TW201710331A - 聚乙烯醇系偏光薄膜及偏光板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供可獲得顯示瑕疵、色彩不均勻少之偏光板的聚乙烯醇系偏光薄膜，及使用了該偏光薄膜之高品質的偏光板，該聚乙烯醇系偏光薄膜之特徵為根據ISO14577：2002在下列(1)~(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時，薄膜表面的硬度為300~370MPa。 條件(1)測定環境：25℃50%RH； 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε=0.75、鑽石製)； 條件(3)最大壓入深度：500nm。

Description

聚乙烯醇系偏光薄膜及偏光板
本發明係關於聚乙烯醇系偏光薄膜。更詳細為關於適合用於製造傷痕等瑕疵少之增寬增長薄型偏光板的聚乙烯醇系偏光薄膜。
近年來，液晶顯示裝置的發展卓越，廣泛地使用於智慧手機、平板電腦、個人電腦、液晶電視、投影機、車用面板等。於該液晶顯示裝置有使用偏光板，就偏光板而言，主要使用在使碘或二色性染料吸附配向於聚乙烯醇系薄膜而得之偏光薄膜上疊層了保護薄膜者。近年來伴隨著畫面之高精細化、高亮度化、大型化、薄型化，有跟以往商品相比顯示瑕疵、色彩不均勻更少且增寬增長薄型之偏光板的需求。
偏光板之製造方法係例如將聚乙烯醇系薄膜以水(包括溫水)使其膨潤之後，進行碘染色，進行為了使碘分子排列之延伸，為了保持於延伸後之狀態而藉由硼酸等交聯劑進行交聯，在乾燥而獲得偏光薄膜後，於該偏光薄膜之單面或兩面貼上三乙酸纖維素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環烯烴聚合物(COP)等保護薄膜所製造而得。該製造係使用收捲機、軋輥，邊將薄膜沿水平方向進行搬運邊進行製造。對於減低偏光板之顯示瑕疵，理所當然地要減低為原料卷之聚乙烯醇系薄膜、偏光薄膜本身之瑕疵，重要的還有也要避免使用該偏光薄膜製造偏光板時產生傷痕等瑕疵。該傷痕不僅會成為偏光板之顯示缺陷，發生於比較廣之面積時，會於偏光板產生色彩不均勻。其中本發明之偏光薄膜也稱為偏光膜或偏光鏡，為偏光板之關鍵零件。
作為對於為原料卷之聚乙烯醇系薄膜之傷痕的對策而言，有人提出了對於不銹鋼製輥之動摩擦係數為0.03以下之聚乙烯醇系薄膜(參照專利文獻1)。就對於偏光薄膜之色彩不均勻的對策而言，有人提出例如藉由使與聚乙烯醇系薄膜接觸之輥的靜摩擦係數為指定之範圍以減少皺褶、延伸不均勻之偏光薄膜之製造方法(參照專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-188661號公報 [專利文獻2]日本特開2004-17321號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，專利文獻1之揭示技術係即使減少為原料卷之聚乙烯醇系薄膜的傷痕，仍無法避免於偏光膜、偏光板之製造時產生的傷痕，還不夠令人滿意。特別是於偏光板製造時，因為偏光板若與輥接觸會產生許多微小之擦傷，而難以製造大面積之偏光板。 專利文獻2之揭示技術係即使可減少偏光薄膜的色彩不均勻，但無法連微小之擦傷也一起避免，進一步地，使用該偏光薄膜製造偏光板時也會產生擦傷，最後成為於偏光板產生色彩不均勻的原因。該擦傷尤其在使用了增寬薄型增長之偏光薄膜時特別明顯，而有進一步改良之需求。 其中，上述之擦傷多為沿著偏光薄膜之流動方向(MD方向)之長度為數mm左右者，通常寬為數微米、深為亞微米以上者會成為問題。
此外，產生擦傷時會產生碎屑。該碎屑會混入偏光板內成為異物，不僅增加偏光板之顯示瑕疵，且會污染偏光板製造產線，成為使製造良率大幅地低落之原因。
因此，本發明係在如此背景下提供可獲得顯示瑕疵、色彩不均勻少之偏光板的聚乙烯醇系偏光薄膜，及使用該偏光薄膜之高品質的偏光板。 [解決課題之手段]
而，本發明者們以相關事情為鑑重複深入研究之結果發現，在於微小區域之壓入試驗中，藉由使用具有指定之薄膜表面之硬度的聚乙烯醇系偏光薄膜，使偏光板製造時不容易產生傷痕，而可獲得顯示瑕疵、色彩不均勻少之高品質的偏光板。
