TW202101044A - 偏光膜、偏光板、及該偏光膜之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供可追隨身體(例如皮膚)或衣服等之延伸的偏光膜。本發明之偏光膜係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成；且其沿吸收軸方向以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時，應變量為10%以上，並且在85℃下加熱120分鐘時，於該吸收軸方向的收縮率為5%以下。

Description

偏光膜、偏光板、及該偏光膜之製造方法

本發明涉及偏光膜、偏光板、及該偏光膜之製造方法。

在代表性之影像顯示裝置的液晶顯示裝置中，依據其影像形成方式而於液晶單元的兩側配置有偏光膜。作為偏光膜之製造方法，例如已提出有一種將具有樹脂基材與聚乙烯醇(PVA)系樹脂層之積層體延伸，接著施以染色處理，以在樹脂基材上獲得偏光膜的方法(例如專利文獻1)。藉由這種方法可獲得厚度較薄的偏光膜，所以能對近年之影像顯示裝置的薄型化有所貢獻而備受矚目。

又，近年來智慧型手機、智慧手表等穿戴式設備(wearable device)之市場持續擴大。而在穿戴式設備為貼附於身體(例如皮膚)或衣服等穿戴類型時，對搭載於該設備之偏光膜還要求可追隨身體或衣服等之延伸。然而，以往之偏光膜通常容易沿吸收軸方向裂開(破裂)或實質上不具拉伸性。

先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利特開2001-343521號公報

發明欲解決之課題 本發明是為了解決上述以往之課題而成者，其主要目的在於提供一種可追隨身體(例如皮膚)或衣服等之延伸的偏光膜。

用以解決課題之手段 根據本發明之一面向係提供一種偏光膜，其係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成；且其沿吸收軸方向以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時，應變量為10%以上，並且在85℃下加熱120分鐘時，於該吸收軸方向的收縮率為5%以下。 在一實施形態中，上述偏光膜之厚度為8µm以下。 在一實施形態中，上述偏光膜的單體透射率為40.0%以上，且偏光度為99.0%以上。 根據本發明之另一面向係提供一種偏光板，其具有上述偏光膜與配置於上述偏光膜之至少一側的保護層。 根據本發明之另一面向係提供一種上述偏光膜之製造方法，該製造方法包含以下步驟：於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成包含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層，而製成積層體；及，對該積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理與乾燥收縮處理，該乾燥收縮處理係將該積層體一邊沿長邊方向輸送一邊加熱，藉此使其於寬度方向收縮2%以上；該空中輔助延伸處理及該水中延伸處理之延伸的總倍率相對於該積層體之原長為2.5倍~4.5倍。

發明效果 根據本發明提供一種偏光膜，其沿吸收軸方向之斷裂受到抑制，且往吸收軸方向之應變量為預定值以上。以往，具有所述拉伸性之偏光膜難以獲得實際使用上可容許之光學特性(代表上為單體透射率及偏光度)，但根據本發明，可實現兼顧拉伸性及實際使用上可容許之光學特性的偏光膜。

以下說明本發明之實施形態，惟本發明不受該等實施形態限定。

A.偏光膜 本發明之實施形態之偏光膜係以含二色性物質之聚乙烯醇(PVA)系樹脂薄膜所構成；且沿吸收軸方向以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時，應變量為10%以上，並且在85℃下加熱120分鐘時，於吸收軸方向的收縮率為5%以下。只要為所述構成，便可顯著抑制偏光膜沿吸收軸方向裂開(破裂)，同時可賦予往吸收軸方向之拉伸性。結果可獲得具有拉伸性之偏光膜(結果為偏光板)。所述偏光膜(結果為偏光板)較佳可應用於要求拉伸性之設備、例如貼附於身體或衣服等穿戴之穿戴式設備等。

沿吸收軸方向以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時，偏光膜之應變量(延伸率)為10%以上，宜為15%以上，更宜為20%以上。上述應變量若為所述範圍，便可獲得具備往吸收軸方向之拉伸性的偏光膜。上述應變量的上限例如可為100%。

在85℃下加熱120分鐘時，偏光膜於吸收軸方向的收縮率為5%以下，宜為4.5%以下，更宜為4.0%以下。只要上述收縮率在所述範圍內，便可獲得沿吸收軸方向之斷裂受到抑制的偏光膜。

於與吸收軸方向正交之方向(透射軸方向)以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時，偏光膜之應變量(延伸率)例如為10%以上，且宜為15%以上，更宜為20%以上。上述應變量若為所述範圍，便可獲得沿吸收軸方向之斷裂受抑制，同時具備往透射軸方向之拉伸性的偏光膜。上述應變量的上限例如可為100%。

