TWI619973B - 偏光膜、含有偏光膜的光學功能薄膜層合體、含有偏光膜的光學薄膜層合體之製造方法、及具有偏光膜之有機電致發光顯示裝置 - Google Patents

偏光膜、含有偏光膜的光學功能薄膜層合體、含有偏光膜的光學薄膜層合體之製造方法、及具有偏光膜之有機電致發光顯示裝置 Download PDF

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Abstract

以往之薄型且高透過率之偏光膜存在之課題為耐久性低。
本發明提供一種偏光膜，其係由含鉀及配向之碘的聚乙烯醇系樹脂所成之連續薄條(web)之偏光膜，其特徵係偏光膜之厚度為7μm以下，偏光膜之單體透過率為44.0%以上，偏光膜中所含之碘元素(I)對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)為1.8以上。

Description

偏光膜、含有偏光膜的光學功能薄膜層合體、含有偏光膜的光學薄膜層合體之製造方法、及具有偏光膜之有機電致發光顯示裝置
本發明係關於偏光膜、含有偏光膜的光學功能薄膜層合體、含有偏光膜的光學薄膜層合體之製造方法、及具有偏光膜之有機電致發光顯示裝置。尤其，本發明係關於由含經配向之碘之聚乙烯醇系樹脂所成之薄型且高透過率之偏光膜、含該偏光膜之光學功能薄膜層合體、及含該偏光膜之光學薄膜層合體之製造方法、以及具有該偏光膜之有機EL顯示裝置。
有機EL顯示裝置一般係具有於透明基板上依序層合透明電極、有機發光層及金屬電極之發光體(有機EL發光體)。有機發光層較好以例如厚度10nm左右之極薄膜形成。此係因有機發光層亦與透明電極同樣，能使光幾乎完全透過之故。然而，其結果，外光會自透明基板之 表面入射，透過透明電極與有機發光層在金屬電極反射後，再自透明基板之表面側射出到外部。因此，尤其非發光時之暗狀態下，自外部辨識時，有機EL顯示裝置之顯示面看起來為鏡面。
因此，為防止金屬電極上之反射，已提案例如將偏光膜與1/4波長相位差膜等之相位差板一起使用。 自外部入射之光之與偏光膜之透過軸方向正交之直線偏光成分被偏光膜吸收。另一方面，與偏光膜之透過軸方向平行之直線偏光成分則透過偏光膜。藉由使偏光膜之透過軸方向與1/4波長相位差膜之慢軸之間之角度成為45度，1/4波長相位差膜將透過偏光膜之光變成圓偏光。成為圓偏光之光在金屬電極被反射，透過1/4波長相位差薄膜，再入射到偏光膜。藉由調整金屬電極與1/4波長相位差薄膜之距離或1/4波長相位差薄膜之厚度等，使再入射到偏光膜之光成為與偏光膜之透過軸方向垂直，而使入射時與偏光膜之透過軸方向平行之直線偏光成分亦被偏光膜吸收，故可使有機EL顯示裝置之表面幾乎完全無反射。
偏光膜通常使用由藉由對製膜成薄膜狀之聚乙烯醇系樹脂(以下稱為「PVA系樹脂」)之單層體施以染色處理及延伸處理，使二色性物質以配向狀態吸附於PVA系樹脂內之PVA系樹脂層所成之偏光膜。使用該PVA系樹脂單層膜之藉以往方法所得之偏光膜之厚度約為15~35μm。依據該方法，可獲得具有單體透過率為42%以上且偏光度為99.95%以上之光學特性之偏光膜，以該方法 製造之偏光膜目前係使用於電視、行動電話、行動資訊終端機及其他光學顯示裝置中。
然而，PVA系樹脂為親水性，具有高的吸濕性，故使用PVA系樹脂製造之偏光膜對溫度或濕度之變化敏感，有容易因周圍環境變化而產生伸縮，因此容易發生龜裂之傾向。且，因使用中之環境變化產生之伸縮會於該偏光膜所接合之鄰接構件產生應力，而於該鄰接構件產生翹曲等之變形。
因此，為抑制偏光膜之伸縮、減輕溫度或濕度之影響，故通常電視、行動電話、行動資訊終端機等之光學顯示裝置用之偏光膜係以於偏光膜之兩面上貼合40~80μm之TAC(三乙醯基纖維素系)薄膜作為保護薄膜而成之層合體使用。即使以該構成，亦無法忽視偏光膜之伸縮力，難以完全抑制伸縮之影響，無法避免含偏光膜之光學功能薄膜層合體中產生某程度之伸縮。含該偏光膜之光學功能薄膜層合體產生伸縮時，因其伸縮造成之應力使鄰接之構件產生翹曲等之變形。縱使該變形微小，於顯示裝置亦會成為發生顯示不均之原因。因此，為了減低該顯示不均之產生，有必要極注意地選擇含偏光膜之光學功能薄膜層合體所使用之構件之材料之設計上之考量。且，由於偏光膜之收縮應力成為光學功能薄膜層合體自顯示面板剝離等之原因，故該光學功能薄膜層合體與顯示面板接合時要求高接著力之黏著劑。