TW202346920A - 偏光薄膜及影像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種偏光薄膜，其偏光膜與樹脂薄膜係不透過黏著劑層或接著劑層而直接接合；並且，前述偏光膜之厚度為20µm以下，且較前述樹脂薄膜之厚度更薄。該偏光薄膜可抑制捲曲。

Description

偏光薄膜及影像顯示裝置
本發明涉及偏光薄膜及影像顯示裝置。
以往，用於液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等各種影像顯示裝置之偏光膜，出於兼具高透射率與高偏光度之理由而使用經染色處理之(含有碘或二色性染料等二色性物質之)聚乙烯醇系薄膜。該偏光膜係藉由於浴中對聚乙烯醇系薄膜施行例如膨潤、染色、交聯、延伸等各處理後，施行洗淨處理然後進行乾燥來製造。又，前述偏光膜通常係製成於其單面或兩面使用接著劑貼合有三醋酸纖維素等之透明保護薄膜而成的偏光薄膜(偏光板)來使用。
又，關於上述偏光薄膜(偏光板)，已知有一種偏光薄膜，其偏光膜與透明保護薄膜係不透過接著劑層或黏著劑層而直接貼合(專利文獻1-4)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2005/085918號 專利文獻2：日本專利特開2002-303725號公報 專利文獻3：日本專利特開2002-303726號公報 專利文獻4：日本專利特開2002-303727號公報
發明欲解決之課題 強烈期望偏光膜或偏光薄膜薄膜化，但如上述在偏光膜與透明保護薄膜透過接著劑層貼合時，接著劑層在接著劑硬化時容易蓄積應力，而有造成偏光薄膜捲曲之問題。又，以專利文獻1中具體揭示之製造方法所得之偏光薄膜來說，因偏光膜與透明保護薄膜之厚度關係，有招致偏光薄膜捲曲之虞，並且有偏光膜與透明保護薄膜之接著力弱的問題。又，以專利文獻2-4中具體揭示之製造方法所得之偏光薄膜需要在135℃這種高溫下之壓接步驟，因而有發生偏光薄膜捲曲的問題。
鑑於以上情事，本發明目的在於提供一種可抑制捲曲之偏光薄膜。
又，本發明目的在於提供一種具有上述偏光薄膜之影像顯示裝置。
用以解決課題之手段 亦即，本發明涉及一種偏光薄膜，其偏光膜與樹脂薄膜係不透過接著劑層或黏著劑層而直接接合；並且，前述偏光膜之厚度為20µm以下，且較前述樹脂薄膜之厚度更薄。
又，本發明涉及一種具有前述偏光薄膜之影像顯示裝置。
發明效果 吾等推測本發明偏光薄膜之效果的作用機制的詳細內容如下。惟，本發明不受該作用機制限定解釋。
本發明偏光薄膜中，偏光膜與樹脂薄膜係不透過接著劑層或黏著劑層而直接接合，並且前述偏光膜之厚度為20µm以下，且較前述樹脂薄膜之厚度更薄，因此可抑制接著劑層收縮所致之界面應力，且為能以樹脂薄膜維持偏光膜之收縮的構成，故可抑制偏光薄膜之捲曲。
又，本發明偏光薄膜可不透過黏著劑層或黏著劑層而直接接合偏光膜與透明保護薄膜，故可抑制碘等之二色性物質往黏著劑層或接著劑層擴散，因此加濕可靠性亦優異。
＜偏光薄膜＞ 本發明偏光薄膜中，偏光膜與樹脂薄膜係不透過接著劑層或黏著劑層而直接接合；並且，前述偏光膜之厚度為20µm以下，且較前述樹脂薄膜之厚度更薄。
＜偏光膜＞ 前述偏光膜係碘或二色性染料等二色性物質吸附定向於聚乙烯醇系薄膜而形成。由偏光膜初始之偏光性能之觀點來看，前述偏光膜宜為含碘作為前述二色性物質之碘系偏光膜。
前述聚乙烯醇(PVA)系薄膜可無特別限制地使用在可見光區域中具有透光性且能分散吸附碘或二色性染料等二色性物質者。作為前述聚乙烯醇系薄膜的材料可舉聚乙烯醇或其衍生物。前述聚乙烯醇之衍生物可列舉例如：聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯縮醛；經乙烯、丙烯等烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和羧酸及其烷基酯、丙烯醯胺等改質者等。前述聚乙烯醇之平均聚合度宜為100~10,000左右，較宜為1,000~10,000左右，更宜為1,500~4,500左右。又，前述聚乙烯醇之皂化度宜為80~100莫耳%左右，較宜為95莫耳%~99.95莫耳左右。此外，前述平均聚合度及前述皂化度可依循JIS K 6726求得。