於85℃下加熱120分鐘時，偏光膜於與吸收軸方向正交之方向(透射軸方向)的收縮率宜為4.0%以下，更宜為3.5%以下。上述收縮率若為所述範圍，便可獲得沿吸收軸方向之斷裂受抑制，同時具備往透射軸方向之拉伸性的偏光膜。

偏光膜之厚度宜為8μm以下，且宜為7μm以下，更宜為5μm以下，尤宜為3μm以下，特別宜為2μm以下。偏光膜厚度的下限例如可為1μm。偏光膜之厚度在一實施形態中可為2µm~6µm，在另一實施形態中可為2µm~4µm，又在另一實施形態可為2µm~3µm。藉由使偏光膜之厚度變得如所述非常薄，可將加熱所造成之收縮量縮得非常小。吾等推測所述構成亦有助於抑制吸收軸方向之斷裂。

偏光膜宜在波長380nm~780nm之任一波長下顯示吸收二色性。偏光膜之單體透射率宜為40.0%以上，更宜為41.0%以上。單體透射率的上限例如可為49.0%。偏光膜之單體透射率在一實施形態中為40.0%~45.0%。偏光膜的偏光度宜為99.0%以上，較宜為99.4%以上。偏光度的上限例如可為99.999%。偏光膜之厚度在一實施形態中為99.0%~99.9%。根據本發明可實現一種偏光膜，該偏光膜具有往上述吸收軸方向之應變量與加熱收縮率，且具有實際使用上可容許之單體透射率及偏光度。吾等推測其係因後述之製造方法所致。此外，單體透射率代表上係使用紫外線可見光分光光度計來測定並進行視感度校正所得之Y值。又，單體透射率是將偏光板之一表面之折射率換算為1.50，並將另一表面之折射率換算為1.53時的值。偏光度代表上係基於使用紫外線可見光分光光度計測定並進行視感度校正所得之平行透射率Tp及正交透射率Tc，透過下述式來求得。 偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}^1/2 ×100

偏光膜如上述係以含二色性物質之PVA系樹脂薄膜構成。較佳為構成PVA系樹脂薄膜(實質上為偏光膜)之PVA系樹脂包含經乙醯乙醯基改質之PVA系樹脂。只要為所述構成，便可獲得具有所期望之機械強度的偏光膜。當令PVA系樹脂整體為100重量%時，經乙醯乙醯基改質之PVA系樹脂之摻混量宜為5重量%~20重量%，更宜為は8重量%~12重量%。只要摻混量在所述範圍內，便可獲得具有更優異機械強度之偏光膜。

偏光膜在代表上可使用兩層以上之積層體來製作。使用積層體獲得之偏光膜的具體例，可舉出使用樹脂基材與經塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光膜。使用樹脂基材與經塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光膜，例如可以藉由以下方式來製作：將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材，並使其乾燥而於樹脂基材上形成PVA系樹脂層，而獲得樹脂基材與PVA系樹脂層的積層體；及，將該積層體延伸及染色而將PVA系樹脂層製成偏光膜。本實施形態中，宜於樹脂基材之單側形成包含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層。延伸在代表上包含使積層體浸漬於硼酸水溶液中並延伸。並且，延伸較佳係更包含下述步驟：在硼酸水溶液中延伸之前，在高溫(例如95℃以上)下將積層體進行空中延伸。並且，積層體較佳係供於沿長邊方向輸送的同時進行加熱藉此使其於寬度方向收縮2%以上之乾燥收縮處理。又，延伸之總倍率宜為2.5倍~4.5倍。即便為所述延伸之總倍率，藉由添加鹵化物及乾燥收縮處理之組合，可獲得具有可容許之光學特性之偏光膜。在一實施形態中，偏光膜之製造方法包含對積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理與乾燥收縮處理。藉由導入輔助延伸，即便是在將PVA塗佈於熱塑性樹脂基材上時仍可提升PVA之結晶性，而可達成高光學特性。又，同時事先提高PVA之定向性，可防止在之後的染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時，PVA之定向性降低或溶解等問題，而可達成高光學特性。並且，將PVA系樹脂層浸漬於液體中時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物之情況，更能抑制聚乙烯醇分子之定向紊亂及定向性之降低。因此，可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而獲得之偏光膜的光學特性。並且，透過乾燥收縮處理使積層體於寬度方向收縮，可提升光學特性。可以直接使用所得樹脂基材/偏光膜之積層體(即，亦可將樹脂基材作為偏光膜之保護層)，亦可從樹脂基材/偏光膜之積層體剝離樹脂基材並於該剝離面按目的積層任意適當的保護層後來使用。關於偏光膜之製造方法的詳細內容將於C項說明。

