TWI600666B - 聚乙烯醇系樹脂膜、偏光膜及偏光板 - Google Patents
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Description
本發明係關於聚乙烯醇系樹脂膜、偏光膜及偏光板。
偏光板係被廣泛使用在以液晶顯示裝置為代表之影像顯示裝置等。一般係將保護膜貼合於使碘等之雙色性色素吸附配向於聚乙烯醇系樹脂膜而成之偏光膜的單面或雙面而構成者(日本特開2014-59564號公報(專利文獻1)、日本特許第5390053號公報(專利文獻2)、日本特開2006-188655號公報(專利文獻3)等)。
近年來,隨著影像顯示裝置朝可攜式機器和薄型電視等之發展,日益要求偏光板甚至偏光膜的薄膜化。
然而,使偏光膜薄型化時,會有膜強度降低之問題。於專利文獻1至3中,雖然記載有藉由調整聚乙烯醇系樹脂膜的長周期來提升偏光膜的偏光特性之內容,但對於提升膜強度之手段並未被揭示。
本發明之目的在於提供一種能夠製作出即
使為薄型,亦具有高膜強度之偏光膜之聚乙烯醇系樹脂膜。此外,本發明之目的在於提供一種即使為薄型,亦具有高膜強度之偏光膜,以及使用如此之偏光膜之具有高耐久性的偏光板。
本發明係提供以下所示之聚乙烯醇系樹脂膜、偏光膜及偏光板。
[1]一種聚乙烯醇系樹脂膜,其係使用包含聚乙烯醇系樹脂之溶液製膜而得之聚乙烯醇系樹脂膜,前述聚乙烯醇系樹脂之4重量%水溶液的黏度P(mPa‧s)、與前述聚乙烯醇系樹脂膜的結晶長周期L(nm)滿足下述式(1)的關係。
L<6.7909×ln(P)-17.337…(1)
[2]一種偏光膜,其係使[1]所述之聚乙烯醇系樹脂膜進行拉伸及染色而得。
[3]一種偏光膜,其係4重量%水溶液的黏度P'(mPa‧s)與吸收軸方向的長周期L'(nm)滿足下述式(2)的關係。
L'<14.3×ln(P')-43.9…(2)
其中,4重量%水溶液係將上述偏光膜於80℃、90%RH的環境下保管7天後進行調製而得者。
[4]如[2]或[3]所述之偏光膜,其中每單位厚度的穿刺強度為5.0g/μm以上。
[5]一種偏光板,其係包含:偏光膜、以及積層於前述偏光膜之至少一面上之保護膜,從前述偏光板所單離之前述偏光膜之4重量%水溶液的黏度P'(mPa‧s)、與從前述偏光板所單離之前述偏光膜之吸收軸方向的長周期L'(nm)滿足下述式(2)的關係。
L'<14.3×ln(P')-43.9…(2)
其中,偏光膜之4重量%水溶液係將從偏光板所單離之偏光膜於80℃、90%RH的環境下保管7天後進行調製而得者。
根據本發明,可提供一種能夠製作出即使為薄型,亦具有高膜強度之偏光膜之聚乙烯醇系樹脂膜。此外,根據本發明,可提供一種即使為薄型,亦具有高膜強度之偏光膜,以及使用如此之偏光膜之具有高耐久性的偏光板。
1‧‧‧單面附有保護膜之偏光板
2‧‧‧雙面附有保護膜之偏光板
5‧‧‧偏光膜
6‧‧‧聚乙烯醇系樹脂層
6'‧‧‧經拉伸之聚乙烯醇系樹脂層
10‧‧‧第1保護膜
15‧‧‧第1接著劑層
20‧‧‧第2保護膜
25‧‧‧第2接著劑層
30‧‧‧基材膜
30'‧‧‧經拉伸之基材膜
100‧‧‧積層膜
200‧‧‧拉伸膜
300‧‧‧偏光性積層膜
400‧‧‧貼合膜
第1圖係顯示本發明之偏光板之層構成的一例之概略剖面圖。
第2圖係顯示本發明之偏光板之層構成的其他一例之概略剖面圖。
第3圖係顯示本發明之偏光板的製造方法之較佳一例之流程圖。
第4圖係顯示於樹脂層形成步驟所得之積層膜之層構
成的一例之概略剖面圖。
第5圖係顯示於拉伸步驟所得之拉伸積層膜之層構成的一例之概略剖面圖。
第6圖係顯示於染色步驟所得之偏光性積層膜之層構成的一例之概略剖面圖。
第7圖係顯示於第1貼合步驟所得之貼合膜之層構成的一例之概略剖面圖。
第8圖係顯示實施例及比較例中之聚乙烯醇系樹脂的黏度P與結晶長周期L之關係之圖。
第9圖係顯示實施例及比較例中之偏光膜的黏度P'與吸收軸方向的長周期L'之關係之圖。
〈聚乙烯醇系樹脂膜〉
本發明之聚乙烯醇系樹脂膜係可使用在偏光膜的製造者,且使用包含聚乙烯醇系樹脂之溶液(以下亦稱為「原料液」)製膜而得。
使用原料液製膜聚乙烯醇系樹脂膜之方法,例如可列舉出以下方法。
[a]使用原料液,例如藉由熔融擠壓法、溶劑澆注法等之一般所知的方法,將聚乙烯醇系樹脂膜製製作成為單層膜之方法。
[b]藉由將原料液塗布於基材膜上並乾燥,而製作聚乙烯醇系樹脂膜之方法。
從容易得到厚度薄之偏光膜,且步驟中之
薄膜之偏光膜的處理性亦優異者來看,較佳係藉由上述[b]的製膜方法來製膜。藉由上述[b]的製膜方法所製膜之聚乙烯醇系樹脂膜,可得到作為與基材膜之積層體。拉伸前之聚乙烯醇系樹脂膜的厚度,例如約為3至150μm。
上述原料液所使用之聚乙烯醇系樹脂之4重量%水溶液的黏度P(mPa‧s)、與本發明之聚乙烯醇系樹脂膜的結晶長周期L(nm)係滿足下述式(1)的關係。
L<6.7909×ln(P)-17.337…(1)
4重量%水溶液的黏度P之測定,可使用錐板型的旋轉黏度計來測定。首先,先將聚乙烯醇系樹脂充分地進行24小時的真空乾燥以去除水分後,以使溶解後的重量%成為4重量%之方式藉由精密天秤來量秤。然後加入既定量的純水並加熱至90℃以上,充分地溶解1小時以上。此時水分會蒸發,必須注意以免固體成分量偏離目標。使所得之溶液返回室溫而使其穩定化後,靜置約24小時而進行脫泡。若存在有氣泡,因無法正確地測定黏度,所以在確認氣泡排除後,藉由圓錐形的平板旋轉黏度計(錐板型)來測定黏度P。此外,所測定之水溶液進行測定固體成分,必須確認是否偏離4重量%,但可於預先經乾燥後之容器中量取約5ml水溶液,測定水溶液的重量後,於105℃乾燥2小時並冷卻後,測定殘餘之樹脂的重量。並計算作為採集該殘餘之樹脂的重量之水溶液中所包含的固體成分,確認此是否成為4重量%。當固體成分量偏離目標時,係採取:
製備固體成分量不同之複數種水溶液,以橫軸為固體成分量,並於縱軸上以對數點繪出黏度,從該近似線(直線)中讀取4重量%時的黏度P之方法。
結晶長周期L係可藉由小角度X射線散射法(SAXS:Small Angle X-ray Scattering)來測定。測定中,藉由穿透(通過)法來測定聚乙烯醇系樹脂膜的單膜(於上述[b])的製膜方法時,從積層體將基材膜剝離所得之聚乙烯醇系樹脂膜),並在二維平面上檢測散射光而求得二維的散射圖。對該經二維求取後之散射,繞著全周方向(360度)進行積分,而製作出一維輪廓。以下係使用如此求得之一維輪廓。為了進行背景修正,首先以無樣本狀態下進行測定而求得背景散射的一維輪廓。接著設置樣本並再次進行測定而求得樣本的一維輪廓。從該兩者的穿透光強度之比來算出穿透率。考量此穿透率後,從樣本的一維輪廓中,減去背景的一維輪廓,並將此採用作為樣本的一維輪廓。在如此求得之縱軸為散射強度、橫軸為散射角之一維的輪廓中,使用布拉格的式子將橫軸的散射角換算為周期長,並得到散射強度的峰值位置作為散射的長周期(結晶長周期L)。測定係由於膜的厚度較薄時無法得到精度,所以可因應必要而進行重疊來形成可得到充分強度之膜厚後,再進行測定。