前述偏光膜可藉由以往之偏光膜之製造方法而得，例如可對前述聚乙烯醇系薄膜施行任意之膨潤步驟及洗淨步驟，以及至少施行染色步驟、交聯步驟及延伸步驟而得。
由使偏光膜初始之偏光度提升之觀點來看，前述偏光膜之厚度宜為1μm以上，較宜為2μm以上，而由防止面板翹曲之觀點來看，宜為15μm以下，較宜為10μm以下，更宜為8μm以下。尤其為了獲得厚度為8μm左右以下之偏光膜，可應用以下薄型偏光膜之製造方法，該薄型偏光膜係使用包含在熱塑性樹脂基材上製膜成之聚乙烯醇系樹脂層作為前述聚乙烯醇系薄膜的積層體。
偏光膜(薄型偏光膜)可藉由以往之偏光膜之製造方法獲得，例如可施行以下步驟而獲得：於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)之聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)來準備積層體的步驟，並且，一邊將所得積層體往長邊方向輸送，一邊對前述積層體施行任意之不溶解處理步驟、交聯處理步驟及洗淨處理步驟，以及至少施行空中輔助延伸處理步驟、染色處理步驟及水中延伸處理步驟。
＜樹脂薄膜＞ 前述樹脂薄膜之厚度若較前述偏光膜之厚度更厚，便無特別限制，例如可使用用於偏光薄膜之透明保護薄膜、相位差薄膜等之有機基材等。
由抑制捲曲之觀點來看，前述樹脂薄膜之厚度相對於前述偏光膜之厚度的比(樹脂薄膜之厚度/偏光膜之厚度)宜為1.2以上，較宜為2.0以上，更宜為3.0以上，而由厚度差過大偏光板捲曲、應變之觀點來看，宜為20.0以下，較宜為10.0以下，更宜為5.0以下。
又，前述樹脂薄膜之厚度可適當決定，惟一般由薄層性等觀點來看，宜為500µm以下，較宜為300µm以下，更宜為100µm以下。
構成前述透明保護薄膜之材料可舉例如纖維素酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂等。關於前述相位差薄膜，可舉例如將高分子素材進行單軸或雙軸延伸處理而成之雙折射性薄膜、液晶聚合物之定向薄膜、以薄膜支持液晶聚合物之定向層者等。又，前述透明保護薄膜及前述相位差薄膜上亦可設置有1層或2層以上之下述者：硬塗層、抗反射層、抗黏層、擴散層乃至防眩層等其他層；反射板或半透射板、相位差板(包含1/2及1/4等波長板)、視角補償薄膜等可用於形成影像顯示裝置的光學層。
將前述樹脂膜貼合於前述偏光膜兩面時，其兩面樹脂薄膜可相同亦可互異。
前述樹脂薄膜中亦可包含有紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、塑化劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等任意適當之添加劑。
＜偏光薄膜之製造方法＞ 將前述偏光膜與前述樹脂薄膜不透過接著劑層或黏著劑層而直接接合之方法可舉進行壓接之方法、照射紫外線、電子束等能量線並貼合之方法等，尤其由抑制偏光薄膜之捲曲、提高接著性之觀點來看，宜為下述方法：對前述樹脂薄膜與前述偏光膜中之任一者或兩者之貼合面照射紫外光進行表面處理後，透過揮發性介質貼合，並將該揮發性介質乾燥。藉由存在前述揮發性介質，可不使氣泡等混入而密著於貼合面，並且藉由將揮發性介質乾燥，可顯著提高接合面(界面)之接著力。關於紫外光，例如波長宜為250-100nm，較宜為200-100nm，而由量產性之觀點來看，其中以使用氙準分子燈(準分子UV)之172nm之波長特別理想。
又，上述紫外光之照度由處理能力之觀點來看，宜為1mW/cm 2，較宜為50mW/cm 2以上。又，由接著性之觀點來看，累積光量宜為1mJ/cm 2以上，較宜為50mJ/cm 2以上，而由對薄膜之損害之觀點來看，宜為5000mJ/cm 2以下，較宜為2000mJ/cm 2以下。又，紫外光照射時之溫度無特別限定，由表面改質之穩定化之觀點來看，宜為0~50℃左右，較宜為10~40度左右，而在偏光薄膜之生產上，室溫較為簡便。又，紫外光照射時之氣體環境若氧濃度為21%以下即可，由處理效率之觀點來看，氧濃度宜為7.0%以下。
