TW201610483A - 含有聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的偏光板、其製造方法及包括其的顯示裝置及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明是有關於一種偏光板，其包含依序設置於偏光器的至少一個表面上之水類黏著層、底塗層及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜，其中所述水類黏著層藉由使用包含以下之水類黏著劑形成：聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物及pH調節劑，且所述pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸；以及一種用於製造其之方法。

Description

含有聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的偏光板、其製造方法及包括其的顯示裝置及液晶顯示裝置
本申請案主張2014年5月22日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2014-0061527號之優先權及權益，其全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明是有關於一種偏光板及一種製造其之方法，且更具體而言，是有關於一種至少一個表面上包含聚對苯二甲酸乙二酯膜作為保護膜且具有極佳耐久性及光學特性的偏光板，以及一種用於製造其之方法。
偏光板一般已用作保護膜層壓於偏光器的一個表面或兩個表面上的結構，其中所述偏光器藉由使用黏著劑由用雙色染料或碘染色的聚乙烯醇（下文中稱為『PVA』）類的樹脂形成。在相關技術中，三乙醯纖維素（triacetyl cellulose；TAC）類膜已主要用作偏光板之保護膜，但在TAC膜之情形中存在因為濕氣透過性高，所以TAC膜在高溫及高濕環境下容易變形的問題。因此，最近已開發可替換TAC膜的多種材料之保護膜，且已提議例如單獨使用聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate；PET）類膜、環烯烴聚合物（cycloolefin polymer；COP）類膜及丙烯酸類膜（acryl-based film）等或使用其混合物之方法。
其中，因為聚對苯二甲酸乙二酯膜成本較低且相較於其他聚合物膜具有優良耐久性，因此為了降低偏光板製造成本，持續嘗試使用聚對苯二甲酸乙二酯膜作為偏光器之保護膜。然而，在聚對苯二甲酸乙二酯膜的情形中，存在以下問題，因為相關技術中用於黏著偏光器與保護膜的聚乙烯醇類黏著劑的黏著力低，所以偏光板加工之後，保護膜等容易剝離及掀起而降低偏光板之光學特性及耐久性。
另外，存在以下問題，因為聚對苯二甲酸乙二酯膜的折射率及延遲值高於另一聚合物膜之折射率及延遲值，在施加聚對苯二甲酸乙二酯膜作為保護膜的情形中，發生光學劣等現象，諸如由於反射率升高而使偏光板之透過率降低或由干擾作用引起的虹現象。
因此，需要開發即使在高溫及高濕環境下，仍具有不容易引起變形的極佳耐久性且即使使用聚對苯二甲酸乙二酯膜作為保護膜仍具有極佳光學特性的偏光板之技術。
[技術問題]
本發明已致力於提供包含聚對苯二甲酸乙二酯保護膜及水類黏著劑、且即使在高溫及高濕環境下仍具有極佳耐久性及光學特性之偏光板；以及製造其之方法。 [技術解決方案]
在一個態樣中，本發明提供一種偏光板，包含：依序設置於偏光器之至少一個表面上的水類黏著層、底塗層及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜，其中水類黏著層藉由使用水類黏著劑形成，所述水類黏著劑包含聚乙烯醇類樹脂（polyvinyl alcohol-based resin）、胺類金屬化合物（amine-based metal compound）及pH調節劑，且pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯（epoxy (meth)acrylate）、醇及酸。
在此情形中，水類黏著劑之pH可為約4至9，較佳約5至8且更佳約5.5至7.6，且按100重量份的pH調節劑計，pH調節劑可包含0.001重量份至10重量份的(甲基)丙烯酸環氧基酯，10重量份至50重量份的醇以及30重量份至80重量份的酸。
同時，按100重量份的聚乙烯醇類樹脂計，水類黏著劑較佳包含1重量份至50重量份的胺類金屬化合物及0.0001重量份至5重量份的pH調節劑，但不限於此。
隨後，底塗層可包含丙烯酸類單元及聚酯單元，且必要時，可更包含苯乙烯類單元。
隨後，聚對苯二甲酸乙二酯保護膜可為經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜，且在此情形中，經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜的平面內延遲值可為約4000奈米至10000奈米。
同時，在本發明之偏光板中，經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜可設置於偏光器的一個表面上，且三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜、丙烯酸膜或聚對苯二甲酸乙二酯膜可設置於偏光器之另一表面上。在本發明書中，所述偏光器之另一表面意謂上面未設置（經拉伸）聚對苯二甲酸乙二酯膜的偏光器的表面。
在另一態樣中，本發明提供一種用於製造偏光板之方法，包含：在偏光器與聚對苯二甲酸乙二酯保護膜之間形成底塗層及水類黏著層；且使聚對苯二甲酸乙二酯保護膜經由水類黏著層及底塗層附著至偏光器的至少一個表面上，其中水類黏著層藉由使用水類黏著劑形成，所述水類黏著劑包含聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物以及pH調節劑，所述pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸。