然而，使用該高接著力之黏著劑時，會有貼合於顯示面板之光學功能薄膜層合體之偏光膜 上有光學缺陷而在後續檢查被發現時，將該光學功能薄膜層合體自顯示面板剝離，並將另一光學功能薄膜層合體貼合於該顯示面板上之作業之重工(rework)變困難之問題。 於鄰接之構件發生翹曲等之變形之問題係於液晶顯示面板之兩面上配置含偏光膜之光學功能薄膜層合體之液晶顯示裝置中，由於兩面之偏光膜之收縮應力相互抵銷，故會稍緩和，但使用有機EL顯示面板之有機EL顯示裝置中，含偏光膜之光學功能薄膜層合體由於僅配置在顯示面板之一面上，故特別成為大問題。再者，有機EL顯示裝置中，除上述之顯示不均、重工之困難性以外，亦發生因顯示面板之翹曲，而破壞顯示面板之密封材料，因濕度使有機發光層劣化之問題。此係使用製膜成薄膜狀之PVA系樹脂之單層體之藉以往方法所得之偏光膜之技術問題。
由於存在上述課題，故要求有薄膜化、伸縮力小之偏光膜，但使用以往之PVA系樹脂單層體之偏光膜之製造方法無法達成達到充分程度之薄膜化。亦即，使用製膜成薄膜狀之PVA系樹脂之單層體之以往方法無法製造厚度10μm以下之偏光膜。其理由係利用薄膜狀之PVA系樹脂單層體之偏光膜製造中，PVA系樹脂單層體之厚度過薄時，在染色步驟及/或延伸步驟中容易產生PVA系樹脂層之溶解及/或破裂，因此無法安定地形成均勻厚度之偏光膜。
為解決該問題，已提案於熱可塑性樹脂基材上塗佈形成PVA系樹脂層，且使於該樹脂基材上形成之 PVA系樹脂層與樹脂基材一起延伸，且施以染色處理，藉此製造相較於藉以往方法所得之偏光膜為非常薄的偏光膜之製造方法。使用該熱可塑性樹脂基材之偏光膜的製造方法相較於以PVA系樹脂之單層體之偏光膜製造方法，可更均勻地製造偏光膜方面受到矚目。
例如，日本專利第4279944號公報(專利文獻1)中記載於熱可塑性樹脂薄膜之單面上，以塗佈法形成厚度為6μm以上且30μm以下之PVA系樹脂層後，延伸2倍以上且5倍以下使該PVA系樹脂層成為透明皮膜元件層，藉此形成由熱可塑性樹脂薄膜層與透明皮膜元件層之二層所成之複合薄膜，接著，透過接著劑將光學透明樹脂薄膜層貼合於由該二層所成之複合薄膜之透明皮膜元件層側上後，剝離去除熱可塑性樹脂薄膜層，進而將透明皮膜元件層染色、固定而成為偏光元件層之偏光板的製造方法。以該方法獲得之偏光板係光學透明樹脂薄膜層與偏光元件層之二層構成，且依據專利文獻1之記載，偏光元件之厚度為2~4μm。
該專利文獻1所記載之方法係在加熱下藉單軸延伸進行延伸者，其延伸倍率係限制為如上述之2倍以上且5倍以下之範圍。專利文獻1中記載之方法中，延伸倍率限制在5倍以下之理由，於該專利文獻1說明延伸倍率超過5倍之高率延伸就穩定生產而言極為困難。因此，即使延伸倍率為5倍以下而為4~5倍附近，亦認為難以穩定地生產。且，延伸時之周圍溫度具體而言在使用乙烯- 乙酸乙烯酯共聚物作為熱可塑性樹脂薄膜時設為55℃，使用無延伸之聚丙烯時設為60℃，使用無延伸之尼龍時設為70℃。該專利文獻1中記載之方法係採用高溫空中單軸延伸之方法者，如專利文獻1所記載，由於延伸倍率限制於5倍以下，故藉該方法難以穩定地生產用於有機EL顯示裝置所使用之滿足期望光學特性之2~4μm之極薄偏光膜，或以該方法獲得之2~4μm之極薄偏光膜並非滿足有機EL顯示裝置所使用之偏光膜之期望光學特性者。
藉由將PVA系樹脂層塗佈形成於熱可塑性樹脂基材上，使該PVA系樹脂層與基材一起延伸而形成偏光膜之方法亦記載於日本特開2001-343521號公報(專利文獻2)及日本特開2003-43257號公報(專利文獻3)中。該等專利文獻中記載之方法係使由熱可塑性樹脂基材與塗佈於該基材上之PVA系樹脂層所成之層合體，在基材為非晶質聚酯樹脂時以70℃~120℃之溫度進行單軸延伸者。 接著，藉染色使二色性物質吸附於藉延伸而配向之PVA系樹脂層中。專利文獻2係記載為單軸延伸可為縱向單軸延伸或橫向單軸延伸之任一者，但專利文獻3中記載進行橫向單軸延伸，在其橫向單軸延伸中或延伸後，使與延伸方向正交之方向之長度收縮特定量之方法。因此，延伸倍率在專利文獻2及3中通常均設為4~8倍左右。所得偏光膜之厚度記載為1~1.6μm。