B.偏光板 圖1係本發明一實施形態之偏光板的概略截面圖。偏光板100具有：偏光膜10、配置於偏光膜10之一側的第1保護層20及配置於偏光膜10之另一側的第2保護層30。偏光膜10係於上述A項所說明之本發明之偏光膜。亦可省略第1保護層20及第2保護層30之中其中一保護層。另，如上述，第1保護層及第2保護層之中，亦可有一者為用於上述偏光膜之製造的樹脂基材。

第1及第2保護薄膜係以可作為偏光膜之保護層使用的任意適當的薄膜形成。成為該薄膜之主成分的材料之具體例，可舉出三醋酸纖維素(TAC)等之纖維素系樹脂、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降莰烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系及乙酸酯系等之透明樹脂等。又，還可舉出(甲基)丙烯酸系、胺甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。其他還可舉出例如矽氧烷系聚合物等之玻璃質系聚合物。並且，亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)所記載之聚合物薄膜。作為該薄膜之材料，例如可以使用含有在側鏈具有取代或非取代之醯亞胺基的熱塑性樹脂與在側鏈具有取代或非取代之苯基以及腈基的熱塑性樹脂之樹脂組成物，例如可舉出具有由異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺構成之交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組成物。該聚合物薄膜例如可為上述樹脂組成物之擠製成形物。

在將偏光板100應用於影像顯示裝置時，配置於與顯示面板相反之側的保護層(外側保護層)之厚度代表上為300μm以下，宜為100μm以下，更宜為5μm~80μm，又更宜為10μm~60μm。另外，在施有表面處理時，外側保護層之厚度係包含表面處理層之厚度的厚度。

在將偏光板100應用於影像顯示裝置時，配置於顯示面板側的保護層(內側保護層)之厚度宜為5μm~200μm，更宜為10μm~100μm，又更宜為10μm~60μm。在一實施形態中，內側保護層係具有任意適當之相位差值的相位差層。此時，相位差層之面內相位差Re(550)例如為110nm~150nm。「Re(550)」為在23℃下以波長550nm的光測定之面內相位差，可藉由式：Re=(nx-ny)×d來求得。在此，「nx」為面內折射率成最大之方向(亦即慢軸方向)的折射率，「ny」為在面內與慢軸正交之方向(亦即快軸方向)的折射率，「nz」為厚度方向的折射率，「d」為層(薄膜)之厚度(nm)。

C.偏光膜之製造方法 本發明之一實施形態之偏光膜之製造方法包含以下步驟：於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成包含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)之聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)，而製成積層體；及，對積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理與乾燥收縮處理，該乾燥收縮處理係將該積層體一邊沿長邊方向輸送一邊加熱，藉此使其於寬度方向收縮2%以上；該空中輔助延伸處理及該水中延伸處理之延伸的總倍率相對於該積層體之原長較佳為2.5倍~4.5倍。PVA系樹脂層中之鹵化物含量相對於PVA系樹脂100重量份宜為5重量份~20重量份。乾燥收縮處理宜使用加熱輥進行處理，且加熱輥溫度宜為60℃~120℃。積層體進行乾燥收縮處理所得寬度方向之收縮率宜為2%以上。根據所述製造方法可獲得在上述A項所說明之偏光膜。尤其是藉由下述方式可獲得具有優異光學特性(代表上為單體透射率及偏光度)之偏光膜：製作包含含有鹵化物之PVA系樹脂層的積層體後，將上述積層體之延伸進行包含空中輔助延伸及水中延伸的多階段延伸，再將延伸後之積層體以加熱輥進行加熱。

C-1.製作積層體 製作熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體的方法可採用任意適當之方法。較宜為將含有鹵化物與PVA系樹脂之塗佈液塗佈於熱塑性樹脂基材之表面並乾燥，藉此於熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層。如上述，PVA系樹脂層中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份。

塗佈液之塗佈方法可採用任意適當的方法。例如可舉出輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、簾塗法、噴塗法、刮刀式塗佈法(逗號塗佈法等)等。上述塗佈液之塗佈、乾燥溫度宜為50℃以上。

PVA系樹脂層之厚度宜為2μm~30μm，更宜為2μm~20μm。藉由使延伸前之PVA系樹脂層之厚度如所述非常薄且如後述將延伸的總倍率縮得比通常更小，則在可發揮拉伸性之程度下即便PVA系樹脂層的定向度很小，仍可實現具有實際使用上可容許之單體透射率及偏光度的偏光膜。