也就是說，本發明之要旨係一種聚乙烯醇系偏光薄膜，其特徵為根據ISO14577：2002在下列(1)~(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時，薄膜表面之硬度為300~370MPa； 條件(1)測定環境：25℃50%RH； 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε=0.75、鑽石製)； 條件(3)最大壓入深度：500nm。
此外，本發明也提供於上述聚乙烯醇系偏光薄膜之至少單面上設置保護薄膜而製成之偏光板。 [發明之效果]
本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜係在製造偏光板時不容易產生傷痕，可製造顯示瑕疵、色彩不均勻少之高品質偏光板。
以下將詳細地說明本發明。
本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜(以下有時也簡稱為「偏光薄膜」)係從為原料之聚乙烯醇系樹脂獲得聚乙烯醇系薄膜，使用該薄膜作為原料卷所製造而得。
就本發明中使用之聚乙烯醇系樹脂而言，通常使用未改性之聚乙烯醇系樹脂，也就是將乙酸乙烯酯聚合而得之聚乙酸乙烯酯進行皂化所製造而得之樹脂。因應需求，也可使用乙酸乙烯酯與少量(通常為10莫耳%以下，宜為5莫耳%以下)可跟乙酸乙烯酯共聚合之成分的共聚物進行皂化而得之樹脂。就可跟乙酸乙烯酯共聚合之成分而言，可舉例如不飽和羧酸(例如包括鹽、酯、醯胺、腈等)、碳數2~30之烯烴類(例如乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯等)、乙烯醚類、不飽和磺酸鹽等。此外，也可使用將皂化後之氫氧基進行化學修飾而獲得之改性聚乙烯醇系樹脂。
此外，就聚乙烯醇系樹脂而言，也可使用側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂。該側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂，可藉由例如(i)將乙酸乙烯酯與3,4-二乙醯氧基-1-丁烯之共聚物進行皂化之方法、(ii)將乙酸乙烯酯與碳酸乙烯亞乙酯之共聚物進行皂化及脫碳酸之方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2-二烷基-4-乙烯-1,3-二氧雜環戊烷之共聚物進行皂化及脫縮酮化之方法、(iv)將乙酸乙烯酯與甘油單烯丙基醚之共聚物進行皂化之方法等來獲得。
聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量宜為10萬~30萬，尤其宜為11萬~28萬，進一步宜為12萬~26萬。該重量平均分子量若過小則有將聚乙烯醇系樹脂作為光學薄膜時不容易獲得充分之光學性能之趨勢，若過大則有聚乙烯醇系薄膜之偏光膜製造時的延伸困難之趨勢。其中，上述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量係根據GPC-MALS法測定而得之重量平均分子量。
本發明中使用之聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度通常宜為98莫耳%以上，更宜為99莫耳%以上，進一步宜為99.5莫耳%以上，尤其宜為99.8莫耳%以上。該平均皂化度若過小則聚乙烯醇系薄膜製成偏光膜時有無法獲得充分之光學性能之趨勢。 此處，本發明之平均皂化度係根據JIS K 6726測定而得者。
就本發明中使用之聚乙烯醇系樹脂而言，可併用改性物質、改性量、重量平均分子量、平均皂化度等不相同之2種以上者。
本發明中使用之聚乙烯醇系薄膜係使用上述之聚乙烯醇系樹脂製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，該聚乙烯醇系樹脂水溶液排出並流延於旋轉之澆鑄模，以澆鑄法製膜，進行乾燥而可連續地製造，例如可藉由以下之步驟製造。 (A)藉由澆鑄法製膜。 (B)將製膜而得之薄膜加熱並進行乾燥，因應需求進行熱處理。 (C)將乾燥後之薄膜的兩端部分切開後，捲繞於輥。