該等專利文獻2及3中，雖描述延伸倍率通常為4~8倍，但採用之延伸方法係高溫空中延伸法，藉該 方法，例如如專利文獻1所記載，延伸倍率超過5倍時極難穩定地生產。專利文獻2及3中亦未記載用以藉高溫空中延伸法達成超過5倍之延伸倍率之特殊手段。事實上，檢視該等專利文獻2及3所記載之實施例時，專利文獻2僅記載5倍延伸，專利文獻3僅記載4.5倍。本發明人等對專利文獻2及3所記載之方法進行追加試驗，確認其中記載之方法，無法進行延伸倍率超過5倍之延伸，且以延伸倍率為4~5倍亦難以穩定地延伸。因此，專利文獻2及3中僅記載延伸配率為5倍以下者，應理解即使延伸倍率為5倍以下之4~5倍亦難以穩定地生產。因此，如專利文獻1相關之敘述，該專利文獻2及3中，延伸倍率均限制為5倍以下，因此所得極薄之偏光膜無法滿足有機EL顯示裝置所使用之偏光膜所期望之光學特性，且難以穩定地生產滿足使用於有機EL顯示裝置之期望光學特性之極薄偏光膜。
美國專利第4659523號說明書(專利文獻4)揭示由使塗佈於聚酯薄膜上形成之PVA系樹脂層與該聚酯薄膜一起進行單軸延伸所成之偏光膜之製造方法。該專利文獻4中記載之方法之目的係使成為PVA系樹脂層之基材的聚酯薄膜可成為具有可與偏光膜一起使用之光學特性者，並非意圖製造薄型化且具有優異光學特性之PVA系樹脂層所成之偏光膜者。亦即，專利文獻4所記載之方法不過係改善與成為偏光膜之PVA系樹脂層一起延伸之聚酯樹脂薄膜之光學特性者。具有同樣目的之偏光器用材料 之製造方法亦記載於日本特公平8-12296號公報(專利文獻5)中。
然而，如專利文獻1至5所記載，於熱可塑性樹脂基材上塗佈形成PVA系樹脂層，使該PVA系樹脂層與熱過疏性樹脂基材一起延伸而製造偏光膜之方法並非可穩定地生產厚度非常薄之10μm以下且具有高的單體透過率及高偏光度之偏光膜。
日本專利第4691205號(專利文獻6)中，基於上述課題而揭示厚度為10μm以下之提高單體透過率及偏光度之偏光膜。專利文獻6中揭示之偏光膜之生產方法係藉由使非晶性熱可塑性樹脂基材與塗佈於其上之PVA系樹脂層成為一體，進行第一段之空中延伸及第二段之硼酸水溶液中延伸，而可能穩定地生產10μm以下之薄型偏光膜。
[先前技術文獻] [專利文獻1
[專利文獻1]日本專利4279944號公報
[專利文獻2]日本特開2001-343521號公報
[專利文獻3]日本特開2003-43257號公報
[專利文獻4]美國專利第4659523號說明書
[專利文獻5]日本特公平8-12296號公報
[專利文獻6]日本專利第4691205號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]松廣憲治，「Xpol及其於3D-TV中之應用」，EKISHO, Vol.14, No.4, 2010, pp.219~232
近來，有機EL顯示裝置中，更強烈要求進一步降低電氣使用量、省電力化、裝置之連續使用時間長時間化。為了降低電氣使用量，有必要抑制有機EL之發光強度，但為了以較少發光強度保持充分視覺辨識性，有必要提高有機EL顯示裝置之顯示面所用之偏光膜透過率。然而，提高藉由以往技術所作成之薄型偏光膜之單體透過率時，耐久性會降低。例如，對藉以往技術作成之薄型且高透過率之偏光膜進行耐久性試驗時，會產生色斑發生之外觀不良。
耐久性降低之問題係製作薄型且單體透過率高之偏光膜後於一開始即顯著化者，針對由發明人之探討所了解之問題原因說明於下。
偏光膜一般係藉由使藉染色步驟吸附二色性物質之PVA樹脂進行延伸，使二色性物質配向而作成。近年來，通常使用碘作為二色性物質。染色步驟係將PVA樹脂浸漬於碘水溶液中，但由於僅碘分子(I2)不溶於水中，故使碘與碘化鉀(KI)一起溶於水中，作成碘．碘化鉀水溶液。碘．碘化鉀水溶液中除了鉀離子(K+)及碘離子(I-) 以外，尚存在碘離子與碘分子鍵結而成之多碘離子(I3 -或I5 -)。染色步驟中，碘離子或多碘離子會吸附及浸透於PVA樹脂中。因此，在隨後之延伸步驟中，使PVA樹脂延伸，進行配向的同時，多碘離子亦朝延伸方向配向。由於經配向之多碘離子隨著對於配向方向入射之光之偏光方向之角度，透過率不同，因此使經染色、延伸之PVA樹脂作為偏光膜發揮功能。
圖1中顯示利用碘水溶液進行染色並延伸而配向之PVA樹脂之吸光光譜之例。多碘離子係吸附及浸透至PVA樹脂中，形成PVA-碘錯合物(PVA．I3 -或PVA．I5 -)。碘離子(I-)在230nm附近具有吸光波峰。此外，與PVA成為錯合物狀態之三碘化物離子(PVA．I3 -)在470nm附近具有吸光波峰。與PVA成為錯合物狀態之五碘化物離子(PVA．I5 -)之吸光波峰存在於600nm附近。依據PVA-碘錯合物之樣態，由於吸收之光的波長產生變化，故多碘離子之吸光波峰亦變寬。如由圖1所了解，PVA-碘錯合物會吸收可見光。另一方面，碘離子由於在230nm附近存在波峰，故不吸收可見光。據此，與PVA成為錯合物狀態之多碘離子之量會影響到偏光膜之與有機EL顯示裝置等之顯示裝置有關之偏光膜性能。