藉由使用滿足上述式(1)的關係之聚乙烯醇系樹脂膜而製作偏光膜,可得到高膜強度之偏光膜。上述式(1)為根據實驗值所導出之式子。藉由使用滿足上述式(1)
的關係之聚乙烯醇系樹脂膜,可製作出高膜強度之偏光膜之理由,可考察如下,但該考察內容並非用以限定本發明。
首先,上述原料液所使用之聚乙烯醇系樹脂膜之4重量%水溶液的黏度P,可考量為表示原料液所使用之聚乙烯醇系樹脂於水中的擴展程度。聚乙烯醇系樹脂的鏈愈是更廣泛地存在,愈可發揮聚乙烯醇系樹脂之鏈與鏈的相互作用,而測定出更高的黏度。黏度變高之樹脂,例如可列舉出分子量大者,或是與水之親和性高者等。分子量大者,分子本身較大,原先即有容易擴展之傾向,但並非分子量愈大愈容易擴展,亦受到分枝鏈的數目或分子量分散等所左右。此外,與水之親和性,亦受到皂化度的高低,或是為共聚物時,亦受到共聚合組成物或共聚合比等所左右。如此,鏈擴展之因素存在有許多種,不論為何,均可考量為於水中之鏈的擴展程度之指標。
接著,聚乙烯醇系樹脂膜的結晶長周期L,為藉由小角度X射線散射解析法所求取之結晶-結晶間的距離。該結晶-結晶間的距離,亦受到聚乙烯醇系樹脂的物性所左右,但本發明者們係發現到如後述般,亦可藉由製膜時的乾燥條件來控制。本發明中,配合所使用之聚乙烯醇系樹脂,以使結晶長周期L滿足式(1)的關係式之方式來控制。
式(1)的涵義在於:相對於左邊之結晶長周期,右邊係顯示聚乙烯醇系樹脂的分子鏈於水中之擴展程度之因子。相對於分子鏈的擴展,將長周期控制在未達既
定值(亦即結晶-結晶間的距離)者,亦即可考量為控制存在於結晶與結晶之間之分子鏈的量,藉由將連結結晶與結晶之分子鏈控制在既定程度以上的量,可使此等形成網絡狀的網目結構,提高聚乙烯醇系樹脂膜的膜強度,並提高使用此所製作之偏光膜的膜強度。另一方面,相對於分子鏈的擴展,使結晶長周期成為既定值以上時,難以形成該網目結構,使結晶處於孤立狀態,而使膜強度惡化。
尤其在膜厚較薄的偏光膜中,由於膜全體的強度小,與膜厚較厚時相比,必須提高每單位厚度的強度。使用本發明的手法時,與至目前為止的偏光膜相比,可提高每單位厚度的強度,故於薄膜偏光膜,尤其是10μm以下的偏光膜中,乃極為有用。
接著說明藉由製膜時的乾燥條件來控制結晶-結晶間的距離(結晶長周期)之方法,以及可進行控制之理由。控制聚乙烯醇系樹脂膜之結晶-結晶間的距離(結晶長周期),例如可在乾燥的最終階段時,藉由控制含水率30重量%以下之區域的乾燥速度來實施,但並不限定於此。能夠以含水率為30重量%之時點下的乾燥速度來進行控制之理由,是由於晶核從該含水率的附近開始生成之故,藉由緩慢地實施該附近的乾燥,可充分地進行晶核的生成,而縮短結晶-結晶間的距離(結晶長周期)。
於含水率超過30重量%之區域中,由於聚乙烯醇系樹脂存在作為均一溶液,且分子鏈均一地存在之溶液狀態達到穩定,故幾乎不會引起穩定的臨界大小以上
之晶核的生成。當含水率接近於30重量%時,由於形成晶核而結晶化之狀態達到穩定,所以開始進行穩定的臨界大小以上之晶核的生成。此係因於含水率超過30重量%之區域中,成為均一溶液而能夠防止引起未預料到之結晶化等之故。含水率低於30重量%之區域中的水溶液,於保管或輸送等之間,引起未預料到之結晶化之可能性高。
另一方面,在大幅低於30重量%之區域中,由於乾燥進行至所需程度以上,作為良溶劑的水減少,使聚乙烯醇系樹脂之鏈的運動性降低,難以引起臨界大小以上之穩定的晶核之生成。鑑於此等之點,含水率30重量%附近的乾燥速度乃為重要。因此,作為原料液,較佳係製備含有聚乙烯醇系樹脂之含水率30重量%以上的原料液,且於使用此來製膜後,藉由調整含水率30重量%附近的乾燥速度,可得到具有期望的結晶-結晶間的距離(結晶長周期)之聚乙烯醇系樹脂膜。
(聚乙烯醇系樹脂)
聚乙烯醇系樹脂膜的製作時所使用之聚乙烯醇系樹脂,可使用使聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化者。聚乙酸乙烯酯樹脂,除了乙酸乙烯酯的均聚物之聚乙酸乙烯酯之外,可例示出乙酸乙烯酯及可與該乙酸乙烯酯共聚合之其他單體的共聚物。可與乙酸乙烯酯共聚合之其他單體,例如可列舉出不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基之丙烯醯胺類等。
聚乙烯醇系樹脂的皂化度,可為80.0至
100.0莫耳%的範圍,較佳為90.0至99.5莫耳%的範圍,尤佳為94.0至99.0莫耳%的範圍。當皂化度未達80.0莫耳%時,所得之偏光膜的耐水性容易降低。當皂化度超過99.5莫耳%時,使用聚乙烯醇系樹脂時染色速度會變慢,使生產性降低,且有時無法得到具有充分的偏光性能之偏光膜。
所謂皂化度,意指以單位比(莫耳%)來表示藉由皂化步驟使作為聚乙烯醇系樹脂的原料之聚乙酸乙烯酯系樹脂中所包含之乙酸基(乙醯氧基:-OCOCH3)轉化為羥基之比率,且由下列式所定義。
皂化度(莫耳%)=100×(羥基的數目)÷(羥基的數目+乙酸基的數目)
皂化度可依據JIS K 6726(1994)來求取。皂化度愈高,表示羥基的比率愈高,因而表示阻礙結晶化之乙酸基的比率低。
聚乙烯醇系樹脂,可為一部分經改質之改質聚乙烯醇。改質的比率,較佳為未達30莫耳%,尤佳為未達10莫耳%。當進行超過30莫耳%之改質時,難以吸附雙色性色素,而有難以得到具有充分的偏光性能之偏光膜之傾向。
聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度,較佳為100至10000,尤佳為1500至8000,更佳為2000至5000。聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度,亦可依據JIS K 6726(1994)來求取。
〈偏光膜〉
本發明之偏光膜,較佳係使用上述聚乙烯醇系樹脂膜
來製造。藉由使用上述聚乙烯醇系樹脂膜,可得到高膜強度之偏光膜。
本發明之偏光膜,該4重量%水溶液的黏度P'(mPa‧s)與吸收軸方向的長周期L'(nm),較佳係滿足下述式(2)的關係。
L'<14.3×ln(P')-43.9…(2)