在此情形中，聚對苯二甲酸乙二酯保護膜附著至偏光器之至少一個表面上可藉由下述方法進行：層壓偏光器及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜，接著在20℃至100℃的溫度下乾燥以固化水類黏著層及底塗層。
另外，製造本發明之偏光板的方法必要時可更包含：將三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜附著至偏光器的另一表面上，所述表面上未層壓聚對苯二甲酸乙二酯保護膜。
在另一態樣中，本發明提供一種影像顯示器，包含：本發明之偏光板。
另外，本發明提供一種液晶顯示器，包含：液晶顯示面板，其包含上基板、下基板及插入於上基板與下基板之間的液晶單元；安置於下基板下部處的背光單元；以及安置於液晶面板與背光單元之間的偏光板。 [有利作用]
在本發明之偏光板中，使用便宜的聚對苯二甲酸乙二酯膜作為保護膜，且因此製造成本低且光學特性極佳，且保證耐久性。
下文將更具體描述本發明。
本發明者已重複研究以開發一種即使使用水類黏著劑亦對聚對苯二甲酸乙二酯膜具有高黏著力且具有極佳光學特性之偏光板，且因此發現可藉由向水類黏著劑添加預定的pH調節劑以及胺類金屬化合物以形成黏著層來實現上述目標，藉此實現本發明。
為了更具體，本發明之偏光板包含依序設置於偏光器之至少一個表面上的水類黏著層、底塗層及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜，其中水類黏著層藉由使用水類黏著劑形成，所述水類黏著劑包含聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物及pH調節劑，且pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸。
下文中將更具體描述本發明之偏光板的構造元件。[ 偏光器 ]
能夠用於本發明之偏光器不受特別限制，而可為相應技術領域中一般使用之偏光器，例如藉由將諸如碘或雙色染料之偏光材料吸附至親水性聚合物膜（諸如聚乙烯醇類膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇類膜及乙烯乙酸乙烯酯共聚物部分皂化膜）上，且進行伸長而呈預定方向定向之膜、多烯類定向膜（諸如聚乙烯醇之脫水物質或聚氯乙烯之脫氯物質）或類似物，且較佳為含有碘類化合物或雙色偏光材料之分子鏈呈預定方向定向的聚乙烯醇類偏光器。
同時，聚乙烯醇類偏光器可藉由相應技術領域中熟知的聚乙烯醇類偏光器之製造方法製造，且所述製造方法不受特別限制。舉例而言，能夠用於本發明之偏光器可藉由將未拉伸的聚乙烯醇類膜浸漬於碘及/或雙色染料水溶液中以吸盡，隨後交聯及伸長來製造，或可藉由在聚合物基底膜上施加聚乙烯醇類樹脂或將聚乙烯醇類膜層壓或黏著至聚合物基底膜上形成膜層合物，在碘及/或雙色染料水溶液中浸漬膜層合物以吸盡，隨後交聯、伸長且與聚合物基底膜分離來製造。
或者，可藉由購買市場上有售之產品來使用聚乙烯醇類偏光器。[ 水類黏著層 ]
本發明之水類黏著層藉由使用包含聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物及pH調節劑的水類黏著劑形成。在此情形中，按100重量份的聚乙烯醇類樹脂計，水類黏著劑較佳可包含1重量份至50重量份的胺類金屬化合物及0.0001重量份至5重量份的pH調節劑，但不限於此。
在水類黏著劑的聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物及pH調節劑的含量滿足上述範圍之情形中，水類黏著層可具有極佳黏著力且可附著偏光器及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜。另外，在水類黏著劑的聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物及pH調節劑的含量偏離上述範圍的情形中，存在由於缺乏水類黏著層的黏著力而難以製造偏光板的問題。
使用聚乙烯醇類樹脂以便黏著相關技術中之偏光元件及保護膜，可無限制的使用相應技術領域中已知的任何聚乙烯醇類樹脂，且聚乙烯醇類樹脂的種類不受特別限制。舉例而言，在本發明中，可使用聚乙烯醇樹脂、變性聚乙烯醇樹脂作為聚乙烯醇類樹脂，所述變性聚乙烯醇樹脂包含一或多種選自由乙醯乙醯基、羧基、丙烯醯基及胺基甲酸酯基及類似基團組成之群組的官能基。在使用包含一或多種選自由乙醯乙醯基（acetoacetyl group）、羧基、丙烯醯基及胺基甲酸酯基組成之群組之官能基的聚乙烯醇類變性樹脂的情形中，聚乙烯醇類樹脂可為至多15莫耳%、較佳0.01莫耳%至15莫耳%且更佳0.5莫耳%至8莫耳%含量藉由至少一個或多個選自（但不限於）由乙醯乙醯基、羧基、丙烯醯基及胺基甲酸酯基組成的群組的種類變性的聚乙烯醇類樹脂。
根據本發明之例示性實施例，水類黏著劑中包含的聚乙烯醇類樹脂可為含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇類樹脂。同時，其中，乙醯乙醯基變性的聚乙烯醇類樹脂尤其較佳。這是因為在使用乙醯乙醯基變性的聚乙烯醇類樹脂的情形中，除了藉由羥基的氫鍵之外，存在胺類金屬化合物與乙醯乙醯基之間形成共價鍵來改善黏著劑之黏著力及耐水性及黏著劑的防止汙漬性等，且因此改善品質的作用。
同時，本發明之水類黏著劑中包含的聚乙烯醇類樹脂及/或變性的聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度較佳為約500至1800。500至1800的平均聚合度表明根據黏度、固體及使用量的黏著特性方面的優良物理特性。