在形成PVA系樹脂層之前，可對熱塑性樹脂基材施行表面處理(例如電暈處理等)，也可於熱塑性樹脂基材上形成易接著層。藉由進行所述處理，可提升熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之密著性。

C-1-1.熱塑性樹脂基材 熱塑性樹脂基材可採用任意適當的熱塑性樹脂薄膜。關於熱塑性樹脂薄膜基材的詳細內容，例如記載於日本專利特開2012-73580號公報。本說明書中係援用該公報整體之記載作為參考。

C-1-2.塗佈液 塗佈液係如上述包含鹵化物與PVA系樹脂。上述塗佈液代表上係使上述鹵化物及上述PVA系樹脂溶解於溶劑而成之溶液。作為溶劑，可舉例如水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、各種甘醇類、三羥甲丙烷等多元醇類、伸乙二胺、二伸乙三胺等胺類。該等可單獨使用或可將二種以上組合來使用。該等中又以水為佳。溶液之PVA系樹脂濃度相對於溶劑100重量份宜為3重量份~20重量份。只要為所述樹脂濃度，便可形成密著於熱塑性樹脂基材且均勻的塗佈膜。

塗佈液中亦可摻混添加劑。添加劑可舉如塑化劑、界面活性劑等。塑化劑可舉例如乙二醇或丙三醇等多元醇。界面活性劑可舉例如非離子性界面活性劑。該等可為了進一步提升所得PVA系樹脂層的均勻性或染色性、延伸性而使用。

上述PVA系樹脂可採用任意適當的樹脂。可舉例如聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得。乙烯-乙烯醇共聚物可藉由將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而得。PVA系樹脂之皂化度通常為85莫耳%~100莫耳%，宜為95.0莫耳%~99.95莫耳%，更宜為99.0莫耳%~99.93莫耳%。皂化度可依JIS K 6726-1994而求得。藉由使用所述皂化度的PVA系樹脂，可獲得耐久性優異的偏光膜。皂化度太高時，會有膠化之虞。如上述，PVA系樹脂宜包含經乙醯乙醯基改質之PVA系樹脂。

PVA系樹脂的平均聚合度可按目的適當選擇。平均聚合度通常為1000~10000，宜為1200~4500，更宜為1500~4300。另，平均聚合度可按JIS K 6726-1994而求得。

上述鹵化物可採用任意適當之鹵化物。可舉例如碘化物及氯化鈉。碘化物可舉例如碘化鉀、碘化鈉及碘化鋰。該等之中又以碘化鉀為佳。

塗佈液中之鹵化物量相對於PVA系樹脂100重量份宜為5重量份~20重量份，更佳為相對於PVA系樹脂100重量份為10重量份~15重量份。若鹵化物量相對於PVA系樹脂100重量份為大於20重量份，則會有鹵化物溢出而使最後獲得之偏光膜變白濁之情形。

一般而言，PVA系樹脂層經延伸，會使PVA樹脂層中之聚乙烯醇分子之定向性變高，但若將延伸後之PVA系樹脂層浸漬於含水之液體中，則會有聚乙烯醇分子之定向紊亂而定向性降低之情形。尤其是在對熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體進行硼酸水中延伸時，為了使熱塑性樹脂基材之延伸穩定而在相對較高溫度下在硼酸水中將上述積層體進行延伸時，上述定向度降低之傾向很明顯。舉例而言，PVA薄膜單體在硼酸水中之延伸一般而言係在60℃下進行，相對於此，A-PET(熱塑性樹脂基材)與PVA系樹脂層之積層體之延伸係在70℃前後之溫度即較高溫度下進行，此時，延伸初始之PVA的定向性會在因水中延伸而上升之前的階段便降低。對此，藉由製作含有鹵化物之PVA系樹脂層與熱塑性樹脂基材之積層體，並將積層體於在硼酸水中進行延伸前在空氣中進行高溫延伸(輔助延伸)，可促進輔助延伸後之積層體之PVA系樹脂層中的PVA系樹脂之結晶化。結果，在將PVA系樹脂層浸漬於液體中時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物之情況，更能抑制聚乙烯醇分子之定向紊亂及定向性之降低。因此，可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而獲得之偏光膜的光學特性。

C-2.空中輔助延伸處理 尤其為了獲得高光學特性，會選擇組合乾式延伸(輔助延伸)與硼酸水中延伸之2段延伸之方法。如2段延伸之方式，藉由導入輔助延伸，可一邊抑制熱塑性樹脂基材之結晶化一邊進行延伸。並且，在將PVA系樹脂塗佈於熱塑性樹脂基材上時，為了抑制熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度之影響，必須使塗佈溫度比將PVA系樹脂塗佈於一般的金屬滾筒上之情況更低，結果會產生PVA系樹脂之結晶化相對變低而無法獲得充分光學特性之問題。對此，藉由導入輔助延伸，即使是在將PVA系樹脂塗佈於熱塑性樹脂基材上時仍可提升PVA系樹脂之結晶性，而可達成高光學特性。又，同時事先提高PVA系樹脂之定向性，可防止在之後的染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時，PVA系樹脂之定向性降低或溶解等問題，而可達成高光學特性。