本發明之偏光膜,藉由使上述聚乙烯醇系樹脂膜進行拉伸及染色,可製作出滿足上述式(2)的關係之偏光膜。藉由滿足上述式(2)的關係,可得到高膜強度之偏光膜。
黏度P'的測定時所使用之4重量%水溶液,係在將偏光膜於80℃、90%RH的環境下保管7天後進行調製而得者。藉由在該環境下保管7天,可去除由染色及交聯所添加之碘及硼酸,而能夠測定不受到所添加之碘及硼酸的影響之4重量%水溶液的黏度P'(mPa‧s)。黏度P',係依循上述黏度P的測定方法來測定。偏光膜之吸收軸方向的長周期L'(nm),係依循上述結晶長周期L的測定方法來測定。
上述式(2)為根據實驗值所導出之式子。藉由滿足上述式(2)的關係可得到高膜強度之偏光膜之理由,可同樣地考察如上述般之藉由使用滿足上述式(1)的關係之聚乙烯醇系樹脂膜,可製作出高膜強度之偏光膜之理由為相同的考察內容,但該考察內容並非用以限定本發明。
詳細說明偏光膜的偏光性能時,偏光性能
通常是由被稱為「視感度修正單體穿透率Ty」、「視感度修正偏光度Py」之2個參數來評估。此等參數,分別為以在人眼的感度為最高之550nm附近的權重成為最大之方式進行修正之可見光區域(波長380至780nm)中的穿透率、偏光度。由於人眼無法辨識未達波長380nm之光,所以Ty及Py並未考量此。
偏光膜的視感度修正單體穿透率Ty,可為通常在適用該偏光膜或包含此之偏光板之液晶顯示裝置等的影像顯示裝置中所求取之值,具體而言,較佳位於40至47%的範圍內。Ty尤佳為41至45%的範圍內,此時可使Ty與Py之均衡達到更良好。Ty過高時,Py降低而使影像顯示裝置的顯示畫質降低。Ty過低時,影像顯示裝置的亮度降低而使顯示畫質降低,或是為了充分地提高亮度而須大幅增加投入電力。偏光膜的視感度修正偏光度Py,較佳為99.9%以上,尤佳為99.95%以上。
偏光膜的厚度,例如為30μm以下,且可為20μm以下,但從偏光板的薄型化之觀點來看,較佳為10μm以下,尤佳為8μm以下。偏光膜的厚度,通常為2μm以上。
偏光膜係每單位厚度的穿刺強度較佳為5.0g/μm以上,尤佳為6.0g/μm以上。若穿刺強度為5.0g/μm以上,則於熱衝擊試驗等之耐久性試驗中,可顯著抑制偏光膜之破裂的產生率。
〈偏光板〉
(1)偏光板的基本構成
第1圖係顯示本發明之偏光板之層構成的一例之概略剖面圖。如第1圖所示之偏光板1般,本發明之偏光板,可具備:偏光膜5、以及積層於其一面上之第1保護膜10之單面附有保護膜之偏光板。第1保護膜10可隔介第1接著劑層15積層於偏光膜5上。
此外,本發明之偏光板,更可將保護膜貼合於偏光膜5之另一面,具體而言,如第2圖所示之偏光板2般,亦可為具備:偏光片5、積層於一面上之第1保護膜10、以及積層於另一面上之第2保護膜20之雙面附有保護膜之偏光板。第2保護膜20可隔介第2接著劑層25而積層於偏光膜5上。
本發明之偏光板,當組裝於液晶顯示裝置般的影像顯示裝置時,可為配置在液晶單元般之影像顯示元件的觀看(前面)側之偏光板,或是配置在影像顯示元件的背面側(例如液晶顯示裝置的背光側)之偏光板。
(2)偏光膜
本發明之偏光板,係包含上述本發明之偏光膜作為偏光膜5。因此,關於偏光膜5的詳細內容,係援引上述記載內容。如上述般,構成偏光板之偏光膜5,較佳係使用滿足上述式(2)的關係之偏光膜。此外,從偏光板所單離之偏光膜5,較佳係滿足上述式(2)的關係。此時,黏度P'的測定時所使用之4重量%水溶液,係在將從偏光板所剝離之偏光膜於80℃、90%RH的環境下保管7天後進行調整
者。構成偏光板之先前之偏光膜的黏度P'及吸收軸方向的長周期L',與使用此來構成偏光板後再從偏光板所單離之偏光膜的黏度P'及吸收軸方向的長周期L',幾乎為相同值。
上述偏光板係偏光膜的膜強度高,於熱衝擊試驗等之耐久性試驗中,可顯著抑制偏光膜之破裂的產生率。
(3)第1保護膜
第1保護膜10,可為由具有透光性(較佳為光學透明)之熱塑性樹脂,例如由鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)般之聚烯烴系樹脂;纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯般之纖維素酯系樹脂;聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;(甲基)丙烯酸系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;或此等之混合物、共聚物等所構成之膜。
第1保護膜10,亦可為相位差膜、亮度提升膜般之兼具光學功能之保護膜。例如,可藉由使由上述熱塑性樹脂所構成之膜進行拉伸(單軸拉伸或雙軸拉伸),或是於該膜上形成液晶層等,以形成為賦予任意的相位差值之相位差膜。
鏈狀聚烯烴系樹脂,除了聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂般之鏈狀烯烴的均聚物之外,亦可列舉出由2種以上的鏈狀烯烴所構成之共聚物。
環狀聚烯烴系樹脂為以環狀烯烴作為聚合單位所聚合之樹脂的總稱。列舉出環狀聚烯烴系樹脂的具體例,有環狀烯烴的開環(共)聚合物、環狀烯烴的加成聚
合物、環狀烯烴與乙烯、丙烯般的鏈狀烯烴之共聚物(代表性為任意共聚物)、以及以不飽和羧酸或該衍生物將此等予以改質之接枝聚合物、以及此等之氫化物等。當中,較佳地使用:使用降莰烯或多環降莰烯系單體等之降莰烯系單體作為環狀烯烴之降莰烯系樹脂。
纖維素酯系樹脂為纖維素與脂肪酸之酯。纖維素酯系樹脂的具體例,包含:纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯、纖維素三丙酸酯、纖維素二丙酸酯。此外,亦可使用此等之共聚物,或是羥基的一部分由其他取代基所改質者等。此等當中,特佳為纖維素三乙酸酯(三乙醯纖維素:TAC)。
聚酯系樹脂為具有酯鍵之上述纖維素酯系樹脂以外的樹脂,一般是由多元羧酸或其衍生物與多元醇之聚縮合物所構成者。多元羧酸或其衍生物,可使用二羧酸或其衍生物,例如可列舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、萘二羧酸二甲酯等。多元醇可使用二醇,例如可列舉出乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇等。
聚酯系樹脂之具體例係包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸三亞甲酯、聚萘二甲酸三亞甲酯、聚對苯二甲酸環己烷二甲酯、聚萘二甲酸環己烷二甲酯。