同時，用作本發明之水類黏著劑的聚乙烯醇類樹脂的數目平均分子量（Mn）及重量平均分子量（Mw）可分別為約3,000至12,000，及約20,000至100,000。這是因為數目平均分子量及/或重量平均分子量在上述範圍內的聚乙烯醇類樹脂就黏度而言適用作黏著劑且在交聯後具有充分耐水性。
隨後，胺類金屬化合物經配置以交聯底塗層及黏著層，且根據本發明者之研究，在黏著劑中包含胺類金屬化合物的情形中，黏著劑之黏著力及耐水性顯著改良，且在使用具有非極性表面特性之膜（諸如環烯烴類膜）以及具有極性表面特性之膜（諸如三乙醯纖維素膜）電暈處理之後，黏著力得以改善。
本發明中可使用之胺類金屬化合物較佳為含有胺類配位體作為具有與聚乙烯醇類樹脂具有反應性之官能基的水溶性化合物的金屬錯合物型化合物。在此情形中，胺類金屬化合物之中心金屬較佳為過渡金屬，且可為例如鋯（Zr）、鈦（Ti）、鉿（Hf）、鎢（W）、鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳（Ni）、釕（Ru）、鋨（Os）、銠（Rh）、銥（Ir）、鈀（Pd）、鉑（Pt）等。另外，可使用（但不限於）包含至少一個或多個胺基（諸如一級胺、二級胺、三級胺）或氫氧化銨之配位體作為與中心金屬鍵結之配位體。
同時，在水類黏著劑中，按100重量份的聚乙烯醇類樹脂計，胺類金屬化合物較佳以約1重量份至50重量份，較佳約2重量份至45重量份，且更佳約3重量份至40重量份的含量包含在內。在胺類金屬化合物的含量滿足上述數值範圍之情形中，黏著力、耐水性及偏光板光學特性方面可獲得極佳作用。
隨後，pH調節劑經配置以調整水類黏著劑之pH，且pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸。為了更具體，按100重量份的pH調節劑計，本發明之pH調節劑可包含0.001重量份至10重量份的(甲基)丙烯酸環氧基酯，10重量份至50重量份的醇及30重量份至80重量份的酸。根據本發明者之研究，相較於單獨使用酸溶液之情形，在使用如本發明的與酸混合之(甲基)丙烯酸環氧基酯及醇作為pH調節劑的情形中，黏著劑在水中之溶解度進一步改善，且存在改善偏光元件及保護膜之黏著力且改良黏著劑汙漬之作用。
在本發明中，(甲基)丙烯酸環氧基酯為包含環氧基之(甲基)丙烯酸酯，且可為例如甲基丙烯酸縮水甘油酯（glycidyl methacrylate）或丙烯酸縮水甘油酯。醇可為低級醇，諸如甲醇、乙醇、丙醇及丁醇，且其中甲醇尤其較佳。另外，可使用鹽酸、硫酸、硝酸等作為酸，且其中鹽酸尤其較佳。具體而言，按100重量份的pH調節劑計，pH調節劑可包含0.001重量份至10重量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯，10重量份至50重量份的甲醇及30重量份至80重量份的鹽酸。
包含上述組分的本發明之水類黏著劑的pH可為約4至9，較佳約5至8，且更佳約5.5至7.5。這是因為在水類黏著層之pH滿足上述範圍的情形中，可極好地保持包含聚對苯二甲酸乙二酯膜的偏光板之光學及外觀特性。
在水類黏著劑之pH滿足上述範圍的情形中，水類黏著層可具有極佳黏著力且可附著偏光器及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜。另外，在水類黏著劑之pH偏離上述範圍的情形中，存在由於缺乏水類黏著層的黏著力而難以製造偏光板的問題。
同時，水類黏著劑可更包含水作為溶劑來改善黏度及可加工性，且在此情形中，水類黏著劑中的固體含量可為約1重量%至10重量%，且更佳約2重量%至7重量%。
同時，藉由使用水類黏著劑形成的水類黏著層的厚度較佳為約20奈米至2000奈米。這是因為在水類黏著層的厚度低於20奈米的情形中，黏著力可能降低，且在厚度超過2000奈米的情形中，乾燥效率可能降低而負面影響偏光板之黏著力、耐水性及光學特性。
同時，水類黏著層可藉由在偏光器的一個表面上施加水類黏著劑來形成，或可藉由在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜上形成隨後將描述的底塗層，接著在底塗層上施加水類黏著劑來形成。[ 底塗層 ]
本發明之底塗層經配置以改善水類黏著層及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的黏著力及偏光板之耐水性，且可包含丙烯酸類單元及聚酯單元，但所述單元限於此。
在此情形中，丙烯酸類單元意謂自(甲基)丙烯酸類化合物衍生之單元，且在此情形中，(甲基)丙烯酸類化合物較佳包含例如選自由以下組成之群組的一或多種：(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環烷基酯、(甲基)丙烯酸環氧基酯、丙烯酸羥基烷基酯、烷基(甲基)丙烯酸（alkyl(meth)acrylic acid）、其聚合物或共聚物等，但實例不限於此。其中，(甲基)丙烯酸類化合物較佳包含C1~10 (甲基)丙烯酸烷基酯，且(甲基)丙烯酸類化合物尤其較佳包含甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。同時，(甲基)丙烯酸類化合物可為單體類型、寡聚物、均聚物或共聚兩種或更多種的單體之共聚物類型。
隨後，聚酯類單元意謂在主鏈中藉由羧酸與醇反應形成的自包含酯基之化合物衍生的單元，且例如可為藉由多元酸與多元醇反應形成的自聚酯二醇（polyester glycol）衍生之單元。