前述揮發性介質無特別限定，由乾燥效率之觀點來看，宜為水、乙醇、甲苯、環己烷、丙酮等溶劑，由環境之觀點來看較宜為水。
前述加熱之溫度若可適當乾燥前述揮發性介質即可，例如當前述揮發性介質為水時，宜為40~80℃左右，較宜為50~70℃左右。又，因前述乾燥時間會受偏光膜之溫度影響，故不能一概決定，而宜為1~60分鐘左右，較宜為3~15分鐘左右。前述乾燥步驟可僅實施1次，亦可視需求實施複數次。
上述貼合可藉由輥壓貼合機等來進行。
前述偏光膜與前述樹脂薄膜之接合界面亦可為由貼合時之處理所形成之改質層或高彈性層。
前述偏光薄膜中，前述樹脂薄膜與前述偏光膜之接著力(剝離強度)，以剝離角度90°、剝離速度1000mm/分鐘之條件下之剝離強度測定宜為0.5N/15mm以上，較宜為1.0N/15mm以上，更宜為1.2N/15mm以上，又更宜為2.0N/15mm以上。
前述偏光薄膜可應用於影像顯示裝置。影像顯示裝置之代表例可舉液晶顯示裝置、有機電致發光(EL)顯示裝置。影像顯示裝置採用業界周知之構成，故省略詳細說明。
實施例 以下列舉實施例來更詳細說明本發明，惟本發明不僅受該等實施例所限。
＜實施例1＞ ＜偏光膜之製作＞ 將非晶性PET基材上成膜有厚9μm之PVA層的積層體，藉由延伸溫度130℃之空中輔助延伸生成延伸積層體，接著將延伸積層體藉由染色生成著色積層體，並藉由延伸溫度65度之硼酸水中延伸將著色積層體與非晶性PET基材以一體之方式延伸，使總延伸倍率達5.94倍，而生成含厚5μm之偏光膜的光學薄膜積層體。藉由所述2段延伸可獲得下述含厚度5μm之偏光膜的光學薄膜積層體，該光學薄膜積層體中成膜於非晶性PET基材之PVA層的PVA分子經高度定向，且藉由染色而吸附的碘以多碘離子錯合物之形式於一方向高度定向。
＜偏光薄膜之製作＞ 在氧濃度約2.5%之氮取代氣體環境下，使用準分子UV處理裝置(USHIO電機股份公司製，SVC342S-1N2-MN3-KWO1，氙準分子燈)，對上述所得含偏光膜之光學薄膜積層體的偏光膜面、及作為樹脂薄膜之厚度13µm之環烯烴系樹脂薄膜(日本ZEON公司製，ZF14)照射準分子UV光(波長172nm，峰值照度75mW/cm 2，累積光量450mJ/cm 2)，施行表面改質。接著，於各薄膜之表面改質面塗佈水，並在水乾燥前使用貼合機貼合偏光膜與樹脂薄膜後，以60℃之烘箱使其乾燥5分30秒鐘，而獲得偏光膜與樹脂薄膜直接接合之偏光薄膜。
＜捲曲之評估＞ 剝離上述偏光膜與透明保護薄膜直接接合之偏光薄膜的PET基材後，在23℃且相對濕度55%環境下調濕72小時，並以100mm×100mm裁切後，使樹脂薄膜的面朝上，測定薄膜4個角落各自從水平面起算之高度，以4點之平均值評估薄膜捲曲。在表中，捲曲小於2mm者表示為◎，2mm以上且小於3mm者表示為○，3mm以上且小於5mm者表示為△，5mm以上者表示為×。
＜接著力(剝離強度)之評估＞ 剝離上述偏光膜與透明保護薄膜直接接合之偏光薄膜的PET基材，於剝離面貼合雙面膠帶(No.500，日東電工公司製)。並且，裁切成沿與偏光膜之延伸方向平行200mm、沿正交方向15mm之大小，並用美工刀於偏光膜與透明保護薄膜之間劃下切痕後，剝開雙面膠帶的剝離薄膜，將黏著劑面貼合於玻璃板上。藉由角度自如型黏著、皮膜剝離解析裝置(VPA-2，協和界面化學公司製)，以剝離速度1000mm/分鐘往90度方向剝離偏光膜與透明保護薄膜，測定其剝離強度(N/15mm)。
＜加濕可靠性之評估＞ 剝離上述偏光薄膜之PET基材後，於偏光膜側透過黏著劑層(厚度20µm)貼合於厚度0.7mm之無鹼玻璃之一面，準備出偏光薄膜(加濕耐久性試驗評估用試樣)。針對所得偏光薄膜之透射率Ts，使用紫外可見光光譜光度計(日本分光公司製V-7100)進行測定，並將單體透射率Ts、平行透射率Tp、正交透射率Tc分別作為偏光薄膜之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後之Y值。針對在60℃95%RH之環境下暴露120小時並投入後之偏光薄膜，亦以相同方法測定透射率Ts，求出透射率變化ΔT(%)=｜(投入前之透射率Ts(%))-(投入後之透射率Ts(%))｜。透射率變化ΔT(%)愈小，判斷在濕熱環境下之耐久性愈優異。ΔT(%)宜為0.4以下，較宜為0.3以下。