聚碳酸酯系樹脂係由單體單位隔介碳酸酯
基鍵結之聚合物所構成。聚碳酸酯系樹脂亦可為將聚合物骨架改質之稱為改質聚碳酸酯之樹脂,或是共聚合聚碳酸酯等。
(甲基)丙烯酸系樹脂是以具有(甲基)丙烯醯基之化合物作為主要構成單體之樹脂。(甲基)丙烯酸系樹脂的具體例,例如包含:聚(甲基)丙烯酸甲酯般之聚(甲基)丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物;甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物;甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(MS樹脂等);甲基丙烯酸甲酯與具有脂環族烴基之化合物之共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸降莰酯共聚物等)。較佳係使用以聚(甲基)丙烯酸甲酯般之聚(甲基)丙烯酸C1-6烷酯為主成分之聚合物,尤佳為使用以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50至100重量%,較佳為70至100重量%)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
於第1保護膜10之與偏光膜5相反側的表面上,亦可形成硬塗層、防眩層、抗反射層、抗帶電層、防污層等之表面處理層(塗布層)。此外,第1保護膜10亦可含有1種或2種以上之潤滑劑、可塑劑、分散劑、熱穩定劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、抗帶電劑、抗氧化劑般之添加劑。
第1保護膜10的厚度,從偏光板的薄型化之觀點來看,較佳為90μm以下,尤佳為50μm以下,更
佳為30μm以下。第1保護膜10的厚度,從強度或處理性之觀點來看,通常為5μm以上。
(4)第1接著劑層
第1接著劑層15係用以將第1保護膜10接著固定於偏光膜5之一面之層。形成第1接著劑層15之接著劑,可為含有藉由紫外線、可見光、電子束、X射線般之活化能射線的照射而硬化之硬化性化合物之活化能射線硬化性接著劑,或是將聚乙烯醇系樹脂般之接著劑成分溶解或分散於水之水系接著劑。
形成第1接著劑層15之活化能射線硬化性接著劑,由於顯示良好的接著性,故可較佳地使用包含陽離子聚合性的硬化性化合物及/或自由基聚合性的硬化性化合物之活化能射線硬化性接著劑。活化能射線硬化性接著劑,更可包含用以使上述硬化性化合物的硬化反映開始之陽離子聚合起始劑及/或自由基聚合起始劑。
陽離子聚合性的硬化性化合物,例如可列舉出環氧系化合物(於分子內具有1個或2個以上的環氧基之化合物),或氧呾系化合物(於分子內具有1個或2個以上的氧呾之化合物),或此等之組合。自由基聚合性的硬化性化合物,例如可列舉出(甲基)丙烯酸系化合物(於分子內具有1個或2個以上的(甲基)丙烯醯氧基之化合物),或具有自由基聚合性的雙鍵之其他乙烯基系化合物,或此等之組合。亦可併用陽離子聚合性的硬化性化合物與自由基聚合性的硬化性化合物。
活化能射線硬化性接著劑,可因應必要添加陽離子聚合促進劑、離子捕集劑、抗氧化劑、連鎖轉移劑、黏著賦予劑、熱塑性樹脂、充填劑、流動調整劑、可塑劑、消泡劑、抗帶電劑、平坦化劑、溶劑等之添加劑。
第1接著劑層15的厚度,通常為0.001至5μm,較佳為0.01至3μm。
(5)第2保護膜
第2圖所示之雙面附有保護膜之偏光板2所具有之第2保護膜20,係與第1保護膜10相同,可為由上述所例示之熱塑性樹脂所構成之膜,亦可為相位差膜、亮度提升膜般之兼具光學功能之保護膜。第2保護膜20所能夠具有之表面處理層及膜的厚度等,可援引第1保護膜10中所說明之上述記載內容。第1保護膜10與第2保護膜20,可互為由同種類的樹脂所構成之保護膜,或是由不同種類的樹脂所構成之保護膜。
(6)第2接著劑層
第2接著劑層25係用以將第2保護膜20接著固定於偏光膜5之另一面之層。關於第2接著劑層25的詳細內容,可援引上述第1接著劑層15中所記載之內容。形成第2接著劑層25之接著劑,可具有與形成第1接著劑層15之接著劑相同的組成,或是不同的組成。
(7)黏著劑層
於第1圖所示之單面附有保護膜之偏光板1的偏光膜5上,或第2圖所示之雙面附有保護膜之偏光板2的第1
保護膜10或第2保護膜20上,可積層用以使偏光板貼合於其他構件(例如當適用於液晶顯示裝置時為液晶單元)之黏著劑層。形成黏著劑層之黏著劑,通常是由以(甲基)丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚矽氧系樹脂等作為基質聚合物,且將異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物般之交聯劑添加於此之黏著劑組成物所構成。此外,亦可構成為更包含微粒以顯現出光散射性之黏著劑層。黏著劑層的厚度通常為1至40μm,較佳為3至25μm。
(8)其他光學層
本發明之偏光板,亦可更包含積層於其第1及/或第2保護膜10、20或是偏光膜5上之其他光學層。其他光學層,可列舉出:可讓某種偏光之光穿透並且使顯現出相反性質之偏光的光反射之反射型偏光膜;於表面具有凹凸形狀之附有防眩功能之膜;附有表面抗反射功能之膜;於表面具有反射功能之反射膜;兼具反射功能及穿透功能之半穿透半反射膜;視角補償膜等。
〈聚乙烯醇系樹脂膜、偏光膜及偏光板的製造方法〉
本發明之聚乙烯醇系樹脂膜、偏光膜及偏光板,可較佳地藉由第3圖所示之方法來製造。第3圖所示之製造方法,係依序包含下列步驟:(1)於基材膜之至少一面塗布包含聚乙烯醇系樹脂之塗布液(原料液)後,藉由乾燥來形成聚乙烯醇系樹脂膜而得到積層膜之樹脂層形成步驟S10,
(2)將積層膜拉伸而得到於基材膜上具有經拉伸之聚乙烯醇系樹脂膜之拉伸膜之拉伸步驟S20,(3)以碘將拉伸膜的聚乙烯醇系樹脂膜染色而形成偏光膜(偏光片層)並藉此得到偏光性積層膜之染色步驟S30,(4)將保護膜貼合於偏光性積層膜的偏光膜上而得到貼合膜之第1貼合步驟S40,(5)從貼合膜將基材膜剝離去除而得到單面附有保護膜之偏光板之剝離步驟S50。
於製作第2圖所示之雙面附有保護膜之偏光板2時,於剝離步驟S50後,更包含:(6)將保護膜貼合於單面附有保護膜之偏光板的偏光膜面之第2貼合步驟S60。
以下參考第4圖至第7圖來說明各步驟。樹脂層形成步驟S10中,亦可將聚乙烯醇系樹脂膜形成於基材膜的雙面,但以下主要說明形成於單面之情形。
(1)樹脂層形成步驟S10
