TW202328306A - 偏光膜及偏光板 - Google Patents

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丹羽泰紀
竹内智康
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日商住友化學股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種偏光膜，其具有優異的光學特性，並且在穿透軸方向中的吸收軸方向的收縮力之均一性優異。偏光膜係於聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向有二色性色素。偏光膜中，視感度修正單體穿透率Ty為43.20%以上，視感度修正偏光度Py為99.9970%以上。偏光膜之穿透軸方向中，膜厚的最大值與最小值之差為2.1μm以下。

Description

偏光膜及偏光板
本發明係關於偏光膜及偏光板。
偏光膜係被使用於液晶顯示裝置及有機電致發光(EL)顯示裝置等顯示裝置。作為偏光膜者，已知有使用例如在已延伸的聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向有二色性色素者(例如專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-148806號公報
為了使偏光膜之光學特性提升，有時會提高聚乙烯醇系樹脂膜之延伸倍率。在延伸倍率經提高之偏光膜中，吸收軸方向的收縮力係在穿透軸方向之中央部與端部之間有大幅相異之傾向。於此，穿透軸方向係與偏光膜之延伸方向正交之方向，吸收軸方向係偏光膜之延伸方向。
就偏光膜而言，通常係以於其單面或雙面積層有保護膜的偏光板之形式而使用於顯示裝置等。關於顯示裝置所適用之偏光板，從生產效率等的觀點而言，有時會使用從作為材料之偏光板以獲得1個以上之製品的方式而切出的偏光板，亦即所謂藉由裁切而得的偏光板(以下有時係稱為「裁切偏光板」)。例如，若為從裁切前的偏光板以在其穿透軸方向獲得2片以上的偏光板之方式進行多片裁切而獲得裁切偏光板時，在裁切偏光板所具有的邊中，有時會包含：裁切前的偏光板的偏光膜之穿透軸方向之中央部或其附近所形成的邊，以及端部或其附近所形成的邊。因此，若裁切前的偏光板之吸收軸方向的收縮力在穿透軸方向有不同時，則在裁切偏光板之各邊中的吸收軸方向的收縮力亦會不同。在如此的裁切偏光板中，例如僅有裁切偏光板之一邊的收縮力變大等般而有在裁切偏光板之各邊中的收縮力產生分布之情形。如此的收縮力的分布，不僅限於藉由多片裁切而獲得裁切偏光板之情形，在獲得含有「裁切前的偏光膜之穿透軸方向的中央部及其端部」之1片裁切偏光板之情形下亦同樣可能發生。
藉由將偏光板貼合於顯示面板而成之顯示裝置，若曝露於高溫條件下，則有時會在偏光板發生加熱不勻狀況。將上述有收縮力分布之裁切偏光板應用於顯示裝置時，上述加熱不勻狀況在裁切偏光板整體中係不會均一發生，而會不均一地發生。由於不均一地發生的加熱不勻狀況係容易顯眼，而可能成為使顯示裝置之外觀品質惡化的原因。此外，上述收縮力之分布，係例如會僅使裁切偏光板之一邊的翹曲變大等般使裁切偏光板之各邊所發生的翹曲也產生分布，故可能成為使裁切偏光板之操作性降低的原因。
本發明之目的係提供一種偏光膜及包含該偏光膜之偏光板，該偏光膜具有優異的光學特性，並且在穿透軸方向中的吸收軸方向的收縮力之均一性亦優異。
本發明係提供以下之偏光膜及偏光板。
[1]一種偏光膜，係於聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向有二色性色素，其中，
視感度修正單體穿透率Ty為43.20%以上，
視感度修正偏光度Py為99.9970%以上，
穿透軸方向中，膜厚的最大值與最小值之差為2.1μm以下。
[2]如[1]所述之偏光膜，其中，在穿透軸方向之端區中的膜厚的最大值與在穿透軸方向之中央區中的膜厚的最大值之差為2.1μm以下。
[3]如[1]或[2]所述之偏光膜，其中，穿透軸方向之長度為800mm以上2500mm以下。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之偏光膜，其中，在穿透軸方向之中央區中的平均膜厚為5μm以上30μm以下。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之偏光膜，其中，在穿透軸方向之中央區中的平均膜厚為16μm以上29μm以下。
[6]一種偏光板，係於[1]至[5]中任一項所述之偏光膜之單面或雙面積層有保護膜。
依據本發明，可提供具有優異的光學特性並且在穿透軸方向中的吸收軸方向的收縮力之均一性優異的偏光膜、以及包含該偏光膜之偏光板。
以下說明本發明之偏光膜及偏光板。
(偏光膜)
本實施態樣之偏光膜，係於聚乙烯醇系樹脂膜(以下有時係稱為「PVA系膜」)吸附配向有二色性色素之偏光膜。偏光膜之視感度修正單體穿透率Ty為43.20%以上，偏光膜之視感度修正偏光度Py為99.9970%以上。偏光膜之穿透軸方向中，膜厚的最大值與最小值之差△t1為2.1μm以下。
偏光膜之穿透軸方向，係與PVA系膜之延伸方向正交的方向。偏光膜之後述吸收軸方向係PVA系膜之延伸方向。