在此情形中，多元酸組分之實例可包含芳族二羧酸，例如鄰苯二甲酸（ortho-phthalic acid）、間苯二甲酸（isophthalic acid）、對苯二甲酸（terephthalic acid）、1,4-萘二甲酸（1,4-naphthalenedicarboxylic acid）、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、聯苯二甲酸（biphenyldicarboxylic acid）及四氫鄰苯二甲酸；脂族二羧酸，諸如乙二酸、丁二酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亞麻油酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、甲基反丁烯二酸及伊康酸；脂環族二羧酸，諸如六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、1,3-環己烷二甲酸及1,4-環己烷二甲酸；反應性衍生物，諸如其酸酐、烷基酯及酸鹵化物等。可單獨使用或以兩種或更多種的組合使用實例。在實例中，對苯二甲酸、間苯二甲酸、丁二酸及類似物尤其較佳。另外，經磺酸酯（sulfonate）取代之間苯二甲酸用作基礎酸（basic acid）的情形就水分散性而言尤其較佳。
同時，多元醇不受特別限制，只要多元醇的分子中具有兩個或更多個羥基，且可採用預定的適當多元醇。舉例而言，多元醇較佳為選自由以下組成之群組的至少一種或多種：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、4,4'-二羥基苯基丙烷、4,4'-二羥基甲基甲烷、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇（polyethylene glycol；PEG）、二丙二醇、聚四亞甲基二醇（polytetramethylene glycol；PTMG）、聚丙二醇（PPG）、1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己二醇、雙酚A、雙酚F、丙三醇、1,1,1-三羥甲基丙烷、1,2,5-己三醇（1,2,5-hexatriol）、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖及山梨糖醇。另外，含有羧基之二羥甲基烷酸（dimethylolalkanoic acid）、二羥甲基乙酸（dimethylolacetic acid）、二羥甲基丙酸（dimethylolpropionic acid）及二羥甲基丁酸（dimethylolbutanoic acid）單獨用作多元醇或以兩種或更多種之組合用作多元醇的情形就水分散性而言尤其較佳。
同時，聚酯二醇較佳藉由將多元酸及多元醇以2.5:1至1:2.5，較佳2.3:1至1:2.3，且更佳2:1至1:2的莫耳比反應形成。這是因為在多元酸及多元醇之反應莫耳比偏離上述範圍的情形中，可能產生氣味或可能由未反應之單體引起塗層缺陷。
同時，本發明之底塗層較佳藉由包含1:9至9:1，較佳2:8至8:2，且更佳3:7至7:3重量比的聚酯類化合物及丙烯酸類化合物的組成物製造。這是因為在聚酯類化合物及丙烯酸類化合物的重量比滿足上述數值範圍的情形中，諸如黏著層與保護膜之間的黏著力以及耐水性之特性可極佳實施。
同時，必要時，底塗層可更包含苯乙烯類單元。苯乙烯類單元可提高黏著層與保護膜之間的黏著力，且另外，改善偏光板之耐水性。具體而言，藉由以下實驗實例2可確認，在底塗層更包含苯乙烯類單元的情形中，即使偏光板浸沒於60℃的水中持續4小時或更久，偏光器及保護膜的剝離現象得以改良。
苯乙烯類單元意謂自苯乙烯類化合物衍生之單元，且苯乙烯類化合物之實例可包含（但不限於）選自由以下組成之群組的一或多種：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對乙基苯乙烯、對伸丙基苯乙烯（p-propylene styrene）、4-(對甲基苯基)苯乙烯、1-乙烯基萘、對氯苯乙烯、間氯苯乙烯及對硝基苯乙烯。同時，苯乙烯類化合物可為單體類型、寡聚物、均聚物或共聚兩種或更多種單體之共聚物類型。
同時，在底塗層中包含苯乙烯類單元之情形中，底塗層較佳藉由包含1:9至9:1，較佳2:8至8:2，且更佳3:7至7:3重量比之丙烯酸類化合物及苯乙烯類化合物的組成物製造。在丙烯酸類化合物及苯乙烯類化合物的重量比滿足上述數值範圍的情形中，聚酯化合物與丙烯酸類化合物的相容性改良，且偏光板之耐水性及黏著力更佳。
藉由使用上述底塗劑組成物形成的底塗層之厚度較佳為約20奈米至4000奈米。在底塗層厚度小於20奈米的情形中，黏著力改良作用不顯著，且當其厚度超過4000奈米時，底塗層不均勻地塗佈且乾燥效率可能降低。
聚對苯二甲酸乙二酯保護膜與水類黏著層之間可設置底塗層。同時，底塗層可藉由在偏光器的一個表面上形成水類黏著層，接著在水類黏著層上施加底塗劑組成物的方法形成，或可藉由在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的一個表面上施加底塗劑組成物之方法形成。[ 聚對苯二甲酸乙二酯保護膜 ]
本發明之偏光板的特徵在於聚對苯二甲酸乙二酯膜用作附著至偏光器的至少一個表面上的保護膜。在此情形中，聚對苯二甲酸乙二酯保護膜意謂藉由其中80莫耳%或更多重複單元為對苯二甲酸乙二酯的樹脂製造的膜，且為包含藉由除對苯二甲酸乙二酯單元之外包含衍生自另一共聚組分的構成單元的樹脂製造的膜的概念。
在此情形中，所述另一共聚組分之實例可包含二羧酸組分，諸如間苯二甲酸、對β-氧基乙氧基苯甲酸、4,4'-二羧基聯苯、4,4'-二羧基二苯甲酮、雙(4-羧基苯基)乙烷、己二酸、癸二酸、5-硫代間苯二甲酸鈉（5-sodiumsulfoisophthalic acid）及1,4-二羧酸環己烷；二醇組分，諸如丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二乙二醇、環己二醇、雙酚A之環氧乙烷加成物、聚乙二醇、聚丙二醇及聚四亞甲基二醇等。二羧酸組分或二醇組分必要時可以兩種或更多種的組合使用。另外，諸如對氧基苯甲酸之氧基羧酸可與羧酸組分或二醇組分一起聯合使用。可使用少量含有醯胺鍵、胺基甲酸酯鍵、醚鍵、碳酸酯鍵等之二羧酸組分及/或二醇組分作為所述另一共聚組分。