碘認為係依據以下之兩個化學平衡式而存在於PVA樹脂中。
[數1]
如數1所示，五碘化物離子因熱而與碘離子反應，分解成兩個三碘化物離子。且，如由數2所了解，三碘化物離子因熱而分解成碘離子及碘分子。另一方面，在高濕度環境等之水存在下，引起與熱分解反應逆向之反應。然而，除水溶液中、或加濕狀態之情況以外，認為例如在通常之有機EL顯示裝置之使用狀態下，PVA樹脂中之水分少，熱分解反應成為支配，藉由熱分解反應，會使多碘離子分解，使偏光膜劣化。
為了使偏光薄變薄(例如，7μm以下之厚度)亦能獲得充分之偏光性能，有必要維持PVA內之碘量，結果，必須提高PVA樹脂內之碘密度。碘密度變高時，數1及數2所示之反應速度加速，亦即多碘之分解反應加速，會使耐久性降低。據此，認為隨著偏光膜變薄，偏光膜之耐久性降低。
另一方面，為了提高透過率，在相同厚度之偏光膜內，必須減少多碘離子與PVA之錯合物(多碘離子錯合物)之量(交聯點)。減少交聯點時，認為會使多碘離子之安定性降低，結果，多碘離子對於熱分解之耐久性降 低。
亦即，薄型化及高透過率化同時成為耐久性降低之要因，認為以往之薄型且高透過率之偏光膜耐久性低。
本發明之目的係提供一種為薄型之偏光膜且係具有高透過率且耐久性高之偏光膜。此外，本發明之目的係提供含該偏光膜之光學功能薄膜層合體、及含該偏光膜之光學薄膜層合體之製造方法、以及具有該偏光膜之有機EL顯示裝置。
本發明人等認知到上述課題且明瞭了原因，因而發現藉由提高偏光膜中所含碘元素與鉀元素之莫耳比(I/K)，可使耐久性提高之見解，因而完成本發明。
以下，記載依據本發明人所推測之碘(I)與鉀(K)元素之含有比(I/K)而提高耐久性之理由。
如由數1及數2所了解，熱分解反應係進行如下過程：藉由五碘化物離子與碘離子衝撞，使五碘化物離子分解成兩個三碘化物離子，接著，將三碘化物離子分解成碘離子與碘分子。因此，藉由減少碘離子，使碘離子不易與五碘化物離子衝撞，而可抑制五碘化物離子因熱之分解。且，藉由抑制五碘化物離子因熱之分解，而減少三碘化物之量，因此由數2亦抑制了三碘化物離子之分解。據此，預測使碘離子之濃度減少，可抑制多碘離子因熱之 分解，而提高耐久性。
為了減少碘離子濃度，必須降低碘化鉀濃度。係因為鉀離子量愈少，碘離子量愈少。且，在一定之碘元素量下，所謂碘化鉀少意指碘離子較少另一方面碘分子較多，可說是碘分子與碘離子結合，而存在更多的多碘離子。換言之，碘元素量為一定時，正電荷與負電荷均衡，故鉀離子之量愈少，多碘離子之量愈增加，碘離子之量愈減少。據此，可說是藉由使PVA樹脂中所含之碘元素量相對於鉀元素量變多，而可抑制因熱所致之多碘離子之分解。
本發明人基於上述之探討，而提供能解決耐久性之問題之一種偏光膜，其係由含鉀及配向之碘的聚乙烯醇系樹脂所成之連續薄條(web)之偏光膜，其特徵係前述偏光膜之厚度為7μm以下，前述偏光膜之單體透過率為44.0%以上，前述偏光膜中所含之碘元素(I)對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)為1.8以上。
且，前述偏光膜之碘元素濃度較好為6重量%以下。
再者，前述偏光膜中所含之碘元素(I)對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)，較好為3.0以下。又，前述偏光膜之單體透過率可為44.3%以上，且前述偏光膜之厚度可為5μm以下。
一實施樣態係提供一種光學功能薄膜層合體，其特徵係含上述之偏光膜，且於前述偏光膜之一面側 具有光學功能薄膜，於另一面側係介隔前述黏著劑層而具有自由剝離之隔膜。該情況下，光學功能薄膜較好為如TAC(三乙醯基纖維素系)薄膜或丙烯酸系薄膜之透明光學功能薄膜。接合或接著層或膜等之材料可適當選擇使用以例如丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系、異氰酸酯系、聚乙烯醇系、明膠系、乙烯系乳膠系、水系聚酯等聚合物作為基底聚合物者。
另一樣態係提供一種光學功能薄膜層合體，其特徵係含上述之偏光膜，且於前述偏光膜之一面側具有第1光學功能薄膜、於另一面側具有第2光學功能薄膜之層合體之一面上介隔黏著劑層而具有自由剝離之隔膜。