偏光膜之視感度修正單體穿透率Ty為43.20%以上，亦可為43.25%以上，亦可為43.30%以上，亦可為43.32%以上。偏光膜之視感度修正單體穿透率Ty通常為43.80%以下，亦可為43.70%以下，亦可為43.60%以下。偏光膜之視感度修正偏光度Py為99.9970%以上，亦可為99.9975%以上，亦可為99.9980%以上，亦可為99.9985%以上。偏光膜之視感度修正偏光度Py通常為99.9999%以下，亦可為99.9990%以下，亦可為99.9987%以下。視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py為上述範圍之偏光膜，係具有優異的光學特性。視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py，係在偏光膜之穿透軸方向之中心(正中央)的位置所測定之值，可根據後述實施例所記載的方法來測定。
視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py為上述範圍內之偏光膜，係例如可在後述偏光膜之製造方法中藉由調整PVA系膜之延伸倍率、製造偏光膜之各步驟中的處理條件等而獲得。
偏光膜之在穿透軸方向中的膜厚的最大值與最小值之差△t1(最大值-最小值)為2.1μm以下，亦可為2.0μm以下，亦可為1.9μm以下，通常為0μm以上，亦可為0.1μm以上，亦可為1.0μm以上，亦可為1.5μm以上，亦可為1.8μm以上。上述差△t1係指：藉由將偏光膜在穿透軸方向分成26等分，測定所區分的26個區域各自中的偏光膜之膜厚，依據由測定所得的26個膜厚中的最大值及最小值而計算出之值。上述差△t1可依據後述實施例所記載之方法來測定。
上述差△t1為上述範圍內之偏光膜，係能抑制「在其穿透軸方向中於吸收軸方向之收縮力產生分布」，因此，在穿透軸方向中的吸收軸方向之收縮力的均一性為優異。所以，即便以偏光膜或包含偏光膜之偏光板作為材料並由此材料獲得1個以上的製品(亦即進行裁切)時，在由裁切所得的偏光膜或偏光板(以下各自亦稱為「裁切偏光膜」、「裁切偏光板」)中，可使在穿透軸方向中的吸收軸方向之收縮力成為均一。藉此，在將裁切偏光膜或裁切偏光板應用於顯示裝置後並曝曬在高溫條件下之時，能抑制「此時所發生的加熱不勻狀況會不均一地發生之情形」。因此，可抑制顯示裝置中的加熱不勻狀況容易顯眼之問題，而更易於提供外觀品質優異的顯示裝置。
藉由使用上述差△t1為上述範圍內之偏光膜，而能抑制在裁切偏光膜或裁切偏光板發生翹曲，並易於使裁切偏光膜或裁切偏光板成為平面(平坦)。若在裁切偏光膜或裁切偏光板發生翹曲，則會容易發生例如干涉顯示裝置之製造設備而從製造產線脫落、貼合於顯示面板時易捕捉到氣泡等不良狀況。相對於此，平面的裁切偏光膜或裁切偏光板不易發生上述不良狀況，而為操作性優異。
在偏光膜中，具有成為最大值之膜厚的區域，通常係位於偏光膜之穿透軸方向之端部，可在上述26個區域中從偏光膜之穿透軸方向之一方或兩 方之端部算起分別為1個區域以上8個區域以下之範圍內，亦可在分別為1個區域以上6個區域以下之範圍內，也可在分別為1個區域以上4個區域以下之範圍內。
在偏光膜中，具有成為最小值之膜厚的區域，通常係位於偏光膜之穿透軸方向之中央部，可在上述26個區域中從穿透軸方向之中心(正中央)往穿透軸方向之兩方之端部而分別為1個區域以上5個區域以下(合計2個區域以上10個區域以下)之範圍內，亦可在分別為1個區域以上4個區域以下(合計2個區域以上8個區域以下)之範圍內，也可在分別為1個區域以上3個區域以下(合計2個區域以上6個區域以下)之範圍內，也可在分別為1個區域以上2個區域以下(合計2個區域以上4個區域以下)之範圍內。
在偏光膜中，「在穿透軸方向之端區中的膜厚的最大值」與「在穿透軸方向之中央區中的膜厚的最大值」之差△t2(端區的膜厚的最大值-中央區的膜厚的最大值)較佳係2.1μm以下，亦可為2.0μm以下，亦可為1.8μm以下，亦可為1.7μm以下，通常為0.5μm以上，亦可為1.0μm以上，亦可為1.2μm以上。
上述差△t2係指：藉由將偏光膜在穿透軸方向分成26等分，測定所區分的上述26個區域各自中的偏光膜之膜厚，將此26個區域所包含之區域對應其位置而分類成端區及中央區，依據端區及中央區各自中的偏光膜的膜厚的最大值而計算出之值。上述差△t2係可依據後述實施例所記載之方法來測定。端區係指在上述26個區域中從偏光膜之穿透軸方向之兩方之端部算起分別為8個區域份量的範圍，中央區係指在上述26個區域中從偏光膜之穿透軸方向之中心(正中央)往穿透軸方向之兩方之端部而分別為5個區域份量(合計10個區域份量)之範圍。
上述差△t2為上述範圍內之偏光膜，係可抑制「在偏光膜之穿透軸方向中於吸收軸方向之收縮力發生分布」，在穿透軸方向中的吸收軸方向之收縮力的均一性為優異。藉由使用上述差△t2為上述範圍內之偏光膜，可使裁切偏光膜或裁切偏光板之特別是在穿透軸方向中的吸收軸方向之收縮力成為均一。藉此，使用裁切偏光膜或裁切偏光板而易於提供優異的外觀品質的顯示裝置，此外，易於提高裁切偏光膜或裁切偏光板之操作性。
上述差△t1及差△t2為上述範圍內之偏光膜，係可藉由在後述偏光膜之製造方法中調整製造偏光膜之步驟中之處理條件等而獲得。為了調整偏光膜之差△t1及差△t2，可在偏光膜之製造方法中調整例如交聯步驟之溫度、高溫高濕步驟之溫度、絕對溼度、直到交聯步驟為止之累積延伸倍率、以及高溫高濕步驟中的延伸倍率等。於此，「直到交聯步驟為止」係指直到交聯處理結束為止之步驟。