同時，聚對苯二甲酸乙二酯保護膜更佳為經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜。這是因為在使用未拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜之情形中，當未拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜施加於影像顯示器時，因為聚對苯二甲酸乙二酯膜之高延遲特性，顯示品質可能降低。具體而言，在使用未經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜的情形中，如以下實驗實例4中所述，可能出現虹現象。
經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜的平面內延遲值更佳可為約4000奈米至10000奈米。這是因為在平面內延遲值滿足上述數值範圍的情形中，光干擾引起的干擾條的產生得到抑制且可執行較鮮豔及較清晰圖像。
同時，可在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的至少一個表面上形成低折射塗層，但並非必需。因為聚對苯二甲酸乙二酯保護膜相較於三乙醯纖維素膜等具有相對較高折射率，所以在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜用作保護膜的情形中，保護膜表面上的光反射可增加而降低偏光板之透射率。因此，為了防止此現象，較佳在聚對苯二甲酸乙二酯膜的表面上形成低折射塗層。低折射塗層可形成於聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的一個表面或兩個表面上，且低折射塗層較佳可形成於與形成有底塗層之表面對置的表面上。根據本發明之例示性實施例，偏光板可更包含在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜表面上的低折射塗層，所述表面與底塗層之相對表面（counter surface）對置。具體而言，偏光板可更包含在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜表面上的低折射塗層，所述表面與面向底塗層之表面對置。
低折射塗層可藉由樹脂組成物形成，所述樹脂組成物為將具有低折射率之低折射率材料與聚合物樹脂混合，且在此情形中，例如可使用丙烯酸類樹脂作為聚合物樹脂且可使用氟類化合物，諸如1,1,1-三氟乙烷、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE，特富龍（Teflon））氫氟醚、氫氯氟碳化物、氫氟碳、全氟碳化物、全氟聚醚、全氟辛酸（PFOA）、全氟辛烷磺酸鹽（perfluorooctane sulfonate；PFOS）及全氟烷氧基氟聚合物（perfluoroalkoxyfluoro polymer）；二氧化矽類化合物等作為低折射率材料。[ 偏光板 ]
本發明之偏光板包含依序設置於偏光器的至少一個表面上的水類黏著層、底塗層及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜。在此情形中，聚對苯二甲酸乙二酯保護膜可設置於偏光器的僅一個表面上，或設置於偏光器的兩個表面上。
同時，在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜設置於偏光器的僅一個表面上的情形中，由不同材料製成之聚合物膜（諸如三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜）可設置於偏光器的另一表面上。在設置三乙醯纖維素膜的情形中，可在三乙醯纖維素膜與偏光器之間設置本發明之水類黏著層及/或底塗層。出於可使用相同黏著劑及底塗劑組成物且可藉由一種製程進行製造之觀點，較佳在偏光器的另一表面上設置三乙醯纖維素膜。同時，在使用聚對苯二甲酸乙二酯膜及三乙醯纖維素膜作為偏光板之保護膜的情形中，如圖5中所說明，由於聚對苯二甲酸乙二酯膜與三乙醯纖維素膜之間的皺縮比率差異，在製造偏光板之後，朝向附著TAC膜之表面產生朝上凸出之捲曲。在藉由面向液晶面板安置TAC膜將此偏光板用作液晶顯示器背光側之偏光板（下部偏光板）的情形中，可獲得拐角漏光改良作用。
同時，在提供環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜、丙烯酸膜等的情形中，較佳在聚合物膜與偏光器之間形成非水類黏著層。這是因為這些膜具有低濕氣透過性，在使用水類黏著劑的情形中，可能發生難以固化的問題。
另外，在聚對苯二甲酸乙二酯保護膜設置於偏光器的僅一個表面上的情形中，可在偏光器的另一表面上形成無聚合物膜的內聚層（cohesive layer）或黏著層。在此情形中，在所述內聚層或黏著層中，可使用偏光板技術領域中一般使用之內聚劑及/或黏著劑（無限制），且內聚層或黏著層不受特別限制。
同時，相較於相關技術中施加有聚對苯二甲酸乙二酯膜的偏光板，本發明之偏光板具有極佳黏著力及耐水性特性。根據本發明者之研究，在施加有本發明之水類黏著層及底塗層的上述偏光板的情形中，即使聚對苯二甲酸乙二酯保護膜未進行獨立表面再形成等，但水類黏著層與聚對苯二甲酸乙二酯保護膜之間的黏著力顯著改善。具體而言，相較於施加有不包含水類黏著層或底塗層的聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的偏光板，本發明之偏光板的黏著力改善500%或更多。
上述本發明之偏光板可極有效用於影像顯示器中，諸如液晶顯示器及有機發光顯示器。具體而言，本發明之偏光板可有效地用作安置於液晶顯示器之背光側的下偏光板（但不限於此）。更具體而言，本發明提供一種液晶顯示器，包含：液晶顯示面板，其包含上基板、下基板及插入於上基板與下基板之間的液晶單元；安置於下基板下部處的背光單元；以及安置於液晶面板與背光單元之間的偏光板。在此情形中，在本發明之偏光板中，聚對苯二甲酸乙二酯保護膜較佳以面向背光單元側之方式安置。