此處，就上述澆鑄模而言，可舉例如澆鑄鼓(鼓型輥)、環帶等，考慮於增寬化、增長化、膜厚之均勻性之優良特點，藉由澆鑄鼓來進行較為理想。 以下以澆鑄模為澆鑄鼓之情況為例進行說明。
首先，針對上述步驟(A)進行說明。
步驟(A)中，首先，將上述之聚乙烯醇系樹脂使用水清洗，使用離心分離機等進行脫水，而成為含水率50重量%以下之聚乙烯醇系樹脂濕餅(wet cake)較為理想。若含水率過大，則有難成為期望之水溶液濃度之趨勢。 將該聚乙烯醇系樹脂濕餅溶解於溫水或熱水，製備聚乙烯醇系樹脂水溶液。
聚乙烯醇系樹脂水溶液之製備方法沒有特別之限定，例如可使用已加熱之多軸擠製機進行製備，或者，也可在具備上下循環流產生型攪拌葉之溶解罐中投入上述之聚乙烯醇系樹脂濕餅，藉由將水蒸氣吹入至罐中，溶解並製備期望濃度之水溶液。
聚乙烯醇系樹脂水溶液中，在聚乙烯醇系樹脂以外還使其含有甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等一般使用之塑化劑或、非離子性、陰離子性及陽離子性之界面活性劑之至少一者，就聚乙烯醇系薄膜之製膜性之觀點較為理想。
如此獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度宜為15~60重量%，尤其宜為17~55重量%，進一步宜為20~50重量%。該水溶液之樹脂濃度若過低則因為乾燥負荷變大而有生產能力低落之趨勢，若過高則有黏度過高而難以均勻地溶解之趨勢。
接著，將獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液進行消泡處理。就消泡方法而言，可列舉靜置消泡、藉由具有通氣孔之多軸擠製機進行消泡等方法。就具有通氣孔之多軸擠製機而言，通常使用具有通氣孔之2軸擠製機。
消泡處理後，聚乙烯醇系樹脂水溶液係以一定量逐次地導入至T型縫模，排出及流延於旋轉之澆鑄鼓上，藉由澆鑄法製膜。
T型縫模出口之聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度宜為80~100℃，尤其宜為85~98℃。 該聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度若過低則有流動不良之趨勢，若過高則有發泡之趨勢。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液之黏度係在排出時宜為50~200Pa・s，尤其宜為70~150Pa・s。 該水溶液之黏度若過低則有流動不良之趨勢，若過高則有流延困難之趨勢。
從T型縫模排出於澆鑄鼓之聚乙烯醇系樹脂水溶液之排出速度宜為0.2~5m/分，尤其宜為0.4~4m/分，進一步宜為0.6~3m/分。 該排出速度若過慢則有生產性低落之趨勢，若過快則有流延困難之趨勢。
該澆鑄鼓之直徑宜為2~5m，尤其宜為2.4~4.5m，進一步宜為2.8~4m。 該直徑若過小則有乾燥長度不足且不易提升速度之趨勢，若過大則有運輸性低落之趨勢。
該澆鑄鼓之寬度宜為4m以上，更宜為4.5m以上，進一步宜為5m以上，尤其宜為5~6m。 澆鑄鼓之寬度若過小則有生產性低落之趨勢。
該澆鑄鼓之旋轉速度宜為3~50m/分，尤其宜為4~40m/分，進一步宜為5~35m/分。 該旋轉速度若過慢則有生產性低落之趨勢，若過快則有乾燥不充分之趨勢。
該澆鑄鼓之表面溫度宜為40~99℃，尤其宜為60~95℃。 該表面溫度若過低有乾燥不良之趨勢，若過高則有發泡之趨勢。
接著，針對上述步驟(B)進行說明。步驟(B)係將製膜而得之薄膜加熱並進行乾燥之步驟。
以澆鑄鼓製膜而得之薄膜係藉由將膜之表面及背面與多個金屬加熱輥交互地接觸來進行乾燥。金屬加熱輥之表面溫度通常為40~150℃，宜為50~130℃，尤其宜為60~110℃。該表面溫度若過低則有乾燥不良之趨勢，若過高則有過度乾燥而導致起伏等外觀不良之趨勢。 此外，金屬加熱輥係例如將表面經鍍硬鉻處理或鏡面處理，直徑為0.2~2m之輥，通常上述金屬加熱輥使用2~30支，宜使用10~25支來進行乾燥較為理想。
