源2°視野)之配色函數。

可見度修正平行穿透率Yp係根據於400~700nm之波長區域每隔特定波長間隔dλ(此處為5nm)所測得之平行穿透率Tp並根據下述式(6)而算出。式中，Pλ表示標準光(C光源)之光譜分佈，yλ表示基於JIS Z 8729(C光源2°視野)之配色函數。

可見度修正正交穿透率Yc係根據於400~700nm之波長區域每隔特定波長間隔dλ(此處為5nm)所測得之正交穿透率Tc並根據下述式(7)而算出。式中，Pλ表示標準光(C光源)之光譜分佈，yλ表示基於JIS Z 8729(C光源2°視野)之配色函數。

偏光度Py係根據可見度修正平行穿透率Yp及可見度修正正交穿透率Yc並根據下述式(8)而求出。

Py=100×{(Yp-Yc)/(Yp+Yc)}^1/2 式(8)

實施例1

使厚度60μm、聚合度5500、皂化度99%以上之聚乙烯醇系膜(Kuraray公司製造之VF-PM)於40℃之溫水中膨潤後，藉由含有水1000重量份、硼酸(Societa Chimica Larderello s.p.a.公司製造)28.6重量份、碘(純正化學公司製造)0.25重量份、碘化鉀(純正化學公司製造)17.7重量份之水溶液於30℃下浸漬2分鐘而進行染色處理。將染色後之膜於含有硼酸3重量%之溶液中於58℃下延伸5倍，於延伸後，於相對於水1000重量份添加碘化鉀3.5重量份而製作之含碘化物之水溶液中，保持延伸後之張力並維持延伸倍率，於對膜進行處理之搬送速度與處理步驟之水流速度之相對速度之差大致一定之狀態下，一面應用20至40kHz之超音波一面浸漬，而進行後處理步驟20秒。對於在碘化鉀水溶液中浸漬20秒後之膜，其後利用70℃之乾燥機乾燥10分鐘，而獲得偏光元件。

實施例2

使用厚度40μm、聚合度4000、皂化度99%以上之聚乙烯醇系膜(Kuraray公司製造之VF-PH)代替厚度60μm、聚合度4000、皂化度99%以上之聚乙烯醇系膜(Kuraray公司製造之VF-PM)，除此以外，以與實施例1同樣之方式獲得偏光元件。

實施例3

將染色處理之時間設為1分30秒，除此以外，以與實施例2同樣之方式獲得偏光元件。

實施例4

將染色處理之時間設為1分30秒，除此以外，以與實施例1同樣之方式獲得偏光元件。

比較例1

於延伸後，一面以60rpm之速度攪拌相對於水1000重量份添加碘化鉀35重量份而製作之水溶液，一面於維持延伸後之倍率之狀態下進行後處理步驟20秒，除此以外，以與實施例1同樣之方式獲得偏光元件。

比較例2

於延伸後，一面以60rpm之速度攪拌相對於水1000重量份添加碘化鉀35重量份而製作之水溶液，一面於維持延伸後之倍率之狀態下進行後處理步驟20秒，除此以外，以與實施例2同樣之方式獲得偏光元件。

比較例3

於延伸後，一面以60rpm之速度攪拌相對於水1000重量份添加碘化鉀50重量份而製作之水溶液，一面於維持延伸後之倍率之狀態下進行後處理步驟20秒，除此以外，以與實施例3同樣之方式獲得偏光元件。

比較例4

於延伸後，一面以60rpm之速度攪拌相對於水1000重量份添加碘化鉀50重量份而製作之水溶液，一面於維持延伸後之倍率之狀態下進行後處理步驟20秒，除此以外，以與實施例4同樣之方式獲得偏光元件。

比較例5

將Polatechno公司製造之碘系偏光板SKN-18242P浸漬於二氯甲烷中，並抽出偏光元件，設為比較例樣品。

比較例6

於延伸後，將膜浸漬於水中處理20秒，除此以外，以與實施例1 同樣之方式獲得偏光元件，並設為比較例樣品。

將實施例1至4、及比較例1至6中獲得之偏光元件之各參數示於表1。表1中所示之參數如下所述。

可見度修正單體穿透率Ys、可見度修正平行穿透率Yp、可見度修正正交穿透率Yc、460nm之單體穿透率Ts₄₆₀、使2片基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之460nm之平行穿透率Tp₄₆₀、使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之460nm之正交穿透率Tc₄₆₀、550nm之單體穿透率Ts₅₅₀、610nm之單體穿透率Ts₆₁₀、使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之610nm之正交穿透率Tc₆₁₀、使2片基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之295nm之平行穿透率Tp₂₉₅、使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之295nm之正交穿透率Tc₂₉₅、使2片基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之平行穿透率Tp₃₆₀、使2片基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之360nm之正交穿透率Tc₃₆₀。