另外，如上文所述，在本發明之偏光板用作液晶顯示器之下部偏光板的情形中，下部偏光板尤其較佳為聚對苯二甲酸乙二酯膜設置於偏光器的一個表面上且三乙醯纖維素膜設置於偏光器的另一表面上的偏光板（但不限於此）。
另外，在液晶顯示器中，在偏光板中，經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜可設置於偏光器之一個表面上，三乙醯纖維素膜可設置於偏光器之另一表面上，且三乙醯纖維素膜可安置於液晶顯示面板側。在此情形中，在偏光板中，三乙醯纖維素膜較佳安置於液晶顯示面板側，且為此，內聚層可設置於三乙醯纖維素膜之表面上，所述表面與偏光器之側向表面對置。具體而言，內聚層可設置於三乙醯纖維素膜之表面上，所述表面與面向偏光器之表面對置。這是因為在此情形中，偏光板具有在液晶面板之方向上凸出的捲曲，且因此可獲得預防拐角漏光之作用。[ 製造方法 ]
本發明之偏光板可藉由以下步驟製造：在偏光器與聚對苯二甲酸乙二酯保護膜之間形成底塗層及水類黏著層；及經由水類黏著層及底塗層將聚對苯二甲酸乙二酯保護膜附著至偏光器的至少一個表面上。
在此情形中，水類黏著層藉由使用包含以下之水類黏著劑形成：聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物以及pH調節劑，所述pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸。
同時，因為與偏光器、水類黏著層、底塗層及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜有關的詳細內容與上文所述者相同，所以將省略其詳細描述。
同時，可形成底塗層及水類黏著層使得滿足偏光器/水類黏著層/底塗層/聚對苯二甲酸乙二酯保護膜的順序，且形成目標或形成順序不受特別限制。亦即，水類黏著層及底塗層可同時形成或可以一定時間差依序形成，且在水類黏著層及底塗層以一定時間差形成的情形中，其順序不受限制。另外，水類黏著層及底塗層可皆形成於偏光器或聚對苯二甲酸乙二酯膜上，或水類黏著層可形成於偏光器上且底塗層可形成於聚對苯二甲酸乙二酯膜上。舉例而言，在藉由在偏光器的至少一個表面上施加水類黏著劑形成水類黏著層且藉由在聚對苯二甲酸乙二酯膜上施加底塗劑組成物形成底塗層的情形中，底塗層之形成及黏著層之形成可同時進行。同時，在水類黏著層形成於偏光器的一個表面上且底塗層接著形成於水類黏著層上的情形中，可形成水類黏著層且接著可形成底塗層。在底塗層形成於聚對苯二甲酸乙二酯膜的一個表面上且水類黏著層接著形成於底塗層上的情形中，在形成底塗層之後，可形成水類黏著層。
另外，形成水類黏著層及/或底塗層的方法不受特別限制，且可藉由使用相應技術領域中熟知的樹脂組成物施加方法進行，例如捏合法、梅爾棒塗法（Meyer bar coating method）、凹版印刷式塗佈法、逗號塗佈法（comma coating method）、刮刀法、模塗法、浸塗法、噴塗法等方法。
若水類黏著層及底塗層藉由上述製程形成，則偏光器及聚對苯二甲酸乙二酯膜得以附接。在此情形中，可藉由層壓偏光器及聚對苯二甲酸乙二酯膜，隨後在20℃至100℃，較佳30℃至100℃，且更佳40℃至100℃的溫度下乾燥來固化水類黏著層及底塗層的方法進行附接。
同時，製造根據本發明之偏光板的方法必要時可更包含：將三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜附著至偏光器的另一表面上，所述表面上未層壓聚對苯二甲酸乙二酯保護膜。所述步驟可由以下步驟形成：在偏光器之另一表面與三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜之間形成第二黏著層的步驟，及層壓偏光器與三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜，接著固化第二黏著層的步驟。
在此情形中，在附著於偏光器之另一表面上的膜為三乙醯纖維素膜的情形中，第二黏著層可根據與上述本發明之水類黏著層相同的組分及形成方法形成，且必要時，可在第二黏著層與三乙醯纖維素膜之間進一步形成本發明之底塗層。在此情形中，底塗層等之組分及形成方法與上文所述者相同。
同時，在附著於偏光器之另一表面上的膜為環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜的情形中，第二黏著層較佳藉由非水類黏著劑形成，且較佳在形成於聚對苯二甲酸乙二酯保護膜側的水類黏著層固化完成之後，附著膜。
在下文中，將藉由具體實例更詳細地描述本發明。然而，以下實例是為了說明本發明而闡述，且本發明的範圍並不限於此。 製備實例1：黏著劑A
將含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇樹脂（5重量%）（平均聚合度2000，皂化程度94%，日本合成化學工業株式會社（Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.））溶解於純水中來製造4重量%水溶液。以按100重量份待攪拌聚乙烯醇樹脂6.7重量份之比率向其中添加鈦胺錯合物交聯劑（商標：TYZOR TE，杜邦公司（DuPont Company））。此後，製造包含5重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯、28.5重量份甲醇及66.5重量份鹽酸之pH調節劑，且接著添加至聚乙烯醇樹脂水溶液使pH為7，藉此製造黏著劑A。 製備實例2：黏著劑B
藉由與製備實例1相同之方法製造黏著劑B，但不添加pH調節劑。 製備實例3：底塗劑組成物
以0.5:0.5:0.5:0.5之莫耳比添加乙二醇、1,4-丁二醇、對苯二甲酸及間苯二甲酸，且進行酯化來製造聚酯樹脂。
以5:5重量比混合丙烯酸樹脂（製造商：LG MMA）及苯乙烯樹脂（製造商：奧德里奇公司（Aldrich Corporation））之後，向70重量份聚酯樹脂中添加30重量份混合物來製造底塗劑組成物。 製備實例4：偏光器