又另一實施樣態係提供一種光學功能薄膜層合體，其特徵係含上述之偏光膜，且於前述偏光膜之一面側具有保護層、於另一面上具有與前述偏光膜一起使用之用於生成圓偏光之相位差層之層合體之一面側上介隔黏著劑層而具有自由剝離之隔膜。該情況下，較好保護層為TAC(三乙醯基纖維素系)薄膜，相位差膜為nx>nz>ny之三次元折射率之2軸相位差薄膜。
此外，另一樣態係提供一種有機電致發光顯示裝置，其特徵係使具有上述之偏光膜、位於前述偏光膜之一面側上之第1相位差層與位於前述偏光膜之另一面側上之透明樹脂材料之保護層的光學功能薄膜層合體，以於前述第1相位差層側上介隔光學透明之黏著劑層具備於有 機電致發光顯示面板之一面上，前述光學功能薄膜層合體係為了防止自前述偏光膜之視覺辨識側入射到內部之光進行內部反射而射出到視覺辨識側而用以產生圓偏光者。
本發明另關於一種光學薄膜層合體之製造方法，其係於連續薄條之非晶性熱可塑性樹脂基材上製膜偏光膜之光學薄膜層合體之製造方法，該偏光膜係由經配向碘之聚乙烯醇系樹脂所成之偏光膜，且前述偏光膜之厚度為7μm以下，前述偏光膜之單體透過率為44.0%以上，該製造方法之特徵係包含下列步驟：藉由對含前述非晶性熱可塑性樹脂基材與製膜於前述非晶性熱可塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層之層合體進行空中延伸，而生成包含由經配向之聚乙烯醇系樹脂層所成之延伸中間產物之延伸層合體之第1延伸步驟，對前述延伸層合體中所含之前述延伸中間產物施以不溶化，生成不溶化延伸層合體之第1不溶化步驟，對前述不溶化延伸層合體吸附碘而生成著色層合體之染色步驟，對前述著色層合體中所含之前述延伸中間產物施以不溶化，生成不溶化著色層合體之第2不溶化步驟，對於前述不溶化著色層合體，藉由在硼酸水溶液中之延伸，生成含有由經配向碘之聚乙烯醇系樹脂所成之偏光膜之光學薄膜層合體之第2延伸步驟，利用碘化鉀溶液，洗淨前述光學薄膜層合體，使前述偏光膜中所含之碘元素(I)對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)為1.8以上之洗淨步驟。
第1不溶化步驟較好為將前述延伸層合體浸 漬於硼酸水溶液之步驟，且，第2不溶化步驟較好係將前述著色層合體浸漬於硼酸水溶液之步驟。
一實施形態中，第2延伸步驟較好係在相對於水100重量份硼酸為6.5重量份以上、碘化鉀為5重量份之硼酸水溶液中，藉由使不溶化著色層合體延伸，而生成含有由經配向碘之聚乙烯醇系樹脂所成之偏光膜之光學薄膜層合體之步驟。此外，洗淨步驟較好係藉由對水100重量份碘化鉀為0.5重量份以上且2重量份以下之碘化鉀溶液，洗淨前述光學薄膜層合體之步驟。
且，非晶性熱可塑性樹脂基材亦可為非晶性酯系熱可塑性樹脂基材，非晶性酯系熱可塑性樹脂基材較好係將配向係數設定在0.10以下，而經空中高溫延伸處理之使間苯二甲酸共聚合而成之共聚合聚對苯二甲酸乙二酯、使環己烷二甲醇共聚合而成之共聚合聚對苯二甲酸乙二酯或含其他共聚合聚對苯二甲酸乙二酯之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯。且，非晶性熱可塑性樹脂基材較好係由透明樹脂所成。
一實施形態係進一步含將聚乙烯醇系樹脂塗佈於非晶性熱可塑性樹脂基材上並乾燥，而於前述非晶性熱可塑性樹脂基材上製膜聚乙烯醇系樹脂層之步驟。
一實施樣態係第1延伸步驟之延伸倍率較好為3.5倍以下。另外，第1延伸步驟之延伸溫度更好為聚乙烯醇系樹脂之玻璃轉移溫度以上。再者，較好藉由第1延伸步驟與前述第2延伸步驟，使前述延伸層合體與前述 著色層合體之總延伸倍率成為5.0倍以上且6.5倍以下。
本發明提供一種為薄型且具有高透過率並且具有提高之耐久性之偏光膜。
[表之簡單說明]
表1係顯示用以作成校正線之碘.碘化鉀水溶液之碘及鉀之濃度及碘元素相對於鉀元素之莫耳比之表。
表2係顯示由吸光度測定中之碘元素及鉀元素之檢測結果及強度比換算成莫耳比之值之表。
表3係顯示實施例、比較例及參考例之評價結果之圖。
1‧‧‧非晶性PET基材
2‧‧‧PVA系樹脂層
3‧‧‧偏光膜
4‧‧‧光學功能薄膜
7‧‧‧含PVA系樹脂層之層合體
8‧‧‧延伸層合體
8’‧‧‧延伸層合體之捲筒
9‧‧‧不溶化延伸層合體
10‧‧‧著色層合體
11‧‧‧交聯著色層合體
12‧‧‧光學薄膜層合體
13‧‧‧光學薄膜層合體
20‧‧‧層合體製作裝置
21‧‧‧塗佈手段
22‧‧‧乾燥手段