＜實施例2＞ 除了使用厚度23µm之環烯烴系樹脂薄膜(日本ZEON公司製，ZF12)作為樹脂薄膜外，依與實施例1相同之操作，而獲得偏光膜與樹脂薄膜直接接合之偏光薄膜。
＜實施例3＞ ＜偏光膜之製作＞ 將平均聚合度2400、皂化度99.9莫耳%之厚度45μm的聚乙烯醇薄膜浸漬在30℃溫水中60秒鐘使其膨潤。接著，浸漬於碘/碘化鉀(重量比=1/7)濃度0.3%之水溶液中，一邊使其延伸至2.6倍一邊將薄膜染色。其後，在65℃之4重量%硼酸水溶液中進行延伸，使總延伸倍率達6倍。延伸後，於55℃烘箱中乾燥1分鐘，而獲得PVA系偏光膜。該偏光膜之厚度為18µm，水分率為15重量%。
＜偏光薄膜之製作＞ 使用上述所得偏光膜，依與實施例2相同之操作，而獲得偏光膜與樹脂薄膜直接接合之偏光薄膜。
＜比較例1＞ 以棒塗機將下述活性能量線硬化型接著劑塗佈於作為樹脂薄膜之厚度13µm之環烯烴系樹脂薄膜(日本ZEON公司製，ZF14)，並使用貼合機與實施例1中所得之含厚度5µm之偏光膜的光學薄膜積層體之偏光膜面貼合。在該狀態下，從樹脂薄膜側進行活性能量線照射，使接著劑硬化，而獲得偏光膜上透過活性能量線接著劑接合有樹脂薄膜之偏光薄膜。 [活性能量線硬化型接著劑] 2-羥乙基丙烯醯胺(KJ Chemicals Corporation製，商品名：HEAA)16.5重量份、4-乙烯基苯基硼酸(東京化成工業公司製)1重量份、2-羥-3-苯氧基丙基丙烯酸酯(東亞合成公司製，商品名：ARONIX M-5700)30.5重量份、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(共榮社化學公司製，商品名：LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A)25重量份、羥基三甲基乙酸二丙烯酸酯(共榮社化學公司製，商品名：LIGHT ACRYLATE HPP-A)13重量份、(甲基)丙烯酸酯聚合而成之寡聚物(東亞合成公司製，商品名：ARFON UP-1190)15重量份、2-甲-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎福林丙-1-酮(IGM resins公司製，商品名：Omnirad 907)3重量份、2,4-二乙基9-氧硫(日本化藥公司製、商品名：KAYACURE-DETX-S)3重量份 [活性能量線] 活性能量線係使用可見光線(充有鎵之金屬鹵素燈)，照射裝置：Heraeus公司製Light HAMMER10，燈泡：V燈泡，峰值照度：800mW/cm 2，累積照射量800/mJ/cm 2(波長380~440nm)。此外，可見光線之照度係使用Solatell公司製Sola-Check系統來測定。
＜比較例2＞ 使用輥壓貼合機以145℃溫度將厚度40µm之環烯烴系樹脂薄膜(日本ZEON公司製，ZF14)壓接於30µm之偏光膜(聚乙烯醇系薄膜)單面並積層，而獲得偏光膜與樹脂薄膜直接接合之偏光薄膜。
使用上述各實施例及比較例中所得之偏光薄膜，進行與實施例1相同之評估。將結果顯示於表1。
[表1]
(無)

Claims (3)

  1. 一種偏光薄膜，特徵在於：其偏光膜與樹脂薄膜係不透過黏著劑層或接著劑層而直接接合；並且 前述偏光膜之厚度為20µm以下，且較前述樹脂薄膜之厚度更薄。
  2. 如請求項1之偏光薄膜，其中前述樹脂薄膜之厚度相對於前述偏光膜之厚度的比(樹脂薄膜之厚度/偏光膜之厚度)為1.2~10.0。
  3. 一種影像顯示裝置，特徵在於：具有如請求項1或2之偏光薄膜。
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