偏光膜之在穿透軸方向之中央區中的平均膜厚，較佳為5μm以上，亦可為7μm以上，亦可為9μm以上，亦可為10μm以上，亦可為16μm以上，亦可為18μm以上，此外，較佳為30μm以下，亦可為29μm以下，亦可為25μm以下，亦可為22μm以下，亦可為21μm以下，亦可為20μm以下。偏光膜之在穿透軸方向之中央區係上述範圍之區域。在此中央區中的平均膜厚，係上述26個區域中的中央區所含區域各自中所測定之膜厚的平均值。上述平均膜厚係可依據後述實施例所記載之方法來測定。
偏光膜之在穿透軸方向之端區中之平均膜厚，較佳為針對上述中央區中的平均膜厚所說明之範圍。偏光膜之在上述端區中的平均膜厚，可與上述中央區中的平均膜厚相同或不同，也可大於中央區中的平均膜厚。偏光膜之穿透軸方向之端 區係上述範圍之區域，端區之平均膜厚係在上述26個區域中的端區所含區域各自中所測定之膜厚的平均值。
本實施態樣之偏光膜，係可適合用來作為上述之用以獲得裁切偏光膜或裁切偏光板的材料之偏光膜。因此，偏光膜之穿透軸方向之長度，係為了能實現裁切(較佳為多片裁切)，而以800mm以上為較佳，以1000mm以上為更佳，亦可為1200mm以上，此外，以2500mm以下為較佳，以2300mm以下為更佳，可為2000mm以下，亦可為1500mm以下。
(偏光膜之製造方法)
本實施態樣的偏光膜之製造方法係例如包含如下步驟：
將PVA系膜以二色性色素進行染色之染色步驟，
將染色步驟後之膜以包含交聯劑之交聯浴進行處理之交聯步驟，
對於交聯步驟後之膜施行高溫高濕處理之高溫高濕步驟，以及
將PVA系膜進行單軸延伸之延伸步驟。
上述偏光膜之製造方法中，
交聯步驟係包含以溫度58.0℃以上的交聯浴進行處理之步驟，
高溫高濕步驟係包含在溫度70.0℃以上、絕對溼度40.0g/m3以上之環境下曝曬之步驟，
直到交聯步驟為止的PVA系膜之累積延伸倍率為5.50倍以上5.90倍以下，
高溫高濕步驟中的PVA系膜之延伸倍率為1.02倍以上1.20倍以下，
PVA系膜之總延伸倍率為5.60倍以上。
偏光膜之製造方法可更包含上述步驟以外之其他步驟。就其他步驟而言，可舉例如：在染色步驟前進行之膨潤步驟、在交聯步驟後進行之洗淨步驟、在高溫高濕步驟中或其後進行之乾燥步驟等。
偏光膜之製造方法所包含的各種處理步驟，係可沿著偏光膜之製造裝置的膜搬送路徑並藉由將作為胚膜之PVA系膜連續搬送而連續實施。膜搬送路徑，係依據其實施順序而具備用以實施上述各種處理步驟的設備(處理浴或爐等)。處理浴係指膨潤浴、染色浴、交聯浴、洗淨浴等收容對於PVA系膜施行處理的處理液之浴。
就膜搬送路徑而言，除了上述設備以外，還可藉由將導輥(guide roll)或夾輥(nip roll)等配置於適宜位置而構築。例如，導輥可配置於各處理浴的前後或處理浴中，藉此而可將膜導入和浸漬至處理浴以及從處理浴取出。更具體而言，在各處理浴中設置2個以上的導輥並沿著此等導輥來搬送膜，藉此而可在各處理浴中浸漬膜。
關於構成「作為胚膜之PVA系膜」的聚乙烯醇系樹脂(以下有時亦稱為「PVA系樹脂」)，可使用將聚乙酸乙烯酯系樹脂進行皂化而成者。就聚乙酸乙烯酯系樹脂而言，除了屬於乙酸乙烯酯之同元聚合物的聚乙酸乙烯酯以外，亦可例示如由乙酸乙烯酯和可與其共聚合之其他單體所成之共聚物。就可與乙酸乙烯酯共聚合之其他單體而言，可舉例如不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基之(甲基)丙烯醯胺類等。PVA系樹脂之皂化度通常約為85莫耳%以上，較佳為約90莫耳%以上，更佳為約99莫耳%以上。「(甲基)丙烯酸」係意指選擇自丙烯酸及甲基丙烯酸之至少一者。「(甲基)丙烯醯基」亦同。
PVA系樹脂可經改質，例如，亦可使用經醛類改質的聚乙烯基縮甲醛(polyvinyl formal)、聚乙烯基縮乙醛(polyvinyl acetal)、聚乙烯基縮丁醛(polyvinyl butyral)等。
PVA系樹脂之平均聚合度較佳為100至10000，更佳為1500至8000，又更佳為2000至5000。PVA系樹脂之平均聚合度可根據JIS K 6726(1994)求得。在平均聚合度未達100時，難以得到較佳的偏光性能，在大於10000時，膜的加工性有不佳之情形。
作為胚膜之PVA系膜之厚度，係例如為10μm以上150μm以下左右，從偏光膜之薄型化的觀點而言，較佳為100μm以下，更佳為70μm以下，又更佳為50μm以下，特佳為40μm以下。
作為胚膜之PVA系膜，係例如能夠以長條之未延伸PVA系膜之滾筒(捲繞品)的形式來準備。在此情形下，偏光膜亦能夠以長條物之形式而獲得。以下，詳細說明偏光膜之製造方法的各步驟。
(膨潤步驟)
膨潤步驟中的膨潤處理，係以「作為胚膜之PVA系膜的異物除去、塑化劑除去、易染色性之賦予、膜之可塑化等」為目的而視需求實施之處理。具體而言，可為將PVA系膜浸漬於含有水之膨潤浴中之處理。PVA系膜可浸漬於一個膨潤浴，亦可依序浸漬於兩個以上的膨潤浴。在膨潤處理前、膨潤處理時、或是膨潤處理前及膨潤處理時，可對膜進行單軸延伸處理，亦可不進行。
就膨潤浴而言，除了可為水(例如純水)以外，亦可為經添加醇類等水溶性有機溶劑之水溶液。
浸漬PVA系膜時之膨潤浴的溫度通常為10至70℃左右，較佳為15至50℃左右，膜之浸漬時間常為10至600秒左右，較佳為20至300秒左右。
(染色步驟)
染色步驟中的染色處理，係以使二色性色素吸附於PVA系膜並配向為目的而進行之處理，具體而言，可為將PVA系膜浸漬於含有二色性色素之染色浴中之處理。PVA系膜係可浸漬於一個染色浴，亦可依序浸漬於兩個以上的染色浴。為了提高二色性色素之染色性，供於染色步驟的PVA系膜係可經施行至少一定程度之單軸延伸處理。在染色處理時可進行單軸延伸處理，以替代染色處理前之單軸延伸處理，或者作為在染色處理前之單軸延伸處理以外之更進一步處理。