本發明中，藉由金屬加熱輥乾燥後，宜將薄膜進行熱處理。熱處理之溫度宜為60~150℃，尤其宜為70~140℃。熱處理溫度若過低，則有聚乙烯醇系薄膜之耐水性不足，成為相位差偏移的原因之趨勢，若過高則有偏光膜製造時之延伸性低落之趨勢。就該熱處理方法而言，可舉例如於浮式乾燥器進行之方法、使用紅外線燈於薄膜之兩面照射近紅外線之方法等。
乾燥且因應需求進行了熱處理之薄膜經上述步驟(C)製成為成品(本發明之聚乙烯醇系薄膜)。步驟(C)係將薄膜之兩端切開，捲繞於輥之步驟。
其中，到目前為止雖然說明了製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，將該水溶液流延於旋轉之澆鑄鼓(鼓型輥)，藉由澆鑄法製膜，進行乾燥，製造聚乙烯醇系薄膜之方法，但也可以將聚乙烯醇系樹脂水溶液流延於樹脂薄膜或金屬帶上製膜並進行乾燥。
該聚乙烯醇系薄膜之厚度考慮偏光膜之薄型化之觀點，宜為5~60μm，考慮進一步薄型化之觀點，尤其宜為5~50μm，考慮避免破裂之觀點，進一步宜為10~50μm。
此外，聚乙烯醇系薄膜之寬宜為4m以上，考慮大面積化之觀點更宜為4.5m以上，考慮避免破裂之觀點尤其宜為4.5~6m。
此外，聚乙烯醇系薄膜之長度宜為4km以上，考慮大面積化之觀點更宜為4.5km以上，考慮運輸重量之觀點尤其宜為4.5~50km。
以下，針對使用上述聚乙烯醇系薄膜而獲得之偏光薄膜的製造方法進行說明。
本發明之偏光薄膜係將上述聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向移動，經膨潤、染色、硼酸交聯、延伸、清洗、乾燥等步驟製造而成。
膨潤步驟係在染色步驟前實施。藉由膨潤步驟，不只可清洗聚乙烯醇系薄膜表面之髒污，藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤也有防止染色不均勻等之效果。在膨潤步驟中，就處理液而言，通常使用水。該處理液係主成分為水即可，可少量地加入碘化化合物、界面活性劑等添加物、醇等。膨潤浴之溫度通常為10~45℃左右，對於膨潤浴之浸漬時間通常為0.1~10分鐘左右。此外，因應需求可於處理中進行延伸操作。
染色步驟係藉由將含有碘或二色性染料之液體與薄膜接觸來進行。通常使用碘-碘化鉀之水溶液，碘之濃度適宜為0.1~2g/L，碘化鉀之濃度適宜為1~100g/L。實用上的染色時間為30~500秒左右。處理浴之溫度宜為5~50℃。水溶液中除了水溶劑以外也可少量含有與水有相容性之有機溶劑。此外，因應需求可在處理中進行延伸操作。
硼酸交聯步驟係使用硼酸、硼砂等硼化合物進行。硼化合物係以水溶液或水-有機溶劑混合液之形態，以濃度為10~100g/L左右使用，在液中使碘化鉀共存的話，就偏光性能之安定性之觀點較為理想。處理時之溫度宜為30~70℃左右，處理時間宜為0.1~20分鐘左右，此外因應需求可於處理中進行延伸操作。
延伸步驟係沿單軸方向延伸為3~10倍，宜為延伸為3.5~6倍。此時，可以也沿著延伸方向的直角方向進行少許之延伸(防止寬度方向之收縮的程度，或此程度以上之延伸)。延伸時之溫度宜為30~170℃。另外，延伸倍率係最後設定為上述範圍即可，延伸操作並非僅限於一階段，可於製造步驟之任意範圍的階段中實施。
清洗步驟係例如藉由將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水或碘化鉀等碘化物水溶液中來進行，可除去產生於薄膜之表面的析出物。使用碘化鉀水溶液時，碘化鉀濃度為1~80g/L左右即可。清洗處理時之溫度通常為5~50℃，宜為10~45℃。處理時間係通常為1~300秒，宜為10~240秒。其中，可適當組合水清洗及藉由碘化鉀水溶液之清洗來進行。
乾燥步驟係在空氣中於40~80℃進行1~10分鐘即可
如此而獲得本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜，而本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜之最大特徵為在下述之(1)~(3)的條件下進行奈米壓痕試驗時，薄膜表面的硬度為300~370MPa。 條件(1)測定環境：25℃50%RH； 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型、對頂角65°、ε=0.75、鑽石製)； 條件(3)最大壓入深度：500nm。