23‧‧‧表面改質處理裝置
30‧‧‧空中輔助延伸處理裝置
31‧‧‧延伸手段
32‧‧‧捲取裝置
33‧‧‧烘箱
40‧‧‧第1不溶化處理裝置
41‧‧‧第1硼酸不溶化水溶液
43‧‧‧捲出裝置
50‧‧‧染色裝置
51‧‧‧染色液
52‧‧‧染色浴
60‧‧‧第2不溶化處理裝置
61‧‧‧第2硼酸不溶化水溶液
70‧‧‧硼酸水中處理裝置
71‧‧‧硼酸水溶液
72‧‧‧硼酸浴
73‧‧‧延伸手段
80‧‧‧洗淨裝置
81‧‧‧洗淨液
90‧‧‧乾燥裝置
91‧‧‧捲取裝置
100‧‧‧貼合/轉印裝置
101‧‧‧捲出/貼合裝置
102‧‧‧捲取/轉印裝置
200‧‧‧有機EL顯示裝置
201‧‧‧有機EL顯示裝置面板
202‧‧‧黏著劑層
203‧‧‧偏光膜
204‧‧‧第1相位差層
205‧‧‧層合體
206‧‧‧保護層
207‧‧‧窗
208‧‧‧擴散層
209‧‧‧易接著層
210‧‧‧抗靜電層
211‧‧‧第2相位差層
300‧‧‧有機EL顯示裝置
301‧‧‧圖型相位差層
400‧‧‧有機EL顯示裝置
401‧‧‧觸控面板層合體
401a‧‧‧圖型電極
401b‧‧‧圖型電極
401c‧‧‧介電體層
500‧‧‧有機EL顯示裝置
501‧‧‧觸控面板層合體
(A)‧‧‧層合體製作步驟
(B)‧‧‧空中輔助延伸步驟
(C)‧‧‧第1不溶化步驟
(D)‧‧‧染色步驟
(E)‧‧‧第2不溶化步驟
(F)‧‧‧硼酸水中延伸步驟
(G)‧‧‧洗淨步驟
(H)‧‧‧乾燥步驟
(I)‧‧‧貼合/轉印步驟
圖1係顯示經碘染色之PVA樹脂之吸收光譜之例之圖表。
圖2係顯示藉由螢光X射線分析裝置測定之碘元素之吸光光譜之一例之圖。
圖3係顯示碘之校正線之圖表。
圖4係顯示鉀之校正線之圖。
圖5係顯示因耐久性試驗所致之外觀不良之例之照片。
圖6係光學薄膜層合體之製造步驟之概略圖。
圖7a係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7b係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7c係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7d係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7e係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7f係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7g係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖7h係顯示本發明之各種實施形態之有機EL顯示裝置之剖面圖。
圖8係顯示本發明另一實施形態之光學顯示裝置之例之剖面圖。
圖9a係顯示本發明另一實施形態之光學顯示裝置之例之剖面圖。
圖9b係顯示本發明另一實施形態之光學顯示裝置之例之剖面圖。
以下記載針對本發明之實施例1至3之說明。且，亦記載比較參考用之比較例及參考例1及2之說明。
[偏光膜特性之測定方法]
關於各偏光膜特性之確認方法記載於下。偏光膜特性之測定項目為厚度、透過率、碘濃度及碘元素對鉀元素之含有比率。下述特性之測定方法係為一例，亦可藉其他方法進行測定。
[偏光膜之厚度測定]
偏光膜之厚度係使用數位測微計(Anritsu公司製之KC-351C)測定。
[偏光膜之透過率測定]
偏光膜之光學特性之測定，為了使偏光膜之處理容易，以在偏光膜上貼合保護層(丙烯酸系薄膜)之狀態下進行。使用紫外可見分光光度計(日本分光公司製之V7100)，對貼合保護層之偏光膜測定之單體透過率係作為偏光膜之透過率。此處使用之透過率係藉由JIS Z8701之2度視野(C光源)測定且進行視覺感度修正之Y值。保護層之吸光與偏光膜之吸光相比係小至可忽略之程度，故將層合體之透過率作為偏光膜之透過率。
[碘元素濃度、鉀元素濃度及碘元素對鉀元素之比率之測定方法]
使用螢光X射線分析之校正線法，對貼合保護層之偏光膜進行碘元素濃度之定量。裝置係使用Rigaku股份有限公司之螢光X射線分析裝置ZSX。又，保護層中由於不含碘元素及鉀元素，故認為並無因保護層對測定結果造成之影響。