空中輔助延伸之延伸方法可為固定端延伸(例如使用拉幅延伸機進行延伸之方法)，亦可為自由端延伸(例如使積層體通過周速相異之輥件間進行單軸延伸之方法)，惟為了獲得高光學特性，可積極採用自由端延伸。在一實施形態中，空中輔助延伸處理包含加熱輥延伸步驟，該步驟係將上述積層體一邊沿其長邊方向輸送一邊利用加熱輥間之周速差進行延伸。空中輔助延伸處理代表上為包含區域延伸步驟與加熱輥延伸步驟。另，區域延伸步驟與加熱輥延伸步驟之順序並無限定，可先進行區域延伸步驟，亦可先進行加熱輥延伸步驟。亦可省略區域延伸步驟。在一實施形態中，係依序進行區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟。又，在另一實施形態中，係於拉幅延伸機中把持薄膜端部，並將拉幅機間之距離往流動方向擴大來延伸(拉幅機間距離的增幅即為延伸倍率)。此時，寬度方向(相對於流動方向為垂直方向)之拉幅機的距離係設定成可任意接近。較佳可設定成相對於流動方向之延伸倍率來利用自由端延伸作接近。為自由端延伸時，係以寬度方向之收縮率=(1/延伸倍率)^1/2 來計算。

空中輔助延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時，延伸倍率為各階段之延伸倍率之積。空中輔助延伸中之延伸方向宜與水中延伸之延伸方向大致相同。

空中輔助延伸之延伸倍率宜為1.5倍~4.0倍，且宜為1.7倍~3.5倍，更宜為2.0倍~3.0倍。空中輔助延伸之延伸倍率只要為所述範圍，便可在與水中延伸組合時將延伸之總倍率設定為所期望之範圍。結果可獲得沿吸收軸方向之斷裂受抑制且具備拉伸性之偏光膜。

空中輔助延伸之延伸溫度可因應熱塑性樹脂基材之形成材料、延伸方式等設定成任意適當之值。延伸溫度宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上，熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上更適宜，Tg+15℃以上特別適宜。另一方面，延伸溫度的上限宜為170℃。藉由在所述溫度下延伸可抑制PVA系樹脂之結晶化急速進展，從而可抑制該結晶化所造成的不良情況(例如，因延伸而妨礙PVA系樹脂層之定向)。

C-3.不溶解處理、染色處理及交聯處理 視需要，可在空中輔助延伸處理之後且在水中延伸處理或染色處理之前，施行不溶解處理。上述不溶解處理代表上係將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。上述染色處理代表上係以二色性物質(代表上為碘)將PVA系樹脂層染色來進行。視需要，可在染色處理之後且在水中延伸處理之前，施行交聯處理。上述交聯處理代表上可藉由使PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。關於不溶解處理、染色處理及交聯處理的詳細內容，例如記載於日本專利特開2012-73580號公報(上述)。

C-4.水中延伸處理 水中延伸處理係使積層體浸漬於延伸浴來進行。藉由水中延伸處理，可在比上述熱塑性樹脂基材或PVA系樹脂層之玻璃轉移溫度(代表上為80℃左右)更低的溫度下延伸，而可在抑制PVA系樹脂層結晶化的同時進行延伸。結果可製出具有優異光學特性之偏光膜。

積層體之延伸方法可採用任意適當的方法。具體而言，可為固定端延伸，亦可為自由端延伸(例如使積層體通過周速相異之輥件間進行單軸延伸的方法)。較佳為選擇自由端延伸。積層體之延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時，延伸之總倍率為各階段之延伸倍率之積。

水中延伸宜使積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行(硼酸水中延伸)。藉由使用硼酸水溶液作為延伸浴，可對PVA系樹脂層賦予得以承受延伸時所受張力的剛性與不溶於水的耐水性。具體上，硼酸在水溶液中會生成四羥基硼酸陰離子而可藉由氫鍵與PVA系樹脂交聯。結果可賦予PVA系樹脂層剛性與耐水性，進行良好地延伸，從而製出具有優異光學特性之偏光膜。