首先，針對本發明中實施之奈米壓痕試驗進行說明。 上述奈米壓痕試驗中，關於作為指定之條件(1)~(3)以外之試驗條件係根據ISO14577：2002 Metallic materials - Instrumented indentation test for hardness and materials parameters進行即可，詳細之測定原理記載於Handbook of MicroNano／Nano Tribology(Bharat Bharat Bhushan編 CRC)。
於本發明實施之奈米壓痕試驗係在微小區域上以微小之負荷壓入微小的壓頭，藉由測定對於負重之變位量及，進一步地測定緩慢地卸除負重時之變位量，可算出薄膜表面之硬度及，作為回復性之基準之薄膜表面的彈性係數。就測定標準而言，也存在JIS Z 2255：2003超微小負荷硬度試驗方法(Method for ultra-low loading hardness test)，關於表面硬度可獲得同一種之數據。
本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜係可減低與輥之間的擦傷，該傷痕之產生條件也依存於在搬運、延伸時使用之輥的表面粗糙度。 該輥一般而言會進行鏡面加工使表面粗糙度Rz為1μm以下，但甚至連於表面存在之高度為亞微米程度的突起部分也會傷害到薄膜。因此，有必要使用微小之壓頭來測定薄膜表層之特性，以調整為於偏光板製造時最適合之硬度、彈性係數。 就測定薄膜表層之特性的方法而言，在較寬廣之區域，以比較大的負重，測定壓入比較大之壓頭之布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等係難以正確地評價，而在本發明中實施之奈米壓痕試驗為有效的方法。其中，奈米壓痕試驗中薄膜表面之硬度的最大值通常為10000MPa。
聚乙烯醇系偏光薄膜之薄膜表面硬度需要為300~370MPa，宜為310~360MPa，尤其宜為315~355MPa，進一步宜為320~350MPa。 該薄膜表面之硬度未達下限值時，會增加與輥之間的擦傷而無法達成本發明之目的。相反地，薄膜表面之硬度超過上限值，薄膜與輥之間的密合性降低，會使得擦傷增加而無法達成本發明之目的。
本發明值得注意的點係一般而言會認為薄膜表面越硬則越不容易受到傷害，但實際上必須要有可確保與輥之間密合度之程度的柔軟。若薄膜表面過硬，薄膜只會從輥上滑過，因為沒有配合輥之旋轉進行流暢地搬運而會產生擦傷。該擦傷若發生在比較廣之範圍，有於偏光板產生色彩不均勻之趨勢。
進一步地，就本發明值得注意的效果而言，可列舉傷痕之自我修復功能。 上述之自我修復功能係為聚乙烯醇系樹脂的高分子鏈朝凹陷部位移動而平坦化之功能。雖然凹陷深的時候難以完全地修復，但例如若為亞微米程度之淺的傷痕則會修復。聚乙烯醇系偏光薄膜表面的硬度在未達上述下限值時因為容易產生深的傷痕而無法自我修復，但具有在下限值以上，且接近下限值之柔軟度時，有發現有效之自我修復的功能之趨勢。
就控制該聚乙烯醇系偏光薄膜表面的硬度之方法而言，可列舉適當調整聚乙烯醇系樹脂之化學結構或組成、聚乙烯醇系薄膜之添加劑或製造條件、聚乙烯醇系偏光薄膜製造時之水膨潤、染色、延伸、硼酸交聯、乾燥之步驟條件的方法等。 此等之中，就調整的簡便性之觀點，調整聚乙烯醇系偏光膜製造時之硼酸交聯步驟，及乾燥步驟之至少一者的溫度時間較為理想，就調整之正確性之觀點，調整聚乙烯醇系偏光薄膜製造時之乾燥步驟的溫度時間更為理想，就生產性之觀點，進一步宜於乾燥溫度為50~70℃、乾燥時間為1~5分鐘之範圍進行調整。
本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜係在上述條件下進行奈米壓痕試驗時，薄膜表面的彈性係數宜為2.8~4.0GPa，尤其宜為2.9~3.8GPa，進一步宜為3.0~3.7GPa。 薄膜表面之彈性係數若過低，於偏光板製造步驟有容易造成深的擦傷之趨勢，若過高，於偏光板製造步驟有容易造成大量淺之傷痕的趨勢。 此處，雖然一般而言會認為薄膜表面之彈性係數越高將越不容易受到傷害，但實際上，為了使因為輥表面之突起而產生之凹陷平坦化，宜為一定程度之低彈性係數。也就是說，有必要為具備了一定程度之緩衝功能的薄膜表面。