厚度為60微米的聚乙烯醇膜（可樂麗株式會社（Kyraray Co., Ltd.），聚合度2000）在25℃下在純溶液中溶脹75秒，且接著在30℃下在濃度為0.12重量%的碘溶液中進行耗盡方法持續80秒。隨後，在40℃下在濃度為0.12重量%之硼酸溶液中進行洗滌法20秒，且在52℃下在濃度為3.5重量%之硼酸溶液中伸長六次。伸長後，在5重量% KI溶液中進行互補染色法，隨後在80℃下在烘箱中乾燥5分鐘來製造偏光器。 實例1
在聚對苯二甲酸乙二酯膜（PET，帝人-杜邦有限公司（Teijin-DuPont Limited））的一個表面上施加製備實例3製造之底塗劑組成物以形成底塗層。此後，在PET膜的另一表面上塗覆與1,1,1-三氟乙烷混合的丙烯酸樹脂以形成低折射塗層。
將厚度為60微米之三乙醯纖維素（TAC）膜定位於製備實例4製造的偏光器的一個表面上且將形成有底塗層及低折射塗層的PET膜定位於其另一表面上之後，在偏光器與TAC膜之間以及偏光器與PET膜之間插入製備實例1製造的黏著劑A，且藉由層壓機層壓，隨後在80℃下在烘箱中乾燥5分鐘，藉此製造偏光板。所製造之偏光板具有低折射塗層/PET膜/底塗層/黏著層（A）/偏光器/黏著層（A）/TAC膜的結構。 比較例1
藉由與實例1相同之方法製造偏光板，但聚對苯二甲酸乙二酯保護膜中不形成底塗層及低折射塗層。所製造之偏光板具有PET膜/黏著層（A）/偏光器/黏著層（A）/TAC膜的結構。 比較例2
藉由與實例1相同之方法製造偏光板，但使用製備實例2製造的黏著劑B代替黏著劑A。所製造之偏光板具有低折射塗層/PET膜/底塗層/黏著層（B）/偏光器/黏著層（B）/TAC膜的結構。 比較例3
在厚度為60微米之三乙醯纖維素（TAC）膜定位於製備實例4製造的偏光器的兩個表面上，且製備實例1製造的黏著劑A插入於偏光器與TAC膜之間，隨後藉由層壓機層壓且在80℃下在烘箱中乾燥5分鐘，藉此製造具有TAC膜/黏著層（A）/偏光器/黏著層（A）/TAC膜結構的偏光板。 實驗實例1：評估黏著力
量測實例1、比較例1及比較例2製造的偏光板之黏著力。在此情形中，如圖1中所說明，藉由以下方法量測偏光板的黏著力：用樣品固持器H固定切成2公分寬度之偏光板樣品之聚乙烯醇膜A且在與偏光板的平面方向垂直的方向上施加力來量測從保護膜B剝去聚乙烯醇膜A所需的力（90°剝離力），且使用穩定微系統有限公司（Stable Micro Systems Ltd）製造的質構分析儀（型號名稱：TA-XT Plus）作為量測設備。
黏著力之量測結果說明於圖2中。如圖2中所說明，可見相較於實例1之偏光板，在未形成底塗層及低折射塗層的比較例1之偏光板及藉由未添加pH調節劑的黏著劑形成黏著層的比較例2的偏光板的情形中，保護膜與偏光器之間的黏著力低。具體而言，在未形成底塗層之比較例1的情形中，黏著力極低。 實驗實例2：評估耐水性
在實例1、比較例1及比較例3製造的偏光板於60℃之水中浸沒24小時之後，確認表面狀態。圖3說明對浸沒後之偏光板表面狀態攝影獲得之圖像。
如圖3中所說明，可見在實例1之偏光板的情形中，在浸沒後，偏光板表面保持乾淨，但在比較例1及比較例3之情形中，在浸沒後，發生剝離及脫色。此為因比較例1及比較例3之黏著劑溶解於水中而進入水中且因此保護膜及PVA膜不均勻黏著但部分黏著而產生的現象。另外，因為PET膜為具有極佳耐水性之膜，所以在形成有底塗層之PET膜及偏光器以與實例1一樣的充分黏著力附著的情形中，可製造具有更佳耐水性之偏光器。 實驗實例3：評估光學特性
藉由使用JASCO-V-7100分光光度計量測實例1及比較例1至比較例3製造的偏光板之簡單物質透過率及偏光度。量測結果描述於以下[表1]中。 [表1]
如[表1]中所述，可見相較於比較例1至比較例3之偏光板，實例之偏光板具有極佳透過率及偏光度。具體而言，可確認相較於使用TAC膜作為保護膜之比較例3，在實例1之偏光板中，即使使用PET膜作為保護膜亦保證了極佳光學特性。 實驗實例4：評估虹現象
在液晶顯示器中安裝實例1及比較例1製造的偏光板之後，藉由使用亮度量測設備（ELDIM，EZ造影劑公司（EZ Contrast Company））量測亮度。亮度之量測結果說明於圖4中。根據圖4，可見在安裝比較例1之偏光板的情形中，亮度值波動嚴重，且此意謂觀測到虹現象。另一方面，可見在安裝實例1之偏光板的情形中，此現象幾乎不存在。 實驗實例5：評估捲曲特性
在藉由使用丙烯酸類內聚膜在實例1及比較例3製造的偏光板之TAC膜表面上形成內聚層之後，裸眼確認偏光板之捲曲特性。圖5說明在形成內聚層之後藉由對實例1及比較例3之偏光板攝影獲得之圖像。在此情形中，安置偏光板使得內聚層成為最上表面。如圖5中所說明，在實例1之偏光板中，產生朝上凸出之捲曲，但在比較例3之偏光板中，產生朝下凸出之捲曲。存在以下問題：在具有與比較例3相同之捲曲特性的偏光板附著至液晶面板的情形中，液晶面板之中心部分下垂現象因為偏光板而加深，且拐角部分上升而增加拐角漏光現象。另一方面，存在以下作用，在具有與實例1相同之捲曲的偏光板附著至液晶面板的情形中，可抑制液晶面板之中心部分下垂來改良漏光。 實驗實例6：評估黏著劑汙漬
量測實例1及比較例2製造的偏光板產生黏著劑汙漬之程度。在實例1及比較例2製造的各偏光板層壓至LCD背光上且比較例3製造的偏光板層壓至各偏光板上使得偏光板之吸收軸彼此正交之後，裸眼量測黏著劑汙漬程度。
圖6說明實例1及比較例2製造的偏光板之黏著劑汙漬程度的圖像。如圖6中所說明，可見相較於實例1之偏光板，在比較例2之偏光板的情形中，產生極嚴重的黏著劑汙漬。藉由上述結果，可見在向水類黏著劑添加pH調節劑的情形中，保證偏光板之黏著汙漬的改良作用。
A‧‧‧聚乙烯醇膜 B‧‧‧保護膜 H‧‧‧樣品固持器
圖1為說明量測偏光板之黏著力之方法的視圖。 圖2為說明實例1、比較例1及比較例2製造的偏光板之黏著力的測試結果的視圖。 圖3為說明實例1、比較例1及比較例3製造的偏光板之耐水性之測試結果的視圖。 圖4為說明實例1及比較例1製造的偏光板之亮度量測結果的視圖。 圖5為說明實例1及比較例3製造的偏光板的捲曲特性之圖像。 圖6為說明實例1及比較例2製造的偏光板之黏著劑汙漬程度的圖像。