上述硼酸水溶液宜使硼酸及/或硼酸鹽溶解於屬溶劑的水而獲得。硼酸濃度相對於水100重量份宜為1重量份~10重量份，更宜為2.5重量份~6重量份，尤宜為3重量份~5重量份。藉由將硼酸濃度設為1重量份以上，可有效抑制PVA系樹脂層之溶解，製造特性更高之偏光膜。此外，除硼酸或硼酸鹽外，還可使用將硼砂等之硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於溶劑而得之水溶液。

宜於上述延伸浴(硼酸水溶液)中摻混碘化物。藉由摻混碘化物，可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘的溶出。碘化物之具體例係如上述。碘化物之濃度相對於水100重量份宜為0.05重量份~15重量份，更宜為0.5重量份~8重量份。

延伸溫度(延伸浴之液溫)宜為40℃~85℃，較宜為60℃~75℃。只要為所述溫度，便可抑制PVA系樹脂層溶解，同時又可高倍率地延伸。具體而言如上所述，若考量由與形成PVA系樹脂層之關係，熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以60℃以上為宜。此時，延伸溫度若低於40℃，則即使考慮以水將熱塑性樹脂基材塑化，也恐無法良好地延伸。另一方面，延伸浴之溫度愈高溫，PVA系樹脂層之溶解性就愈高，而恐無法獲得優異的光學特性。積層體浸漬於延伸浴之浸漬時間宜為15秒~5分鐘。

水中延伸之延伸倍率宜為1.0倍~3.0倍，較佳為1.0倍~2.0倍，更佳為1.0倍~1.5倍。水中延伸之延伸倍率只要為所述範圍，便可將延伸之總倍率設定為所期望之範圍。結果可獲得沿吸收軸方向之斷裂受抑制且具備拉伸性之偏光膜。延伸之總倍率(組合空中輔助延伸與水中延伸時之各延伸倍率的積)如上述，相對於積層體之原長宜為1.5倍~4.7倍，以2.5倍~4.5倍更佳。在一般的偏光膜之製造方法中，延伸的總倍率係設為5.0倍以上，且宜設為5.5倍以上，而在本發明實施形態中，係藉由設為較其更低的延伸倍率來抑制PVA系樹脂層的高定向化。藉此，所得偏光膜沿吸收軸方向之斷裂受抑制，同時可賦予拉伸性(尤其是往吸收軸方向之拉伸性)。且，藉由適當組合對塗佈液添加鹵化物、調整空中輔助延伸及水中延伸之延伸倍率、及乾燥收縮處理，即便為所述延伸之總倍率，仍可將所得偏光膜之光學特性設為實際使用上可容許之範圍內。在一實施形態中，空中輔助延伸之延伸倍率相對於水中延伸之延伸倍率的比(空中輔助延伸之延伸倍率/水中延伸之延伸倍率)例如可為1.14~3.5。

C-5.乾燥收縮處理 上述乾燥收縮處理可透過將區域整體加熱所進行之區域加熱來進行，亦可透過將輸送輥加熱(所謂使用加熱輥)來進行(加熱輥乾燥方式)。較佳為使用這兩者。藉由使用加熱輥使其乾燥，可有效率地抑制積層體之加熱捲曲，而製造出外觀優異的偏光膜。具體而言，藉由在使積層體沿著加熱輥之狀態下進行乾燥，可有效率地促進上述熱塑性樹脂基材之結晶化而增加結晶化度，即使是在相對較低的乾燥溫度下，仍能良好增加熱塑性樹脂基材之結晶化度。結果熱塑性樹脂基材之剛性增加而成為得以承受PVA系樹脂層因乾燥而收縮的狀態，從而捲曲受到抑制。又，藉由使用加熱輥，可在將積層體維持平坦狀態的同時進行乾燥，因此不只能抑制捲曲的產生，亦能抑制起皺的產生。此時，積層體可透過乾燥收縮處理使其於寬度方向收縮，來提升光學特性。其係因可有效提升PVA及PVA/碘錯合物之定向性之故。積層體進行乾燥收縮處理所得寬度方向之收縮率宜為2%以上，更宜為2%~8%，尤宜為4%~6%。

圖2係顯示乾燥收縮處理之一例的概略圖。在乾燥收縮處理中，係利用已加熱至預定溫度的輸送輥R1~R6與導輥G1~G4來一邊輸送積層體200一邊使其乾燥。在圖式例中，係將輸送輥R1~R6配置成可交替連續加熱PVA樹脂層之面與熱塑性樹脂基材之面，但例如亦可將輸送輥R1~R6配置成僅連續加熱積層體200的其中一面(例如熱塑性樹脂基材面)。