如此獲得之聚乙烯醇系偏光薄膜之偏光度宜為99.5%以上，更宜為99.8%以上。偏光度若過低有無法確保於液晶顯示器之對比的趨勢。 其中，偏光度係一般為由，在將2片之偏光薄膜重疊成使其配向方向為同一方向之狀態下，以波長λ測定而得之光線透射率(H11 )，及在將2片之偏光薄膜重疊成使其配向方向為相互垂直之方向的狀態下，以波長λ測定而得之光線透射率(H1 )，根據下式算出。 [(H11 -H1 )/(H11 +H1 )]1/2
另外，本發明之偏光薄膜之單體透射率宜為42%以上。該單體透射率若過低則有無法達成液晶顯示器之高亮度化的趨勢。 單體透射率係使用分光光度計測定偏光薄膜單體之光線透射率而得之值。
如此而獲得本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜，該薄膜具有適當之硬度，且適合製造顯示瑕疵、色彩不均勻少之偏光板。 以下，針對使用了本發明之聚乙烯醇系偏光薄膜而獲得之偏光板的製造方法進行說明。
本發明之偏光膜係將其單面或兩面藉由黏著劑與作為保護薄膜之光學均向性之樹脂薄膜貼合而成為偏光板。就保護薄膜而言，可舉例如三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、聚苯乙烯、聚醚碸、聚亞芳基酯、聚-4-甲基戊烯、聚伸苯醚等薄膜或片。
貼合方法係以公知方法進行，例如將液狀之黏著劑組成物均勻地塗布於偏光薄膜、保護薄膜、或其兩者後，將兩者黏貼在一起並壓接，藉由加熱、照射活性能量射線來進行。
此外，對於偏光膜，就薄膜化之目的，也可替代上述保護薄膜而於其單面或兩面塗布胺甲酸乙酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、尿素樹脂等硬化性樹脂並進行硬化而成為偏光板。
藉由本發明獲得之偏光薄膜係不容易產生傷痕，獲得之偏光板顯示瑕疵、色彩不均勻少，可理想地使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、看板、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相框、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用防反射層、光纖通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。 [實施例]
以下，列舉實施例來更具體地說明本發明，但本發明在不超過其要旨之範圍內並不僅限定於以下之實施例。 其中，例中有「份」、「%」係意為重量基準。 針對各物性進行如下之測定。
＜測定條件＞ (1)薄膜表面之硬度(MPa)，薄膜表面之彈性係數(GPa) 從獲得之聚乙烯醇系偏光薄膜切出1cm×1cm之試驗片，試驗前在25℃50%RH 1天進行狀態調整後，使用Hysitron, Inc.製奈米壓痕試驗機「Triboindenter」作為試驗機，使用稱為Berkovich型之三角錐型之壓頭(對頂角65°，ε=0.75，鑽石製) 作為壓頭，在25℃50%RH之環境下進行試驗。對於薄膜兩面進行試驗，求其平均值。其中，試驗前使用為標準品之熔融石英(硬度9，250MPa，彈性係數69.6GPa)，求得為了算出壓入時之壓頭對於樣品之投影面積A的修正係數。 奈米壓痕試驗首先將壓頭垂直地與試驗片之表面接觸，以壓入速度100nm/秒緩慢地施加負荷。接著，在達到最大壓入深度500nm時停止壓入，同時以拉出速度100nm/秒緩慢地將負荷回歸到0。 從該試驗中獲得之最大負荷P(N)與壓頭之投影面積A(mm2 )，依下式(A)算出薄膜表面之硬度(MPa)。 (式A) 薄膜表面之硬度=P/A 此外，從卸載變位曲線求得最大負荷時之切線的斜率S(N/mm)，從該斜率S(N/mm)及壓頭之投影面積A(mm2 )，根據下式(B)算出薄膜表面之彈性係數(GPa)。 (式B)薄膜表面之彈性係數=0.001×(S×π1/2 )(2×A1/2 )   (π為圓周率)