參考第4圖,本步驟為於基材膜30之至少一面形成聚乙烯醇系樹脂膜6而得到積層膜100之步驟。此聚乙烯醇系樹脂膜6,為經過拉伸步驟S20而成為聚乙烯醇系樹脂膜6',然後經過染色步驟S30而成為偏光膜5之層。聚乙烯醇系樹脂膜6係藉由將包含聚乙烯醇系樹脂之塗布液塗布於基材膜30的單面或雙面,並使塗布層乾燥而形成。藉由如此之塗布來形成聚乙烯醇系樹脂膜之方法,就容易得到薄膜的偏光膜5之方面來看較為有利。
基材膜30可由熱塑性樹脂所構成,當中較佳是由透明性、機械強度、熱穩定性、拉伸性等特性優異之熱塑性樹脂所構成。如此之熱塑性樹脂的具體例,例如包含:鏈狀聚烯烴系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)般之聚烯烴系樹脂;聚酯系樹脂;(甲基)丙烯酸系樹脂;纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯般之纖維素酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;聚乙烯醇系樹脂;聚乙酸乙烯酯系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;聚醚碸系樹脂;聚碸系樹脂;聚醯胺系樹脂;聚醯亞胺系樹脂;及此等之混合物、共聚物。
基材膜30可為由1種或2種以上的熱塑性樹脂所構成之1層樹脂層所形成之單層構造,或是積層複數層之由1種或2種以上的熱塑性樹脂所構成之樹脂層之多層構造。基材膜30係在後述拉伸步驟S20中將積層膜100拉伸時,較佳係以可在適合於拉伸聚乙烯醇系樹脂膜6之拉伸溫度下進行拉伸之樹脂來構成。
基材膜30亦可包含添加劑。添加劑的具體例,包含紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、可塑劑、脫模劑、抗著色劑、難燃劑、成核劑、抗帶電劑、顏料、及著色劑。
基材膜30的厚度,一般從強度和處理性等觀點來看,為1至500μm,較佳為1至300μm,尤佳為5至200μm,更佳為5至150μm。
塗布於基材膜30之塗布液,較佳為使聚乙
烯醇系樹脂的粉末溶解於良溶劑(例如水)所得之聚乙烯醇系樹脂溶液。聚乙烯醇系樹脂的詳細內容如上所述。塗布液,可因應必要包含可塑劑、界面活性劑等之添加劑。
將上述塗布液塗布於基材膜30之方法,可適當地選自線棒塗布法;反轉塗布、凹版塗布般之輥塗布法;模縫塗布法;缺角輪塗布法;唇板塗布法;旋轉塗布法;網版塗布法;噴泉式塗布法;浸漬法;噴霧法等之方法。
塗布層(乾燥前的聚乙烯醇系樹脂層)的乾燥溫度及乾燥時間,可因應塗布液所包含之溶劑的種類來設定。乾燥溫度例如為50至200℃,較佳為60至150℃。當溶劑包含水時,乾燥溫度較佳為80℃以上。
聚乙烯醇系樹脂膜6,可僅形成於基材膜30之一面或是形成於雙面。形成於雙面時,可抑制偏光性積層膜300(參考第6圖)的製造時所可能產生之膜的捲曲,並且可從1片偏光性積層膜300得到2片偏光板,就偏光板的生產效率之方面來看亦有利。
積層膜100中之聚乙烯醇系樹脂膜6的厚度,較佳為3至30μm,尤佳為5至20μm。若是具有此範圍內的厚度之聚乙烯醇系樹脂膜6,則經過後述拉伸步驟S20及染色步驟S30,可得到碘的染色性良好且偏光性能優異,並且厚度極薄(例如厚度10μm以下)之偏光膜5。
在塗布液的塗布之前,為了提升基材膜30與聚乙烯醇系樹脂膜6之密合性,可至少於形成有聚乙烯
醇系樹脂膜6之側的基材膜30之表面,施以電暈處理、電漿處理、火焰(火炎)處理等。此外,以同樣理由,可藉底漆層等將聚乙烯醇系樹脂膜6形成於基材膜30上。
底漆層可藉由將底漆層形成用塗布液塗布於基材膜30表面後,使其乾燥而形成。該塗布液係包含可發揮對於基材膜30與聚乙烯醇系樹脂膜6兩者具有某種程度的強密合力之成分,通常包含可賦予該密合力之樹脂成分以及溶劑。樹脂成分較佳係使用透明性、熱穩定性、拉伸性等優異之熱塑性樹脂,例如可列舉出(甲基)丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇系樹脂等。當中,較佳為使用可賦予良好的密合力之聚乙烯醇系樹脂。尤佳為使用聚乙烯醇樹脂。溶劑通常使用可溶解上述樹脂成分之一般的有機溶劑或水系溶劑,但較佳是由以水為溶劑之塗布液來形成底漆層。
為了提升底漆層的強度,可於底漆層形成用塗布液添加交聯劑。交聯劑的具體例,包含環氧系、異氰酸酯系、二醛系、金屬系(例如金屬鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物)、高分子系的交聯劑。當使用聚乙烯醇系樹脂作為形成底漆層之樹脂成分時,可較佳地使用聚醯胺環氧樹脂、羥甲基化三聚氰胺樹脂、二醛系交聯劑、金屬螯合化合物系交聯劑等。
底漆層的厚度,較佳為0.05至1μm,尤佳為0.1至0.4μm。較0.05μm更薄時,基材膜30與聚乙烯醇系樹脂膜6之密合力提升的效果小,較1μm更厚時,不利於偏光板的薄膜化。
將底漆層形成用塗布液塗布於基材膜30之方法,可與聚乙烯醇系樹脂膜形成用塗布液相同。由底漆層形成用塗布液所構成之塗布層的乾燥溫度,例如為50至200℃,較佳為60至150℃。當溶劑包含水時,乾燥溫度較佳為80℃以上。
(2)拉伸步驟S20
參考第5圖,本步驟為使由基材膜30及聚乙烯醇系樹脂膜6所構成之積層膜100進行拉伸,而得到於經拉伸之基材膜30'上具有經拉伸之聚乙烯醇系樹脂膜6'之拉伸膜200之步驟。拉伸處理通常為單軸拉伸。
積層膜100的拉伸倍率,可因應期望的偏光特性而適當地選擇。較佳係相對於積層膜100的原長度為1.1倍至17倍,尤佳為1.5倍至8倍。當拉伸倍率超過17倍時,拉伸時容易產生膜的斷裂,並且拉伸膜200的厚度被薄化至所需程度以上,有在後續步驟中的加工性及處理性降低之疑慮。
拉伸處理並不限定於單段的拉伸,亦可多段地進行。此時,可在染色步驟S30前連續地進行多階段的拉伸處理之全部,或是與染色步驟S30中的染色處理及/或交聯處理同時進行第二階段以後的拉伸處理。當如此多段地進行拉伸處理時,較佳係以拉伸處理的全段合計成為超過4倍的拉伸倍率之方式進行拉伸處理。
拉伸處理,除了可為在膜長度方向(膜運送方向)拉伸之縱向拉伸之外,亦可為在膜寬度方向拉伸之橫
向拉伸或斜向拉伸等。縱向拉伸方式,可列舉出:使用輥進行拉伸之輥間拉伸、壓縮拉伸、使用吸附盤(夾鉗)之拉伸等,橫向拉伸方式,可列舉出拉幅法等。拉伸處理係濕潤式拉伸方法及乾式拉伸方法均可採用,但使用乾式拉伸方法者,從可廣範圍地選擇拉伸溫度之點來看為佳。