二色性色素可為碘或二色性有機染料。就二色性有機染料而言，可舉例如紅BR、紅LR、紅R、粉紅LB、寶石紅BL、波爾多紅GS、天藍LG、檸檬黃、藍BR、藍2R、藏青RY、綠LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黃3G、黃R、橘LR、橘3R、猩紅GL、猩紅KGL、剛果紅、亮紫BK、超級藍G(Supra blueG)、超級藍GL(Supra blueGL)、超級橘GL(Supra orangeGL)、直接天藍(Direct sky blue)、直接久牢橙S(Direct Fast Orange)S、久牢黑(Fast black)等。二色性色素係可單獨僅使用1種，亦可併用2種以上。
使用碘作為二色性色素時，在染色浴中可使用含有碘及碘化鉀之水溶液。可使用碘化鋅等其他碘化物代替碘化鉀，亦可併用碘化鉀及其他碘化物。此外，亦可使碘化物以外的化合物(例如硼酸、氯化鋅、氯化鈷等)共存。添加硼酸時，係因含有碘而與後述交聯處理有區別。相對於水100質量份，上述水溶液中之碘含量通常為0.003至1質量份左右。此外，相對於水100質量份，碘化鉀等碘化物之含量通常為0.1至20質量份左右。
浸漬PVA系膜時之染色浴之溫度通常為10至45℃左右，較佳為10至40℃左右，更佳為20至35℃左右，膜的浸漬時間通常為30至600秒左右，較佳為60至300秒左右。
使用二色性有機染料作為二色性色素時，在染色浴中可使用含有二色性有機染料之水溶液。相對於水100質量份，該水溶液中的二色性有機染料之含量通常為1×10-4至10質量份左右，較佳為1×10-3至1質量份左右。在此染色浴中可使染色助劑等共存，例如可含有硫酸鈉等無機鹽或界面活性劑等。二色性有機染料可單獨僅使用1種，亦可併用2種以上。浸漬膜時的染色浴之溫度例如為20至80℃左右，較佳為30至70℃左右，膜之浸漬時間通常為20至600秒左右，較佳為30至300秒左右。
(交聯步驟)
在交聯步驟中，進行將染色步驟後的PVA系膜以交聯劑處理之交聯處理。交聯處理係以「藉由交聯而進行耐水化、或色相調整等」為目的而進行之處理，具體而言，可為將染色步驟後的膜浸漬於含有交聯劑之交聯浴中之處理。該膜可浸漬於一個交聯浴，亦可依序浸漬於兩個以上的交聯浴。可在交聯處理時進行單軸延伸處理。
就交聯劑而言，係包含硼酸，亦可為更包含屬於其他交聯劑之乙二醛、戊二醛等者。相對於水100質量份，交聯浴中的硼酸之含量通常為0.1至15質量份左右，較佳為1至10質量份左右。
在二色性色素為碘時，交聯浴中係以除了硼酸以外還含有碘化物為較佳。相對於水100質量份，交聯浴中的碘化物之含量為通常為0.1至20質量份左右，較佳為5至15質量份左右。就碘化物而言，可舉例如碘化鉀、碘化鋅等。此外，可使 碘化物以外的化合物(例如氯化鋅、氯化鈷、氯化鋯、硫代硫酸鈉、亞硫酸鉀、硫酸鈉等)在交聯浴共存。
在交聯步驟中，將PVA系膜依序浸漬於兩個以上的交聯浴時，交聯浴所含的成分之組成及含量可互為相同，但以互不相同為較佳。
就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，浸漬PVA系膜時之交聯浴的溫度較佳為58.0℃以上，更佳為58.3℃以上，亦可為58.5℃以上，通常為85.0℃以下，較佳為70.0℃以下，亦可為65.0℃以下，亦可為63.0℃以下，亦可為61.0℃以下。浸漬於此溫度之交聯浴中的浸漬時間通常為10至600秒左右，較佳為20至300秒左右。
在將PVA系膜依序浸漬於兩個以上的交聯浴時，若至少1個交聯浴中的溫度及交聯時間為上述範圍內即可，其他交聯浴中的溫度及交聯時間可為在上述溫度及交聯時間之範圍內，亦可為範圍外。在將PVA系膜依序浸漬於兩個以上的交聯浴時，較佳係使用溫度58.0℃以上的交聯浴作為最初浸漬的交聯浴。其他交聯浴中的溫度例如為50至85℃左右，或者亦可為50至70℃左右，膜之浸漬時間例如為10至600秒左右，或者亦可為20至300秒左右。
(洗淨步驟)
洗淨步驟中的洗淨處理，係以「除去附著於PVA系膜之多餘的交聯劑或二色性色素等試劑」為目的而視需求實施之處理，且為使用含有水的洗淨液來將交聯步驟後的PVA系膜進行洗淨之處理。具體而言，可為將交聯步驟後的PVA系膜浸漬於洗淨浴(洗淨液)中之處理。PVA系膜可浸漬於一個洗淨浴，亦可依序浸漬於 兩個以上的洗淨浴。或者，洗淨處理亦可為對交聯步驟後的PVA系膜以洗淨液淋浴(shower)而進行噴霧之處理，也可組合上述浸漬與噴霧。
就洗淨液而言，除了可為水(例如純水)以外，亦可為經添加醇類等水溶性有機溶劑的水溶液。洗淨液之溫度例如可為1至40℃左右，洗淨時間例如可為1至60秒左右。
洗淨步驟係任意之步驟而可省略，也可在高溫高濕步驟中進行洗淨處理(高溫高濕處理可兼有洗淨處理)。較佳係對進行洗淨步驟後的膜進行高溫高濕處理。
此外，洗淨步驟中，在對膜的性能無影響的範圍內亦可施行延伸處理。
(高溫高濕步驟)
高溫高濕步驟中的高溫高濕處理，係將交聯步驟後或洗淨步驟後的PVA系膜於溫度70.0℃以上、絕對溼度40.0g/m3以上的環境下曝曬之處理。藉由施行高溫高濕處理，而抑制偏光膜之光學特性的劣化，並且，相較於進行絕對溼度未達40.0g/m3之高溫處理(乾燥處理)來替代高溫高濕處理之情形，可獲得具有優異的光學特性且在穿透軸方向中的吸收軸方向的收縮力之均一性優異的偏光膜。