(2)擦傷 從獲得之偏光板切出10片1cm×1cm之試驗片，使用KEYENCE CORPORATION.製雷射聚焦顯微鏡VK-9700(物鏡：50倍)，觀察在偏光板內部是否有寬度10μm以上之傷痕，藉由以下之基準進行評價。 (評價基準) ○…全部的試驗片皆沒有傷痕 △…有任一片之試驗片有傷痕 ×…全部的試驗片皆有傷痕
(3)顯示瑕疵(個) 從獲得之偏光板切出長度30cm×寬度13cm之試驗片，在15,000勒克斯(lx)之環境下目視檢查，測定100μm以上之顯示瑕疵數(個)。 (4)色彩不均勻 從獲得之偏光板切出長度30cm×寬度13cm之試驗片，以45°之角度夾在正交偏光狀態之2片偏光板(單體透射率43.5%、偏光度99.9%)之間後，使用表面照度14,000勒克司(lx)之燈箱，以透射模式觀察光學方面的色彩不均勻，藉由以下之基準進行評價。 (評價基準) ○…無色彩不均勻 △…有少許色彩不均勻 ×…有色彩不均勻
＜實施例1＞ (偏光薄膜之製造) 將聚乙烯醇系薄膜(日本合成化學工業公司製「OPL」，厚度45μm)使用搬運輥沿水平方向搬運，首先邊浸漬於水溫25℃之水槽中使其膨潤，邊朝流動方向延伸為1.7倍。接著，邊浸漬於由碘0.5g/L，碘化鉀30g/L構成之28℃之水溶液中進行染色，邊朝流動方向延伸為1.6倍，並在浸漬於硼酸40g/L，碘化鉀30g/L之組成的水溶液(55℃)進行硼酸交聯的同時，朝流動方向單軸延伸為2.1倍。最後以碘化鉀水溶液進行清洗，之後在60℃乾燥2分鐘而獲得總延伸倍率5.7倍之偏光薄膜。獲得之偏光薄膜之特性表示於表1。
(偏光板之製造) 於獲得之偏光薄膜之兩面，使用聚乙烯醇系水溶液作為黏著劑貼合厚度80μm之三乙酸纖維素薄膜(TAC薄膜) ，於50℃進行乾燥而製成偏光板。獲得之偏光板之特性表示於表1。
＜實施例2~7＞＜比較例1、2＞ 將偏光薄膜之乾燥條件變更為表1中記載之條件以外，以與實施例1相同之方法獲得聚乙烯醇系偏光薄膜及偏光板。偏光薄膜及偏光板之特性如同表1所示。
【表1】
實施例1~7之聚乙烯醇系偏光薄膜因為奈米壓痕試驗時，薄膜表面的硬度為本發明之指定範圍內，可獲得傷痕少之偏光板，反觀使用比較例1、2之聚乙烯醇系偏光薄膜所獲得之偏光板，薄膜表面之硬度為本發明之指定範圍外，結果其傷痕多。 而從各個聚乙烯醇系偏光薄膜獲得之偏光板的顯示瑕疵、色彩不均勻係實施例1~7相較於比較例1、2良好。
於上述實施例中，雖然針對本發明之具體的形態進行展示，但上述實施例單純僅為示例，並沒有限定之含意。該技術領域中具有通常知識者而言顯而易見之各種變化，均意欲包括於本發明之範圍內。 [產業上利用性]
藉由本發明獲得之偏光薄膜係不容易產生傷痕，獲得之偏光板係顯示瑕疵、色彩不均勻少，可理想地使用於攜帶資訊終端設備、電腦、電視、投影機、看板、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相框、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用防反射層、光纖通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。
無
無

Claims (3)

  1. 一種聚乙烯醇系偏光薄膜，其特徵在於根據ISO14577：2002在下列(1)~(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時，薄膜表面之硬度為300~370MPa； 條件(1)測定環境：25℃50%RH； 條件(2)壓頭：Berkovich型(三角錐型，對頂角65°、ε=0.75、鑽石製)； 條件(3)最大壓入深度：500nm。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚乙烯醇系偏光薄膜，其中，在上述(1)~(3)之條件下進行奈米壓痕試驗時，薄膜表面之彈性係數為2.8~4.0GPa。
  3. 一種偏光板，其特徵為：係在如申請專利範圍第1或2項之聚乙烯醇系偏光薄膜之至少一面設置保護薄膜而成。
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