拉伸溫度係被設定在聚乙烯醇系樹脂膜6及基材膜30全體顯示出可拉伸程度的流動性之溫度以上,較佳為基材膜30的相轉移溫度(熔點或玻璃轉移溫度)之-30℃至+30℃的範圍,尤佳為-30℃至+5℃的範圍,更佳-25℃至+0℃的範圍。當基材膜30由複數層樹脂層所構成時,上述相轉移溫度意指該複數層樹脂層所顯示之相轉移溫度中之最高的相轉移溫度。
當將拉伸溫度設為低於相轉移溫度的-30℃時,難以達成超過4倍的高倍率拉伸,或是基材膜30的流動性過低,而有難以進行拉伸處理之傾向。當拉伸溫度超過相轉移溫度的+30℃時,基材膜30的流動性過大,而有難以拉伸之傾向。為了更容易達成超過4倍的高倍率拉伸,拉伸溫度較佳位於上述範圍內,更佳為120℃以上。
拉伸處理中之積層膜100的加熱方法,係有:熱區加熱法(例如在藉由吹送熱風並調整至既定溫度之加熱爐般的拉伸熱區內進行加熱之方法);在使用輥來進行拉伸時,加熱輥本身之方法;加熱器加熱法(將紅外線加熱器、鹵素加熱器、平板加熱器等設置在積層膜100的上下方並以輻射熱進行加熱之方法)等。於輥間拉伸方式中,從
拉伸溫度的均一性之觀點來看,較佳為熱區加熱法。
所謂拉伸溫度係於熱區加熱法時,意指熱區內(例如加熱爐內)的環境溫度,於加熱器加熱法中,在爐內進行加熱時,意指爐內的環境溫度。此外,於加熱輥本身之方法時,意指輥的表面溫度。
在拉伸步驟S20之前,可設置將積層膜100預熱之預熱處理步驟。預熱方法可使用與拉伸處理中的加熱方法相同之方法。預熱溫度較佳為拉伸溫度的-50℃至±0℃的範圍,尤佳為拉伸溫度的-40℃至拉伸溫度的-10℃的範圍。
此外,於拉伸步驟S20的拉伸處理後,可設置熱固處理步驟。熱固處理為在以夾鉗握持拉伸膜200的端部之狀態下,一邊維持拉緊狀態一邊以結晶化以上的溫度進行熱處理之處理。藉由該熱固處理,可促進被拉伸之聚乙烯醇系樹脂膜6'的結晶化。熱固處理的溫度較佳為拉伸溫度的-0℃至-80℃的範圍,尤佳為拉伸溫度的-0℃至-50℃的範圍。
(3)染色步驟S30
參考第6圖,本步驟為以碘將拉伸膜200的聚乙烯醇系樹脂膜6'染色並使其吸附配向,而形成偏光膜5之步驟。經過本步驟,可得到在基材膜30'的單面或雙面積層有偏光膜5之偏光性積層膜300。
染色步驟可藉由將拉伸膜200全體浸漬在包含碘之溶液(染色水溶液)來進行。染色水溶液係可使用
將碘溶解於溶劑之溶液。溶劑一般係使用水,但亦可進一步添加與水具有相溶性之有機溶劑。染色水溶液中之碘的濃度,較佳為0.01至10重量%,尤佳為0.02至7重量%。
由於可提升染色效率,故較佳為更將碘化物添加於染色水溶液。碘化物例如可列舉出碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。染色水溶液中之碘化物的濃度,較佳為0.01至20重量%。碘化物中,較佳係添加碘化鉀。添加碘化鉀時,碘與碘化鉀之比率,以重量比計較佳為1:5至1:100,尤佳為1:6至1:80。染色水溶液的溫度,較佳為10至60℃,尤佳為20至40℃。
染色步驟S30係可包含:在接續於染色處理後所實施之交聯處理步驟。交聯處理係可藉由將染色後之膜浸漬在使交聯劑溶解於溶劑之溶液(交聯溶液)中而進行。交聯劑例如可列舉出硼酸、硼砂般的硼化物、乙二醛、戊二醛等。交聯劑可僅使用1種或併用2種以上。交聯溶液的溶劑可使用水,亦可進一步包含與水具有相溶性之有機溶劑。交聯溶液中之交聯劑的濃度,較佳為0.2至20重量%,尤佳為0.5至10重量%。
交聯溶液可更包含碘化物。藉由碘化物的添加,可使偏光膜5之面內的偏光性能更達到均一化。碘化物的具體例係與上述相同。交聯溶液中之碘化物的濃度,較佳為0.05至15重量%,尤佳為0.5至8重量%。交聯溶液的溫度較佳為1至90℃。
交聯處理係亦可藉由將交聯劑調配於染色水溶液中而與染色處理同時進行。此外,亦可使用組成不同之2種以上的交聯溶液,並進行2次以上之浸漬在交聯溶液之處理。
於染色步驟S30後,後述第1貼合步驟S40之前,較佳係進行洗淨步驟及乾燥步驟。洗淨步驟通常包含水洗淨步驟。水洗淨步驟係可藉由將染色處理後或交聯處理後的膜浸漬在離子交換水、蒸餾水般之純水中進行。水洗淨溫度通常為3至50℃,較佳為4至20℃。洗淨步驟係亦可為水洗淨步驟與依據碘化物溶液所進行的洗淨步驟之組合。於洗淨步驟後所進行之乾燥步驟,可採用自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥等之任意的適當方法。例如於加熱乾燥時,乾燥溫度通常為20至95℃。
(4)第1貼合步驟S40
參考第7圖,本步驟為隔介接著劑層將保護膜貼合於偏光性積層膜300的偏光膜5上,亦即偏光膜5之與基材膜30'側相反側的面上,以得到貼合膜400之步驟。第7圖中,係顯示隔介第1接著劑層15而貼合第1保護膜10之例子,但在製造雙面附有保護膜之偏光板2時,可隔介第2接著劑層25而貼合第2保護膜20。關於形成第1接著劑層15或第2接著劑層25之接著劑,係如上所述。
當偏光性積層膜300於基材膜30'的雙面上具有偏光膜5時,通常於雙面的偏光膜5上分別貼合保護膜。此時,此等保護膜可為同種類的保護膜,或不同種類
的保護膜。
若以使用活化能射線硬化性接著劑而貼合第1保護膜10時為例,說明有關保護膜的貼合黏著方法,隔介成為第1接著劑層15之活化能射線硬化性接著劑而將第1保護膜10積層於偏光膜5上之後,照射紫外線、可見光、電子束、X射線般之活化能射線而使接著劑層硬化。當中較佳為紫外線,此時的光源可使用低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、化學燈、黑光燈、微波激發汞燈、金屬鹵化物燈等。
將保護膜貼合於偏光膜5時,於保護膜及/或偏光膜5的貼合面,為了提升與偏光膜5之接著性,可進行電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰(火炎)處理、皂化處理等之表面處理(易接著處理),其中,較佳係進行電漿處理、電暈處理或皂化處理。
(5)剝離步驟S50
本步驟為從貼合膜400將基材膜30'剝離去除之步驟。經過此步驟,可得到與第1圖相同之單面附有保護膜之偏光板。當偏光性積層膜300於基材膜30'的雙面具有偏光膜5,且在將保護膜貼合於此等兩者的偏光膜5時,藉由此剝離步驟S50,可從1片偏光性積層膜300得到2片之單面附有保護膜之偏光板。
將基材膜30'剝離去除之方法並無特別限定,通常可藉由與附有黏著劑之偏光板所進行之分隔片(離型膜)的剝離步驟相同之方法來剝離。基材膜30'係可於第
1貼合步驟S40後直接剝離,或是於第1貼合步驟S40後,一度捲取為輥狀,並於後續步驟一邊捲出一邊剝離。