高溫高濕處理，較佳係對處於濕潤狀態的交聯步驟後或洗淨步驟後的PVA系膜施行。「處於濕潤狀態」係意指將交聯步驟後或洗淨步驟後的高水分率的PVA系膜(不進行絕對溼度未達40.0g/m3的高溫處理(乾燥處理))直接進行高溫高濕處理。
就高溫高濕處理而言，可為將交聯步驟後或洗淨步驟後的PVA系膜導入至可調整溫度及濕度的爐(加熱爐)或者棚(booth)或室內之處理。除了導入至爐(加熱爐)或者棚或室內之處理以外，亦可併用遠紅外線加熱器或加熱輥等 加熱手段。高溫高濕處理較佳係在洗淨步驟之後實施，但亦可同時進行高溫高濕處理與洗淨處理(例如在指定的高溫高濕環境下將洗淨液進行噴霧等)，此外，亦可使高溫高濕處理兼有洗淨處理(例如藉由曝曬在高溫高濕環境下而實質上如同進行PVA系膜之洗淨之情形)。
就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，高溫高濕處理之溫度為70.0℃以上，較佳為75.0℃以上，更佳為78.0℃以上，又更佳為80.0℃以上，通常為100.0℃以下，較佳為95.0℃以下，更佳為90.0℃以下。
就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，高溫高濕處理中的絕對溼度為40.0g/m3以上，較佳為75.0g/m3以上，更佳為80.0g/m3以上，又更佳為85.0g/m3以上。另一方面，若絕對溼度過高，則因擔憂在處理區內產生結露或由結露水導致對PVA系膜造成污染，故絕對溼度較佳為550.0g/m3以下，更佳為400.0g/m3以下，又更佳為300.0g/m3以下，亦可為250.0g/m3以下，亦可為180.0g/m3以下，特佳為160.0g/m3以下，亦可為100.0g/m3以下。
就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍之膜厚的差△t1偏光膜之觀點而言，高溫高濕處理之時間較佳為5秒以上，更佳為10秒以上。此外，該時間雖亦依據溫度而不同，但因擔憂若過長則會使光學特性不佳，故較佳為60分鐘以下，更佳為30分鐘以下，又更佳為10分鐘以下，特佳為5分鐘以下。
就高溫高濕處理而言，可為將長條的PVA系膜沿著膜搬送路徑而搬送並連續導入至上述爐且使通過等之處理。就獲得具有上述範圍之視感度修 正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，如此的高溫高濕處理中的膜之張力較佳為50至3000N/m，以200至2000N/m為更佳，以300至2000N/m為更佳。從抑制發生膜的褶皺之觀點而言，膜張力係以200N/m以上為較佳，以500N/m以上為更佳。
高溫高濕處理係可兼有將PVA系膜予以乾燥之處理(亦即使其水分率降低之處理)，只要不採用極端的高溫高濕條件，通常會同時進行乾燥處理。藉此，因不需要在高溫高濕處理之後再另外實施乾燥處理，所以，相較於絕對溼度未達40g/m3之高溫處理(乾燥處理)之後實施高溫高濕處理的方法，係在製造過程的簡略化及效率化的方面為有利。
(乾燥步驟)
乾燥步驟係進行將PVA系膜予以乾燥之乾燥處理。就乾燥處理而言，可如上述般在高溫高濕步驟中進行，亦可於高溫高濕步驟後進行。在高溫高濕步驟之後進行乾燥處理時，可施行絕對溼度未達40g/m3之高溫處理。可視需求進行乾燥處理，亦可不進行乾燥處理。
(延伸步驟)
延伸步驟係進行PVA系膜的延伸處理之步驟，PVA系膜較佳係經單軸延伸處理。針對PVA系膜，係在膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、洗淨步驟、高溫高濕步驟，及乾燥步驟中的一個或兩個以上的階段中進行單軸延伸處理。就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，關於單軸延伸，係以在染色步驟、交聯步驟及高溫高濕步驟中進行單軸延伸處理為較佳。
就單軸延伸處理而言，可為在空中進行延伸之乾式延伸、在浴中進行延伸之濕式延伸的任一者，亦可進行該等兩者。就單軸延伸處理而言，可為於2個夾輥間賦予周速差而進行縱單軸延伸之輥間延伸、加熱輥延伸、拉幅延伸等，較佳為包含輥間延伸。
就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍之膜厚的差△t1之偏光膜之觀點而言，在以胚膜為基準時的直到交聯步驟為止之累積延伸倍率較佳為5.50倍以上5.90倍以下，亦可為5.50倍以上5.80倍以下。
就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，在以胚膜為基準時的直到交聯步驟為止之累積延伸倍率與包含其後的處理步驟(主要為高溫高濕步驟)之總延伸倍率(在兩個以上的階段中進行延伸處理時該等累積之延伸倍率)較佳為5.60倍以上，亦可為5.70倍以上，亦可為5.80倍以上，亦可為5.90倍以上，通常為7倍以下。
特別就獲得具有上述範圍之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py且具有上述範圍的膜厚之差△t1的偏光膜之觀點而言，除了設為上述步驟之延伸倍率以外，高溫高濕步驟中的延伸倍率較佳係設為1.02倍以上1.20倍以下，亦可設為1.02倍以上1.17倍以下。