利用螢光X射線分析裝置，直接獲得之值並非各元素之濃度，而係對應於各元素之波長所對應之吸光強度。據此，求出偏光膜中所含之碘元素濃度、鉀元素濃度時，必須使用校正線，將吸光強度值轉換成元素濃度。 本發明書等中之偏光膜之碘元素濃度及鉀元素濃度係指以偏光膜之重量為基準之碘元素濃度(重量%)及鉀元素濃度(重量%)。
校正線係如下作成。
1：將已知量之碘化鉀及碘溶解於PVA水溶液中，製作複數種含已知濃度之碘及碘化鉀之PVA水溶液。將該PVA水溶液塗佈乾燥，製作複數種含已知元素濃度之鉀及碘之PVA薄膜之試料。各試料之碘元素濃度、鉀元素濃度及碘與鉀之元素比示於表1。
2：對於所製作之PVA薄膜，使用螢光X射線分析裝置，獲得對應於碘元素及鉀元素之吸光強度。檢測結果示於表2。圖2係顯示利用螢光X射線分析裝置測定之碘元 素之吸光強度光譜之一例。橫軸係螢光X射線分析裝置內之繞射晶格中之測定用之光繞射角度，繞射角度與光之波長相對應。且，縱軸為吸光強度(kcps)。如圖2所示，吸光強度光譜由於具有寬度，故經染色之PVA薄膜之吸收強度由波峰面積決定。
3：將吸光強度除以PVA薄膜之厚度(μm)，成為薄膜之每單位厚度之吸光強度(kcps/μm)。
4：且，基於表2所示之檢測結果，以碘或鉀之薄膜之每單位厚度之檢測強度(kcps/μm)為橫軸，以測定所用之PVA薄膜中所含碘元素濃度或鉀元素濃度(重量%)為縱軸，作成校正線。關於碘所作成之校正線示於圖3，關於鉀所作成之校正線則示於圖4。顯示碘之校正線之數式示於數3，顯示鉀之校正線之數式示於數4。
[數3](碘元素濃度)[重量%]=18.2×(單位膜厚檢測量)[kcps/μm]
[數4](鉀元素濃度)[重量%]=2.99×(單位膜厚檢測量)[kcps/μm]
5：求出碘之檢測強度與鉀之檢測強度之比。所製作之PVA薄膜之碘元素濃度及鉀元素濃度由於為已知，故可藉由計算求出PVA薄膜中所含碘元素及鉀元素之莫耳 比。針對複數個試料求出已知莫耳比與所測定之檢測強度比之換算值，藉由平均化，由測定偏光膜所得之碘強度與鉀強度之比，可求出換算為偏光膜中所含碘元素相對於鉀元素之莫耳比之式。由表2所示之各試料強度比換算成莫耳比之值之平均為1.91，換算式係如數5所示。
[數5] I/K(莫耳比)=I/K(強度比)×1.91
表3係顯示實施例1至3、比較例及參考例1及2之特性。由表3可理解，實施例1至3之偏光膜均為薄型，厚度為5μm。且，實施例1至3之偏光膜均為高透過率，透過率為45.0%。實施例1至3之偏光膜中所含之碘元素(I)相對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)均為1.8以上。 另一方面，實施例1至3之偏光膜之莫耳比均為3.0以下。隨著莫耳比變高，五碘化物離子之濃度變高。因此，該莫耳比超過3.0時，吸收光譜之均衡遭破壞，而使偏光膜帶藍色色調。此外，為了提高透過率，實施例1至3之偏光膜之碘元素濃度均為6重量%以下。
用於與實施例對比所用之比較例與實施例1至3同樣，厚度為5μm，透過率為45.0%。然而，碘與鉀之元素含有比為1.6。參考例1雖為厚度5μm之薄型，但係透過率低如42.8%之偏光膜。且，參考例2之透過率為45.0%雖可說是高透過率，但係厚度23μm之厚型偏光 膜。
[耐久性之評價]
對於實施例1至3、比較例及參考例1及2，藉以下方法進行耐久性評價。耐久性評價係以貼合評價對象之偏光膜與1/4波長相位差薄膜而成之圓偏光薄膜之構成進行。如下述般合成材料，藉由進行薄膜製膜及延伸處理，製作1/4波長相位差薄膜。
為了合成材料，而將397.3重量份之異山梨酯(Isosorbide)(Rocket Fleuret公司製，商品名：POLYSORB，記載為「ISB」)、960.1重量份之9,9-雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]茀(大阪氣體化學(股)製，以下記載為「BHEPF」)、14.6重量份之聚乙二醇數平均分子量1000(三洋化成工業(股)製，以下記載為「PEG#1000」)、1065.1重量份之碳酸二苯酯(三菱化學(股)製，以下記為「DPC」)、8.45×10-3重量份之作為觸媒之乙酸鎂4水合物分別投入反應器中，在氮氣氛圍下，將反應器之熱介質溫度設為150℃，且視需要邊攪拌邊以約15分鐘內使原料溶解，作為反應之第1段步驟。接著，使反應器內溫度上升至220℃，在達到220℃之同時於90分鐘內使壓力自常壓減壓至13.3kPa。此期間，內溫保持在220℃。將產生之酚抽出到反應容器外。在達到13.3kPa後，使內溫以15分鐘內上升至240℃，作為第2段步驟。此期間，壓力保持在13.3kPa。內溫達到240℃後，於15分鐘內使壓力 自13.3kPa減壓至200Pa以下。達到既定之攪拌扭矩後，結束反應，將生成之反應物擠出於水中後，進行顆粒化，獲得BHEPF/ISB/PEG#1000=44.5莫耳%/55.2莫耳%/0.3莫耳%之聚碳酸酯樹脂。