(6)第2貼合步驟S60
本步驟為更將保護膜貼合於單面附有保護膜之偏光板的偏光膜5上,亦即與在第1貼合步驟S40中所貼合之保護膜相反側的面上,而得到第2圖所示之構成之雙面附有保護膜之偏光板2之步驟。於第1貼合步驟S40中貼合第1保護膜10時,於本步驟中貼合第2保護膜20,於第1貼合步驟S40中貼合第2保護膜20時,於本步驟中貼合第1保護膜10。隔介第2接著劑層25之第2保護膜20的貼合,係可與第1保護膜10的貼合同樣地進行。
以上係已詳細說明由塗布於基材膜上之聚乙烯醇系樹脂層形成偏光膜,並接著製造偏光板之方法,但並不限定於此,亦可將第1保護膜10或是第1及第2保護膜10、20貼合於藉由以上述(b)的製膜方法所製膜之單體(單獨)膜所構成之偏光膜5上,而製造偏光板。
由單體(單獨)膜所構成之聚乙烯醇系樹脂層6'以及偏光膜5,可藉由以下步驟製造:例如藉由熔融擠壓法、溶劑澆注法等之一般所知的方法,製作聚乙烯醇系樹脂膜之步驟;使聚乙烯醇系樹脂膜進行單軸拉伸而得到聚乙烯醇系樹脂層6'之步驟;將聚乙烯醇系樹脂膜以碘染色,使其吸附之步驟;以硼酸水溶液處理吸附有碘之經拉伸的聚乙烯醇系樹脂膜之步驟;以及在以硼酸水溶液進行處理後進行水洗而得到偏光膜5之步驟。單軸拉伸係可
在碘的染色前、與染色同時、或是染色後進行。於染色後進行單軸拉伸時,該單軸拉伸可在硼酸處理前或硼酸處理中進行。此外,亦可在此等複數個階段中進行單軸拉伸。
貼合第1及第2保護膜10、20之兩者而製作雙面附有保護膜之偏光板時,此等保護膜可隔介接著劑層而依序貼合或同時貼合。
以下,顯示實施例及比較例而更具體地說明本發明,但本發明並不限定於此等例。
〈實施例1〉
(1)底漆層形成步驟
將聚乙烯醇粉末(日本合成化學工業股份有限公司製的「Z-200」、平均聚合度1100、皂化度99.5莫耳%)溶解於95℃的熱水,調製出濃度3重量%的聚乙烯醇水溶液。相對於聚乙烯醇粉末6重量份以5重量份之比率,將交聯劑(田岡化學工業股份有限公司製的「Sumirez Resin 650」)混合於所得之水溶液中,而得到底漆層形成用塗布液。
接著,製備厚度90μm之未拉伸的聚丙烯(PP)膜(熔點:163℃)作為基材膜,對該單面施予電暈處理後,使用微凹版塗布機將上述底漆層形成用塗布液塗布於該電暈處理面,於80℃乾燥10分鐘,以形成厚度0.2μm的底漆層。
(2)積層膜的製作(樹脂層形成步驟)
將4重量%水溶液的黏度為80mPa‧sec之聚乙烯醇系
樹脂粉末溶解於95℃的熱水,調製濃度7.5重量%的聚乙烯醇水溶液,並以此作為聚乙烯醇系樹脂膜形成用塗布液。
使用模縫塗布機(die coater),將上述聚乙烯醇系樹脂膜形成用塗布液以130μm的厚度塗布於上述(1)所製作之具有底漆層之基材膜的底漆層表面後,吹送70℃的熱風以實施乾燥。乾燥時,一邊藉由紅外線多成分計(CHINO公司製的「IRMA-5162S」)監測水分率一邊改變風速,並以在含水率為30重量%之時點下的乾燥速度成為1.30重量%/sec之方式進行控制。然後以使含水率從30重量%至10重量%為止之乾燥速度的平均值成為1.35重量%/sec之方式一邊進行控制,一邊持續乾燥,進行乾燥至含水率成為4.86重量%為止。乾燥後之聚乙烯醇系樹脂膜的膜厚為9.2μm。如此一來,得到由基材膜/底漆層/聚乙烯醇系樹脂膜所構成之積層膜。
(3)拉伸膜的製作(拉伸步驟)
使用浮動的縱向單軸拉伸裝置(空中拉伸),於空中拉伸時的最大溫度150℃,對上述(2)所製作之積層膜實施5.3倍的自由端單軸拉伸,而得到於基材膜上設置有經拉伸之聚乙烯醇系樹脂膜之拉伸膜。拉伸後之聚乙烯醇系樹脂膜的厚度為5.1μm。
(4)偏光性積層膜的製作(染色步驟)
將上述(3)所製作之拉伸積層膜,浸漬在包含碘及碘化鉀之30℃的染色水溶液(水每100重量份包含0.6重量份的碘及10.0重量份的碘化鉀)約180秒以進行染色後,以10
℃的純水洗去多餘的染色水溶液。
接著,浸漬在包含硼酸之78℃的第1交聯水溶液(水每100重量份包含10.4重量份的硼酸)120秒,然後浸漬在包含硼酸及碘化鉀之70℃的第2交聯水溶液(水每100重量份包含5.0重量份的硼酸及12.0重量份的碘化鉀)60秒,接著,浸漬在10℃的純水約10秒以進行交聯處理。然後立即使用吹風機而去除附著於雙面之液體,而得到包含偏光膜之偏光性積層膜。
(5)單面附有保護膜之偏光板的製作(第1貼合步驟、剝離步驟)
隔介由紫外線硬化型接著劑(ADEKA股份有限公司製的「KR-75T」)所構成之接著劑層,將對貼合面施以電暈處理之保護膜[由環狀環烯烴樹脂所構成之保護膜(Zeon Japan股份有限公司製的「ZF14」)]貼合於上述(4)所製作之偏光性積層膜的偏光膜上。接著,使用高壓汞燈照射紫外線以使接著劑層硬化,而得到由保護膜/接著劑層/偏光膜/基材膜的層構成所構成之貼合膜(第1貼合步驟)。然後,從所得之貼合膜將基材膜剝離去除,而得到單面附有保護膜之偏光板(剝離步驟)。
(6)雙面附有保護膜之偏光板的製作(第2貼合步驟)
將對貼合面施以電暈處理之保護膜[由環狀環烯烴樹脂所構成之透明保護膜(Zeon Japan股份有限公司製的「ZF14」)],亦貼合於上述(5)所製作之單面附有保護膜之
偏光板之剝離基材膜後之偏光膜的面,而得到雙面附有保護膜之偏光板(第2貼合步驟)。
〈實施例2至7、比較例1至5〉
實施例2至7及比較例1至5係上述(2)的步驟所使用之聚乙烯醇系樹脂粉末之4重量%水溶液的黏度為第1表所示之值,此外,適當地調整上述(2)的步驟中之乾燥速度,以使聚乙烯醇系樹脂膜的結晶長周期成為第1表所示之值,除此之外,其他藉由與實施例1相同之方法而得到聚乙烯醇系樹脂膜、偏光膜、雙面附有保護膜之偏光板。
[聚乙烯醇系樹脂膜之結晶長周期的測定]
上述(2)所得之聚乙烯醇系樹脂膜的結晶長周期L,可藉由穿透法的小角度X射線散射測定而求取。使用小角度X射線散射解析裝置(Bruker AS公司製的"NANO-STAR"),射線源乃使用Cu-Kα(波長0.154nm)。將攝影機長度調整為1060nm,檢測器乃使用二維的PSPC(Position Sensitive Proportional Counter:位置靈敏正比計數器)。測定係在室溫、真空環境下進行,將曝光時間設為30分鐘。首先,剛開始在未設置樣本下進行背景測定,使所得之二維的散射資料繞著全周方向進行積分,而得到一維輪廓。接著,將從積層膜剝離基材膜所得之聚乙烯醇系樹脂膜64片,於縱向對齊並重疊而作為評估用樣本。於評估用樣本的測定後,亦同樣地繞著全周方向進行積分,而得到一維輪廓。從背景測定時的穿透光強度與評估用樣本測定時的穿透光強度,算出評估用樣本的穿透率,考量此穿透率後,從評