為了提高偏光膜之視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py等光學性能，直到交聯步驟為止的累積延伸倍率及包含其後的處理步驟之總延伸倍率係必須設為特定以上的範圍，但若延伸到必要程度以上的話，則有招致PVA系膜的破裂或外觀不良之虞。尤其是直到交聯步驟為止之累積延伸倍率若 延伸超過5.90倍的話，在其後的處理步驟(特別是高溫高濕步驟)中可延伸PVA系膜的餘裕變小，反而會使光學性能降低，在高溫高濕步驟等其後的處理步驟中若勉強延伸則有會使PVA系膜中的膜厚分布變大且使偏光膜的收縮力之差變大之虞。
此外，即使將直到交聯步驟為止之累積延伸倍率設為上述範圍(5.50倍以上5.90倍以下)，若在高溫高濕步驟中過度延伸的話(延伸倍率超過1.20倍延伸的話)，則反而有使PVA系膜中的膜厚分布變大且使偏光膜的收縮力之差變大之虞。
在高溫高濕步驟中的延伸處理，可為例如藉由將交聯步驟後的PVA系膜導入至可調節溫度及濕度的爐(加熱爐)或者棚或室內以進行高溫高濕處理並同時延伸之處理。高溫高濕處理中，除了導入至爐(加熱爐)或者棚或室內之處理以外，亦可併用遠紅外線加熱器或加熱輥等加熱手段。在高溫高濕步驟中之延伸處理，係可同時進行在高溫高濕環境下的延伸處理與洗淨處理(例如在指定的高溫高濕環境下將PVA系膜予以延伸並將洗淨液進行噴霧等)，此外，高溫高濕處理及延伸處理可兼有洗淨處理(例如藉由置於高溫高濕環境下而實質進行PVA系膜之洗淨之情形等)。
(偏光板)
本實施態樣之偏光板，係於上述偏光膜之單面或雙面積層有保護膜者。保護膜可經由貼合層而積層於偏光膜，亦可直接與偏光膜相接而積層。貼合層係黏著劑層或接著劑層。
就保護膜而言，可為由熱塑性樹脂所構成之透明樹脂膜，該熱塑性樹脂例如可為：鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)等聚烯烴系樹脂；三乙醯基纖維素或二乙醯基纖維素等纖維素酯系 樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯系樹脂；聚碳酸酯系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯系樹脂等(甲基)丙烯酸系樹脂；或此等之混合物、共聚合物等。
就保護膜而言，亦可為兼有位相差膜、增亮膜等光學功能的保護膜。例如可製成一種位相差膜，其係藉由將由上述材料所構成的透明樹脂膜進行延伸(單軸延伸或二軸延伸等)或於該膜上形成液晶層等而經賦予任意之位相差值者。
在保護膜的與偏光膜為相反側之表面，亦可形成硬膜層、防眩層、抗反射層、抗靜電層、防汙層等表面處理層(塗覆層)。
關於保護膜之厚度，就偏光板的薄型化之觀點而言，較佳為薄，但若過薄的話，強度會降低而使加工性變差，因此，較佳為5至150μm，更佳為5至100μm，又更佳為10至50μm。
就用於將偏光膜與保護膜貼合的接著劑而言，可舉例如：紫外線硬化性接著劑等活性能源射線硬化性接著劑、或聚乙烯醇系樹脂之水溶液、或者對其調配交聯劑而成之水溶液、胺酯(urethane)系乳液(emulsion)接著劑等水系接著劑。於偏光膜之雙面貼合保護膜時，用以形成兩層接著劑層之接著劑可為同種類，亦可為不同種類。例如，於雙面貼合保護膜時，可以是其單面使用水系接著劑進行貼合，且另一單面則使用活性能源射線硬化性接著劑進行貼合。就紫外線硬化型接著劑而言，可為自由基聚合性之(甲基)丙烯酸系化合物與光自由基聚合起始劑之混合物、或陽離子聚合性之環氧化合物與光陽離子聚合起始劑之混合物等。此外，亦可併用陽離子聚合性之環氧化合物與自由基聚合性之(甲基)丙烯酸系化合物，並且併用光陽離子聚合起始劑與光自由基聚合起始劑作為起始劑。
使用活性能源射線硬化性接著劑時，係在貼合後，藉由照射活性能源射線而使接著劑硬化。活性能源射線之光源雖無特別限定，但較佳係使用在波長400nm以下有發光分布之活性能源射線(紫外線)，具體而言，以低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、金屬鹵素燈等為較佳。
為了使偏光膜與保護膜之接著性提升，可在偏光膜與保護膜的貼合之前，先對於偏光膜及/或保護膜之貼合面施行電暈處理、火炎處理、電漿處理、紫外線照射處理、底漆塗布處理、皂化處理等表面處理。
就用以將偏光膜與保護膜貼合的黏著劑而言，可無特別限制地使用以往習知的光學透明性優異的黏著劑，例如可使用含有丙烯酸系聚合物、胺酯系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚乙烯醚等基底聚合物之黏著劑。較佳係以透明性、黏著力、再剝離性(重工性)、耐候性、耐熱性等優異的丙烯酸系樹脂作為基底聚合物之黏著劑。黏著劑層係由包含(甲基)丙烯酸系樹脂、交聯劑、矽烷化合物之黏著劑組成物的反應生成物所構成為較佳，亦可含有其他成分。
[實施例]
以下，列示實施例及比較例以更具體說明本發明，惟本發明不以這些例子為限。只要沒有特別記載，實施例及比較例中的「%」及「份」即為質量%及質量份。
[實施例1]
使作為胚膜之厚度45μm、寬2900mm之長條的聚乙烯醇(PVA)系樹脂膜[皂化度99.9莫耳%以上]從輥捲出並連續搬送，以滯留時間81秒浸漬於由溫度30℃ 之純水所構成之膨潤浴(膨潤步驟)。之後，使從膨潤浴取出的膜，以滯留時間143秒浸漬於碘化鉀/水為2/100(質量比)之含碘之溫度30℃的染色浴(染色步驟)。其次，使從染色浴取出的膜，以滯留時間67秒浸漬於碘化鉀/硼酸/水為12/3.8/100(質量比)之溫度58.5℃的交聯浴，然後，以滯留時間11秒浸漬於碘化鉀/硼酸/水為9/2.4/100(質量比)之溫度40℃的交聯浴(交聯步驟)。染色步驟及交聯步驟中，藉由在浴中的輥間延伸而進行縱單軸延伸。以胚膜為基準，直到交聯步驟為止之累積延伸倍率為5.74倍。