藉由調整輸送輥之加熱溫度(加熱輥之溫度)、加熱輥之數量及與加熱輥的接觸時間等，可控制乾燥條件。加熱輥之溫度宜為60℃~120℃，更宜為65℃~100℃，尤宜為70℃~80℃。可在可良好地增加熱塑性樹脂之結晶化度而良好地抑制捲曲的同時，製造出耐久性極優異的光學積層體。另，加熱輥之溫度可以接觸式溫度計來測定。在圖式例中設置有6個輸送輥，惟輸送輥只要為多數個即無特別限制。輸送輥通常為2個~40個，較佳為設置4個~30個。積層體與加熱輥之接觸時間(總接觸時間)以1秒~300秒為宜，以1~20秒為佳，以1~10秒更佳。

加熱輥可設置於加熱爐(例如烘箱)內，亦可設置於一般的製造產線(室溫環境下)。宜設置於具備送風機構的加熱爐內。藉由併用以加熱輥進行之乾燥與熱風乾燥，可抑制在加熱輥間急遽的溫度變化，而可易控制寬度方向之收縮。熱風乾燥之溫度宜為30℃~100℃。且，熱風乾燥時間宜為1秒~300秒。熱風之風速宜為10m/s~30m/s左右。另，該風速係在加熱爐內之風速，可以迷你扇葉型數位風速計來測定。

C-6.其他處理 宜在水中延伸處理之後且在乾燥收縮處理之前，施行洗淨處理。上述洗淨處理代表上可藉由使PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。 實施例

以下，以實施例來具體說明本發明，惟本發明不受該等實施例限定。各特性之測定方法如以下所述。此外，只要無特別註記，實施例及比較例中之「份」及「%」即為重量基準。 (1)厚度 使用干涉膜厚計(大塚電子公司製，製品名「MCPD-3000」)進行測定。 (2)單體透射率及偏光度 針對實施例及比較例中所得偏光膜/樹脂基材之積層體(偏光板)，使用紫外線可見光分光光度計(大塚電子公司製LPF200)進行測定，並將測得之單體透射率Ts、平行透射率Tp、正交透射率Tc分別作為偏光膜之Ts、Tp及Tc。該等Ts、Tp及Tc係以JIS Z8701之2度視野(C光源)進行測定並進行視感度校正所得之Y值。從所得Tp及Tc利用下述式求得偏光度。 偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}^1/2 ×100 (3)應變量(延伸率) 應變量係使用Hitachi High-Tech Science Co.製「TMA/SS 6100型」(最大荷重約5N)來測定。具體而言，係將實施例及比較例中所得之偏光膜裁切成寬度方向2mm、長邊方向25mm，並設夾具間10mm，測定以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時之應變量(延伸量相對於原長之比率)。 4.加熱造成之收縮率 收縮率係使用TA Instruments製「TMA Q-400」進行測定。具體而言，係將實施例及比較例中所得偏光膜裁切為寬度方向4mm、長邊方向35mm，並設夾具間16mm，從20℃起於氮氣環境下以升溫速度10℃/分鐘加熱至85℃為止並在85℃下保持2小時後，以降溫速度10℃/分鐘降低至20℃，測定結束時之收縮量，算出相對於原長之比率(%)(收縮率=收縮量/原長×100)。

[實施例1] 熱塑性樹脂基材是使用長條狀且Tg約75℃之非晶質間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度：100μm)，並對樹脂基材單面施行了電暈處理。 在以9：1混合聚乙烯醇(聚合度4200，皂化度99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改質PVA(日本合成化學工業公司製，商品名「GOHSEFIMER」)而成之PVA系樹脂100重量份中添加碘化鉀13重量份，並將所得者溶於水中而調製出PVA水溶液(塗佈液)。 於樹脂基材之電暈處理面塗佈上述PVA水溶液並在60℃下乾燥，藉此形成厚度13μm之PVA系樹脂層，而製作出積層體。 將所得積層體於130℃之烘箱內沿縱方向(長邊方向)進行單軸延伸2.4倍(空中輔助延伸處理)。 接著，使積層體浸漬於液溫40℃的不溶解浴(相對於水100重量份摻混4重量份之硼酸而得的硼酸水溶液)中30秒(不溶解處理)。 接著，一邊調整液溫30℃的染色浴(相對於水100重量份，以1：7之重量比摻混碘與碘化鉀而得之碘水溶液)之濃度，以使最後所得之偏光膜的單體透射率(Ts)成為42.3%，一邊浸漬於其中60秒(染色處理)。 接著，使其浸漬於液溫40℃的交聯浴(相對於水100重量份摻混3重量份的碘化鉀並摻混5重量份的硼酸而獲得之硼酸水溶液)中30秒(交聯處理)。 然後，一邊使積層體浸漬於液溫70℃的硼酸水溶液(硼酸濃度4重量%，碘化鉀濃度5重量%)中，一邊在周速相異的輥件間沿縱向(長邊方向)進行單軸延伸以使延伸之總倍率達3.0倍(水中延伸處理：水中延伸處理之延伸倍率為1.25倍)。 之後，使積層體浸漬於液溫20℃的洗淨浴(相對於水100重量份摻混4重量份的碘化鉀而得之水溶液)中(洗淨處理)。 之後，一邊在保持於90℃之烘箱中乾燥，一邊使其接觸表面溫度保持於75℃之SUS製加熱輥約2秒(乾燥收縮處理)。積層體進行乾燥收縮處理所得寬度方向之收縮率為2%。 經由以上程序，於樹脂基材上製成厚度7.2µm(Ts：42.3%，偏光度：99.89%)之偏光膜。