估用樣本的一維輪廓,減去背景的一維輪廓,而作為評估用樣本的一維散射輪廓。於繞射角(2θ)約1.1度附近觀察到起因於周期結構之峰值,並藉由布拉格的式子將此換算成周期長。將如此之周期長設為聚乙烯醇系樹脂的結晶長周期L。結果如第1表所示。
[偏光膜之穿刺強度的測定]
從上述(4)所得之偏光性積層膜剝離基材膜,取出偏光膜而得到評估用樣本。首先,藉由接觸式膜厚計(Nikon股份有限公司製的商品名稱“DIGIMICRO MH-15M”)測定評估用樣本之偏光膜的厚度。然後,使用安裝有前端徑1mm、0.5R的針之Kato Tech股份有限公司製的手持式壓縮試驗機“KES-G5針貫通力測定規格”,於溫度23±3℃的環境下,以穿刺速度0.33cm/秒的測定條件下對偏光膜進行穿刺,並測定貫穿偏光膜時施加於針之力。對評估用樣本12片進行此測定,以其平均值作為其樣本的測定值。以偏光膜的厚度除上該測定值,藉此算出每單位厚度的穿刺強度。結果如第1表所示。
[偏光板的熱衝擊試驗]
對上述(6)所得之雙面附有保護膜之偏光板之於第2貼合步驟所貼合之保護膜的表面施予電暈處理後,貼合丙烯酸系黏著劑(Lintec股份有限公司製的「P-3132」)。將所得之附有黏著劑層之偏光板,裁切為對角5吋大小的偏光板切片,對於該偏光板切片,使用該黏著劑層而貼合於玻璃,得到評估用樣本。然後,藉由Espec股份有限公司製的冷
熱衝擊試驗器(TSA-301L-W),於低溫側-40℃保持30分鐘後,於高溫側85℃保持30分鐘,並以此作為1循環,將此施予進行150循環之熱衝擊試驗。熱衝擊試驗中,不會暴露於常溫。
對於評估用樣本50片,分別進行150循環的熱衝擊試驗,於評估用樣本50片中,於偏光膜上以目視確認出產生龜裂狀的外觀缺失之片數,並將此表示於第1表之「熱衝擊試驗」的欄。例如,實施例1的“0/50”,係意指於評估用樣本50片中,以目視可確認到產生龜裂狀的外觀缺失之片數為0片。
[構成偏光板之偏光膜之長周期的測定]
從上述(6)所得之雙面附有保護膜之偏光板,使用環己烷溶解去除2片保護膜而單離出偏光膜。將所得之偏光膜64片於吸收軸方向(縱向)對齊並重疊而作為評估用樣本。對於該評估用樣本,以與上述聚乙烯醇系樹脂膜之結晶長周期的測定相同之方法,藉小角度X射線散射測定而實施測定。惟,曝光時間設為60分鐘。所得之二維散射圖案,係於從吸收軸方向傾斜20度之位置上檢測出周期長峰值。為了得到吸收軸方向的一維散射輪廓,使吸收軸方向±5度之範圍的散射進行積分,而得到輪廓。此外,為了實施背景的修正,亦實施未設置評估用樣本之狀態下的測定,使相同角度範圍進行積分,而得到吸收軸方向的輪廓。考量穿透率後,減去此等輪廓,而得到評估用樣本之吸收軸方向的一維輪廓。根據如此之輪廓,藉由布拉格的式子
換算成周期長。將該周期長設為偏光膜之吸收軸方向的長周期L'。結果如第1表所示。
同樣地,對於周期長方向(從吸收軸方向傾斜20度之方向),為了得到一維的輪廓,使周期長的中心方向±5度之範圍進行積分,而同樣地得到周期長方向的輪廓。根據該輪廓,藉由布拉格的式子換算成周期長。將該周期長設為偏光膜之周期長方向的長周期。結果如第1表所示。
[構成偏光板之偏光膜之4重量%水溶液的黏度之測定]
從上述(6)所得之雙面附有保護膜之偏光板,使用環己烷溶解去除2片保護膜而單離出偏光膜。將單離後之偏光膜,懸掛於調濕至80℃、90%RH之烘箱內,進行7日左右之濕熱處理。藉此去除碘及硼酸而得到透明膜。溶解所得之透明膜並調整為4重量%水溶液,然後測定其黏度P'。黏度P'的測定方法如上所述。結果如第1表所示。
[考察]
第8圖係對於實施例1至7(穿刺強度為5.0g/μm以上,熱衝擊試驗中未觀察到偏光膜的外觀缺失之試驗例)及比較例1至5(穿刺強度未達5.0g/μm,熱衝擊試驗中觀察到外觀缺失之試驗例)之聚乙烯醇系樹脂,以黏度P為橫軸,以結晶長周期L為縱軸所點繪出之圖表。第8圖中,實施例1至7點繪為「○」,比較例1至5點繪為「×」。從第8圖中,可確認L<6.7909×ln(P)-17.337之曲線適合作為實施例及比較例之交界線。
第9圖係對於從實施例1至7及比較例1至5的偏光板所單離之偏光膜,以黏度P'為橫軸,以吸收軸方向的長周期L'為縱軸所點繪出之圖表。第9圖中,實施例1至7點繪為「○」,比較例1至5點繪為「×」。從第9圖,可確認L'<14.3×ln(P')-43.9之曲線,適合作為實施例及比較例之交界線。
Claims (10)
- 一種聚乙烯醇系樹脂膜之製造方法,其係使用包含聚乙烯醇系樹脂之溶液製膜而得之聚乙烯醇系樹脂膜之製造方法,包含:以前述聚乙烯醇系樹脂之4重量%水溶液的黏度P(mPa.s)、與前述聚乙烯醇系樹脂膜之在真空環境下測得的結晶長周期L(nm)滿足下述式(1)的關係的方式製膜的步驟;L<6.7909×ln(P)-17.337 …(1)前述聚乙烯醇系樹脂的皂化度於80.0莫耳%至99.5莫耳%的範圍,改質的比率未達30莫耳%。
- 如申請專利範圍第1項所述之聚乙烯醇系樹脂膜之製造方法,其中前述聚乙烯醇系樹脂膜的厚度係30μm以下。
- 一種偏光膜之製造方法,其係包含:藉由申請專利範圍第1項所述之聚乙烯醇系樹脂膜之製造方法獲得聚乙烯醇系樹脂膜的步驟;將前述聚乙烯醇系樹脂膜拉伸的步驟;以及將前述聚乙烯醇系樹脂膜染色的步驟。
- 如申請專利範圍第3項所述之偏光膜之製造方法,其中每單位厚度的穿刺強度為5.0g/μm以上。
- 如申請專利範圍第3或4項所述之偏光膜之製造方法,其中前述偏光膜的厚度為10μm以下。
- 一種偏光膜,其係4重量%水溶液的黏度P'(mPa.s)與 在真空環境下測得的吸收軸方向的長周期L'(nm)滿足下述式(2)的關係;L'<14.3×ln(P')-43.9 …(2)。
- 如申請專利範圍第6項所述之偏光膜,其中每單位厚度的穿刺強度為5.0g/μm以上。
- 如申請專利範圍第6或7項所述之偏光膜,其中前述偏光膜的厚度為10μm以下。
- 一種偏光板,其係包含:偏光膜、以及積層於前述偏光膜之至少一面上之保護膜;從前述偏光板所單離之前述偏光膜之4重量%水溶液的黏度P'(mPa.s)、與從前述偏光板所單離之前述偏光膜之在真空環境下測得的吸收軸方向的長周期L'(nm)滿足下述式(2)的關係;L'<14.3×ln(P')-43.9 …(2)。
- 如申請專利範圍第9項所述之偏光板,其中前述偏光膜的厚度為10μm以下。
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