其次，使從交聯浴取出的膜，以滯留時間3秒浸漬於由溫度4℃的純水所構成的洗淨浴後(洗淨步驟)，繼而，藉由導入至可調節濕度的加熱爐，而以滯留時間161秒進行高溫高濕處理(高溫高濕步驟)，而獲得偏光膜。加熱爐內之溫度、絕對溼度係各自設為80.0℃、88.0g/m3，高溫高濕處理時的膜張力係設為1300N/m。另外，加熱爐內的絕對溼度係從爐內之溫度與相對濕度之測定值而計算出。藉由導入至加熱爐(高溫高濕處理)，而更進一步進行縱單軸延伸(延伸倍率：1.02倍)，結果，偏光膜的以胚膜為基準之總延伸倍率為5.83倍。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為1242mm。針對此偏光膜進行後述評估。結果示於表1。
[比較例1]
除了將實施例1之高溫高濕處理所使用的加熱爐之溫度及絕對溼度各自設為40.0℃、1.5g/m3且不進行在加熱爐內之延伸處理以外，與實施例1同樣操作而獲得偏光膜。在加熱爐中之處理，並非高溫高濕處理而為加熱處理(乾燥處理)。偏光膜之以胚膜為基準之最終總延伸倍率為5.74倍(高溫高濕步驟中的延伸倍率為1.00倍)。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為1270mm。針對上述所得的偏光膜進行後述評估。結果示於表1。
[比較例2]
除了提高在交聯步驟中的浴中的輥間延伸之縱單軸延伸的倍率以外，與比較例1同樣操作而獲得偏光膜(直到交聯步驟為止之累積延伸倍率：5.81倍)。偏光膜之以胚膜為基準的最終總延伸倍率亦為5.81倍(高溫高濕步驟中的延伸倍率為1.00倍)。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為寬1280mm。針對上述所得的偏光膜進行後述評估。結果示於表1。
[實施例2]
使作為胚膜之厚度為45μm、寬為450mm之長條的聚乙烯醇(PVA)系樹脂膜[皂化度99.9莫耳%以上]從輥捲出並連續搬送，以滯留時間45秒浸漬於由溫度30℃的純水所構成的膨潤浴(膨潤步驟)。其後，使從膨潤浴取出的膜，以滯留時間57秒浸漬於碘化鉀/水為2/100(質量比)之含碘之溫度30℃之染色浴(染色步驟)。其次，使從染色浴取出的膜，以滯留時間40秒浸漬於碘化鉀/硼酸/水為12/4.1/100(質量比)之溫度59℃的交聯浴，然後，以滯留時間6秒浸漬於碘化鉀/硼酸/水為11.7/4.1/100(質量比)之溫度60℃的交聯浴(交聯步驟)。染色步驟及交聯步驟中，藉由在浴中的輥間延伸而進行縱單軸延伸。以胚膜為基準，直到交聯步驟為止的累積延伸倍率為5.54倍。
其次，將從交聯浴取出的膜，以滯留時間1秒浸漬於由溫度5℃之純水所構成的洗淨浴後(洗淨步驟)，繼而，藉由導入至可調節濕度的加熱爐，以滯留時間93秒進行高溫高濕處理(高溫高濕步驟)，而獲得偏光膜。加熱爐內之溫 度、絕對溼度係各自設為80.0℃、175g/m3，高溫高濕處理時的膜張力係設為200N/m。另外，加熱爐內的絕對溼度係從爐內之溫度與相對濕度之測定值而計算出。藉由導入至加熱爐(高溫高濕處理)而更進一步進行縱單軸延伸，結果，偏光膜之以胚膜為基準之總延伸倍率為6.50倍(高溫高濕步驟中的延伸倍率為1.15倍)。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為188mm。針對此偏光膜進行後述評估。結果示於表2。
[實施例3]
除了將實施例2之高溫高濕處理所使用的加熱爐之溫度及絕對溼度各自設為70.0℃、120g/m3，且使加熱爐內之膜的路徑較實施例2更短，並將滯留時間設為31秒，高溫高濕步驟中的延伸倍率設為1.02倍以外，與實施例2同樣操作而獲得偏光膜。偏光膜之以胚膜為基準的最終總延伸倍率為5.77倍。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為205mm。針對上述所得的偏光膜進行後述評估。結果示於表2。
[實施例4]
除了以胚膜為基準將直到交聯步驟為止的累積延伸倍率設為5.70倍，且將實施例2之高溫高濕處理所使用的加熱爐之溫度及絕對溼度各自設為80.0℃、203g/m3，並將高溫高濕步驟中的延伸倍率設為1.16倍以外，與實施例2同樣操作而獲得偏光膜。偏光膜之以胚膜為基準之最終總延伸倍率為6.75倍。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為186mm。針對上述所得的偏光膜進行後述評估。結果示於表2。
[比較例3]
除了以胚膜為基準將直到交聯步驟為止的累積延伸倍率設為5.92倍，且將實施例2之高溫高濕處理所使用的加熱爐之溫度及絕對溼度各自設為80.0℃、120g/m3，並將滯留時間設為99秒，將高溫高濕步驟中的延伸倍率設為1.03倍以外，與實施例2同樣操作而獲得偏光膜。偏光膜之以胚膜為基準的最終總延伸倍率為6.24倍。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為199mm。針對上述所得的偏光膜進行後述評估。結果示於表3。
[比較例4]