根據以上結果得知，實施例1至4之偏光元件係於各波長具有大致一定之穿透率之偏光元件，單獨測定時之可見度修正單體穿透率Ys為40.0%至42.5%，可見度修正單體穿透率Ys與460nm之穿透率Ts₄₆₀之差為1%以內，可見度修正單體穿透率Ys與550nm之穿透率Ts₅₅₀之差為1%以內，可見度修正單體穿透率Ys與610nm之穿透率Ts₆₁₀之差為1%以內，使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定而獲得之可見度修正單體穿透率Yc為0.01%以下。

又，可藉由利用保護層對偏光元件進行層壓而獲得偏光板，實施例1~4之偏光元件於與吸收軸平行地設置時，380nm至480nm之穿透率與500nmm至650nm之穿透率相比具有大致一定之光學特性，成功地保持於各波長下之發光均一性。進而，根據可見度修正正交穿透率Yc為0.01%以下亦得知，該等偏光元件係具有較高之對比且可使可見光範圍之各波長穿透率成為一定之偏光元件或偏光板。

因此，藉由上述方法所獲得之實施例1~4之偏光元件或使用該等偏光元件所製作之偏光板可用作穿透率較高、對比率較高、且色再現性非常高之顯示器用偏光板、尤其是液晶顯示器用偏光板。又，使用其之顯示器可期待成為可靠性較高、可長期維持較高之對比且具有較高之色再現性之顯示器。

Claims

一種偏光元件，其特徵在於：其係包括包含吸附硼酸並經延伸之親水性高分子且含有碘之具有偏光功能之基材者，並且單獨測定該基材之情形時之可見度修正單體穿透率Ys為40.0%至42.5%，該可見度修正單體穿透率Ys與460nm之單體穿透率Ts₄₆₀之差為1%以內，該可見度修正單體穿透率Ys與550nm之單體穿透率Ts₅₅₀之差為1%以內，該可見度修正單體穿透率Ys與610nm之單體穿透率Ts₆₁₀之差為1%以內，使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之可見度修正正交穿透率Yc為0.01%以下。
如請求項1之偏光元件，其中使2片上述基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之可見度修正平行穿透率Yp為33%至37%之範圍，該平行穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之460nm之平行穿透率Tp₄₆₀之差為3%以內。
如請求項1或2之偏光元件，其中使2片上述基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之可見度修正平行穿透率Yp為33%至37%之範圍，該平行穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之295nm之穿透率Tp₂₉₅滿足下述式(1)，且該平行穿透率Yp與使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之穿透率Tp₃₆₀滿足下述式(2)， 1.05×Yp-26≦Tp₂₉₅≦1.05×Yp-13 式(1) 1.25×Yp-26.25≦Tp₃₆₀≦1.25×Yp-16.25 式(2)。
如請求項1或2之偏光元件，其中使2片上述基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之295nm之穿透率Tc₂₉₅滿足下述式(3)，且使2片該基材與吸收軸方向平行並進行測定之情形時之360nm之穿透率Tc₃₆₀滿足下述式(4)，2.0×10^-30×Yp^18.6≦Tc₂₉₅≦2.0×10^-30×Yp^19.4 式(3) 4.0×10^-37×Yp^22.12≦Tc₃₆₀≦4.0×10^-37×Yp^22.67 式(4)。
如請求項1或2之偏光元件，其中使2片上述基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之460nm之穿透率Tc₄₆₀為0.035%以下，且使2片該基材與吸收軸方向正交並進行測定之情形時之610nm之穿透率Tc₆₁₀為0.01%以下。
如請求項1或2之偏光元件，其中上述基材包含聚乙烯醇系樹脂膜，該聚乙烯醇系樹脂膜之聚合度為3000至7000。
一種偏光板，其係於如請求項1至6中任一項之偏光元件之至少單面設置支持體膜而成。
一種液晶顯示裝置，其具備如請求項1至6中任一項之偏光元件或如請求項7之偏光板。
一種偏光元件之製造方法，其特徵在於：其係包括包含吸附硼酸並經延伸之親水性高分子且含有碘之具有偏光功能之基材的偏光元件之製造方法，並且包括：(i)使聚乙烯醇系樹脂膜中含有二色性色素而獲得含有二色性色素之膜之步驟； (ii)將上述含有二色性色素之膜進行延伸而獲得經延伸之膜之步驟；(iii)使用含氯化物溶液或含碘化物溶液將上述經延伸之膜供於後處理之步驟；及(iv)於上述後處理後使膜乾燥而獲得上述基材之步驟；並且上述含氯化物溶液或含碘化物溶液之濃度為0.1~15重量%。