[實施例2] 將水中延伸之延伸倍率設為1.67倍(就結果而言，將延伸之總倍率設為4.0倍)，除此之外依與實施例1相同方式而獲得偏光膜(厚度：6.2µm，Ts：42.3%，偏光度：99.98%)。

[實施例3] 將水中延伸之延伸倍率設為1.75倍(就結果而言，將延伸之總倍率設為4.2倍)，除此之外依與實施例1相同方式而獲得偏光膜(厚度：6.1µm，Ts：42.4%，偏光度：99.99%)。

[實施例4] 將水中延伸之延伸倍率設為1.88倍(就結果而言，將延伸之總倍率設為4.5倍)，除此之外依與實施例1相同方式而獲得偏光膜(厚度：6.0µm，Ts：42.2%，偏光度：99.99%)。

[比較例1] 將水中延伸之延伸倍率設為2.3倍(就結果而言，將延伸之總倍率設為5.5倍)，除此之外依與實施例1相同方式而獲得偏光膜(厚度：5.5µm，Ts：42.3%，偏光度：99.99%)。

針對上述實施例及比較例中所得偏光膜，測定沿吸收軸方向拉伸時之應變量及吸收軸方向之加熱收縮率。結果顯示於表1及圖3。

[表1]

由表1及圖3明顯可知，與比較例之偏光膜相比，實施例之偏光膜往吸收軸方向之加熱收縮受抑制(結果為沿吸收軸方向之斷裂)，並且具備有往吸收軸方向之拉伸性。且，如上述，實施例之偏光膜具有實際使用上可容許之單體透射率及偏光度。

又，針對上述實施例及比較例中所得偏光膜，將偏光膜裁切成寬度方向25mm、長邊方向2mm，並沿寬度方向(透射軸方向)拉伸，除此之外依與測定往吸收軸方向之應變量相同方式，測定往透射軸方向之應變量(延伸率)，結果實施例1及實施例2之偏光膜的應變量分別為52%及53%。另一方面，比較例1之偏光膜在測定時斷裂，而無法測定。

產業上之可利用性 本發明之偏光膜及偏光板例如可適宜用於液晶顯示裝置(穿戴式設備)。

10:偏光膜 20:第1保護層 30:第2保護層 100:偏光板 200:積層體 R1~R6:輸送輥 G1~G4:導輥

圖1係本發明一實施形態之偏光板的概略截面圖。 圖2係顯示使用加熱輥之乾燥收縮處理之一例的概略圖。 圖3係顯示在實施例及比較例製出之偏光膜的應變量及加熱收縮率之圖表。

10:偏光膜

20:第1保護層

30:第2保護層

100:偏光板

Claims (5)

1. 一種偏光膜，係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成；且其沿吸收軸方向以荷重變化速度98.0mN/分鐘下拉伸時，應變量為10%以上，並且在85℃下加熱120分鐘時，於該吸收軸方向的收縮率為5%以下。
2. 如請求項1之偏光膜，其厚度為8μm以下。
3. 如請求項1或2之偏光膜，其單體透射率為40.0%以上，且偏光度為99.0%以上。
4. 一種偏光板，具有如請求項1至3中任一項之偏光膜與配置於該偏光膜之至少一側的保護層。
5. 一種偏光膜之製造方法，係製造如請求項1至3中任一項之偏光膜的方法，該製造方法包含以下步驟： 於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成包含鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層，而製成積層體；及， 對該積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理與乾燥收縮處理，該乾燥收縮處理係將該積層體一邊沿長邊方向輸送一邊加熱，藉此使其於寬度方向收縮2%以上； 該空中輔助延伸處理及該水中延伸處理之延伸的總倍率相對於該積層體之原長為2.5倍~4.5倍。

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