除了以胚膜為基準將直到交聯步驟為止的累積延伸倍率設為6.35倍，且將實施例2之高溫高濕處理所使用之加熱爐之溫度及絕對溼度各自設為80.0℃、10.4g/m3，並將滯留時間設為103秒，將高溫高濕處理時的膜張力設為40N/m，將高溫高濕步驟中的延伸倍率設為0.94倍，且不進行在加熱爐內之延伸處理以外，與實施例2同樣操作而獲得偏光膜。偏光膜之以胚膜為基準的最終總延伸倍率為6.10倍。
上述所得的偏光膜之穿透軸方向之長度(寬)為207mm。針對上述所得的偏光膜進行後述評估。結果示於表3。
[視感度修正單體穿透率(Ty)及視感度修正偏光度(Py)]
使用附有積分球之分光光度計[日本分光(有限公司)製的「V7100」]，在偏光膜之穿透軸方向的中心(正中央)之位置，測定在波長380至780nm之範圍的MD穿透率與TD穿透率。依照下述式，計算在各波長的單體穿透率及偏光度。
單體穿透率(%)=(MD+TD)/2
偏光度(%)={(MD-TD)/(MD+TD)}×100
「MD穿透率」係指使從格蘭-湯姆森稜鏡(Glan-Thompson Prism)射出之偏光的方向與偏光膜試樣之穿透軸呈平行時的穿透率，在上述式中以「MD」表示。「TD穿透率」係指使從格蘭-湯姆森稜鏡射出之偏光的方向與偏光膜試樣之穿透軸呈正交時的穿透率，在上述式中以「TD」表示。
對於所得之單體穿透率及偏光度，係藉由JIS Z 8701：1999「顏色之表示方法-XYZ表色系及X10Y10Z10表色系」之2度視野(C光源)進行視感度修正，而求得視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py。
[膜厚之差△t1及△t2、以及平均膜厚]
將偏光膜在穿透軸方向分成26等分，對於所區分之26個區域之各自的區域，使用數位測微計[Nikon股份有限公司製的「MH-15M」]測定膜厚。
(差△t1之計算)
計算出由上述測定所得之26個膜厚中的最大值及最小值，將兩者之差設為「偏光膜之穿透軸方向中之膜厚之最大值與最小值之差△t1」而計算出。在任一偏光膜中，膜厚為最小值之區域係於上述26個區域中從穿透軸方向之中心(正中央)往穿透軸方向之兩方的端部而分別為1個區域以上5個區域以下(合計2個區域以上10個區域以下)之範圍內的區域，在此等區域以外的區域中則包含膜厚為最大值之區域。
(差△t2之計算)
上述26個區域中從偏光膜之穿透軸方向之兩方的端部算起分別為8個區域份量的範圍係設為端區，從偏光膜之穿透軸方向之中心(正中央)往穿透軸方向之兩方的端部而分別為5個區域份量(合計10個區域份量)之範圍係設為中央區。上 述端區所含區域之膜厚中的最大值與上述中央區所含區域之膜厚中的最大值之差(端區之膜厚的最大值-中央區之膜厚的最大值)係設為△t2而計算出。
(平均膜厚之計算)
將上述26個區域中的「上述中央區所含區域的膜厚之平均值」及「上述端區所含區域的膜厚之平均值」，各自設為「偏光膜之在穿透軸方向的中央區中的平均膜厚」及「偏光膜之在穿透軸方向的端區中的平均值」而計算出。
[偏光膜之MD收縮力]
將偏光膜於穿透軸方向分成26等分，在所得26個區域之各者中，以吸收軸方向(MD方向、延伸方向)設為長邊，切出寬2mm、長度10mm之測定用試樣。將此測定用試樣安置於熱機械分析裝置(TMA)[SII Nano Technology股份有限公司製的「EXSTAR-6000」]，保持一定的尺寸，測定在溫度80℃保持4小時後所產生的屬於長邊方向(MD方向、吸收軸方向)之收縮力的MD收縮力。針對上述26個區域之各者，決定所製作的測定用試樣的MD收縮力中的最大值與最小值之差。任一偏光膜中，MD收縮力為最小值之測定用試樣，係由上述26個區域中從穿透軸方向之中心(正中央)往穿透軸方向之兩方的端部分別為1個區域以上5個區域以下(合計2個區域以上10個區域以下)之範圍內的區域所製作的測定用試樣，於此等測定用試樣以外的測定用試樣中則包含MD收縮力為最大值的測定用試樣。
[表1]
Figure 111134162-A0202-12-0027-1
[表2]
Figure 111134162-A0202-12-0028-2
[表3]
Figure 111134162-A0202-12-0029-3
如表1至表3所示，實施例之偏光膜中，視感度修正單體穿透率Ty及視感度修正偏光度Py大，光學特性優異，並且MD收縮力之差亦小，偏光膜之在穿透軸方向中的吸收軸方向之收縮力的均一性優異。

Claims (6)

  1. 一種偏光膜，係於聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向有二色性色素，其中，
    視感度修正單體穿透率Ty為43.20%以上，
    視感度修正偏光度Py為99.9970%以上，
    穿透軸方向中，膜厚的最大值與最小值之差為2.1μm以下。
  2. 如請求項1所述之偏光膜，其中，在穿透軸方向之端區中的膜厚的最大值與在穿透軸方向之中央區中的膜厚的最大值之差為2.1μm以下。
  3. 如請求項1所述之偏光膜，其中，穿透軸方向之長度為800mm以上2500mm以下。
  4. 如請求項1所述之偏光膜，其中，在穿透軸方向之中央區中的平均膜厚為5μm以上30μm以下。
  5. 如請求項1所述之偏光膜，其中，在穿透軸方向之中央區中的平均膜厚為16μm以上29μm以下。
  6. 一種偏光板，係於請求項1至5中任一項所述之偏光膜之單面或雙面積層有保護膜。
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