Claims (20)

  1. 一種偏光板，包括： 依序設置於偏光器之至少一個表面上的水類黏著層、底塗層以及聚對苯二甲酸乙二酯保護膜， 其中所述水類黏著層藉由使用包含聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物及pH調節劑之水類黏著劑形成，且所述pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中按100重量份的所述聚乙烯醇類樹脂計，所述水類黏著劑包含1重量份至50重量份的所述胺類金屬化合物以及0.0001重量份至5重量份的所述pH調節劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述水類黏著劑中所包含的所述聚乙烯醇類樹脂為含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇類樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述水類黏著劑之pH為4至9。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中按100重量份的所述pH調節劑計，所述pH調節劑包含0.001重量份至10重量份的所述(甲基)丙烯酸環氧基酯、10重量份至50重量份的所述醇以及30重量份至80重量份的所述酸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中按100重量份的所述pH調節劑計，所述pH調節劑包含0.001重量份至10重量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯、10重量份至50重量份的甲醇以及30重量份至80重量份的鹽酸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述底塗層包含丙烯酸類單元及聚酯單元。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之偏光板，其中所述底塗層更包含苯乙烯類單元。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述聚對苯二甲酸乙二酯保護膜為經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之偏光板，其中所述經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜的平面內延遲值為4000奈米至10000奈米。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中所述經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜設置於所述偏光器的一個表面上，且三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜、丙烯酸膜或聚對苯二甲酸乙二酯膜設置於所述偏光器之另一表面上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之偏光板，其中所述三乙醯纖維素膜設置於所述偏光器之所述另一表面上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之偏光板，其中在所述三乙醯纖維素膜之表面上形成內聚層，所述表面與所述偏光器之側向表面對置。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，更包括： 低折射塗層，在所述聚對苯二甲酸乙二酯保護膜之表面上，所述表面與面向所述底塗層之表面對置。
  15. 一種用於製造偏光板之方法，所述用於製造偏光板之方法包括： 在偏光器與聚對苯二甲酸乙二酯保護膜之間形成底塗層及水類黏著層；以及 經由所述水類黏著層及所述底塗層將所述聚對苯二甲酸乙二酯保護膜附著至所述偏光器的至少一個表面上， 其中所述水類黏著層藉由使用包含以下之水類黏著劑形成：聚乙烯醇類樹脂、胺類金屬化合物以及pH調節劑，其中所述pH調節劑包含(甲基)丙烯酸環氧基酯、醇及酸。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之用於製造偏光板之方法，其中所述聚對苯二甲酸乙二酯保護膜附著至所述偏光器之所述至少一個表面上是藉由下述方法進行：層壓所述偏光器及所述聚對苯二甲酸乙二酯保護膜，接著在20℃至100℃的溫度下進行乾燥以固化所述水類黏著層及所述底塗層。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之用於製造偏光板之方法，更包括： 將三乙醯纖維素膜、環烯烴聚合物膜、降冰片烯膜、聚碳酸酯膜或丙烯酸膜附著至所述偏光器之另一表面上，所述另一表面上未層壓所述聚對苯二甲酸乙二酯保護膜。
  18. 一種影像顯示器，包括： 如申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之偏光板。
  19. 一種液晶顯示器，包括： 液晶顯示面板，包含上基板、下基板及插入於所述上基板與所述下基板之間的液晶單元； 背光單元，安置於所述下基板之下部；以及 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，安置於所述液晶面板與所述背光單元之間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示器，其中所述偏光板包含在所述偏光器之一個表面上的經拉伸聚對苯二甲酸乙二酯膜以及在所述偏光器之另一表面上的三乙醯纖維素膜，且所述三乙醯纖維素膜安置於液晶顯示面板側。
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