接著，作為薄膜製膜及延伸處理，係在80℃下真空乾燥所得聚碳酸酯樹脂5小時後，使用具備單軸擠出機(ISUZU化工機公司製，螺桿直徑25mm，汽缸設定溫度：220℃)、T模嘴(寬200mm，設定溫度：220℃)、冷卻輥(設定溫度：120~130℃)及捲取機之薄模製模裝置，製作厚度95μm之聚碳酸酯薄膜。將所製造之聚碳酸酯薄膜在100℃真空乾燥3天，去除薄膜中所含之酚等揮發成分。使經如此處理之薄膜以批式雙軸延伸裝置(Bruckner公司製)，邊將延伸溫度調節在127~177℃，邊以使R1(550)成為130±20nm之方式，以延伸速度360mm/分鐘(變形速度300%/分鐘)，進行1×2.0倍之單軸延伸，獲得1/4波長相位差薄膜。此時對於延伸方向之垂直方向不保持而進行延伸。
透過接著劑，以使偏光膜之吸收軸與1/4波長相位差薄膜之慢軸成45°角度之方式，將1/4波長相位差薄膜貼合於成為評價對象之偏光膜表面，製作圓偏光薄膜。關於參考例2，於將經皂化處理之三乙醯基纖維素薄膜(40μm)貼合於偏光膜之兩面上之層合體之成對的偏光膜側貼合1/4波長相位差薄膜，製作圓偏光薄膜。偏光膜與三乙醯基纖維素膜之貼合係使用PVA系接著劑。
接著，介隔丙烯酸系黏著劑(20μm)，於各圓偏光薄膜之1/4波長相位差薄膜側上貼合A4大小之厚度0.7μm之玻璃板。耐久性試驗前，確認貼合於玻璃上之圓偏光薄膜並無外觀不良。將確認無外觀不良之圓偏光薄膜在85℃之烘箱中保存100小時後，確認圓偏光薄膜面之反射光之好看度。具體而言，係確認在使玻璃板側朝下之狀態下，將貼合於玻璃板之圓偏光薄膜放置在反射率80%以上之反射板上時之好看度。
[評價結果]
評價結果示於表3。
且，基於實用性之觀點，係以是否可於有機EL顯示裝置中使用偏光膜作為基準，不僅針對耐久性，亦針對亮度及厚度進行評價。
關於耐久性，於上述耐久性試驗後以目視檢查時，無色斑或髒污等外觀不良者評價為「良好」。
關於厚度之評價，只要為可使用作為有機EL用顯示裝置之7μm以下之厚度則評價為「良好」。
此外，關於亮度只要是透過率為44.0%以上則評價為「良好」。
實施例1至3之偏光膜任一者之偏光膜厚度均較薄而為5μm，且透過率亦為45%之較高。且，確認不存在外觀不良後，進行耐久性試驗，即使經過耐久性試驗，實施例1至3之外觀不良仍未發生。據此，實施例1 至3為薄型且透過率高之偏光膜並且具有高的耐久性，雖不限於該等，但可說是適合作為有機EL顯示裝置所用之偏光膜。
比較例係如上述，偏光膜之厚度為5μm之較薄，且透過率亦為45%之較高。然而，耐久性試驗前，比較例雖確認不存在外觀不良，但進行耐久性試驗後係如圖5所示，確認到比較例之偏光膜於自左上朝右下之斜向發生條紋狀之外觀不良。比較例之偏光膜之碘元素相對於鉀元素之莫耳比為1.6，比實施例1至3低。另一方面，偏光膜之材料、厚度及透過率之其他特性，比較例與實施例1~3之間實質上並無差異。據此，可說是即使為薄型且高透過率之偏光膜，藉由提高偏光膜中所含碘元素與鉀元素之比率(I/K)，仍可實現期望之耐久性。
又，參考例1雖具有高耐久性但偏光膜之透過率為42.8%較低。據此，為了使透過偏光膜之光具有一定強度，必須入射具有高強度之光。因此，若例示參考例1之偏光膜，若欲用於有機EL顯示裝置用，則必須產生具有高強度之入射光，變得需使用較多電力。此外，參考例2亦具有高的耐久性，但偏光膜之厚度為23μm較厚，因此例如使用參考例2之偏光膜作為有機EL顯示裝置用偏光膜時，會有因伸縮使鄰接之構件產生翹曲等變形之虞。由本測定之結果，可理解實施例1至3之偏光膜與藉以往技術所得之偏光膜不同，係薄型並且具有高透過率，而且具有耐久性高之有利效果。
[偏光膜之製造方法]
以下記載實施例1至3、比較例及參考例1及2之製造方法。首先，大致說明製造本發明所用之偏光膜時所用之熱可塑性樹脂之一般材料特性。
熱可塑性樹脂大致分成高分子處於規則地排列之結晶狀態者與高分子不具有規則排列或者僅一部分具有規則排列之無定形或非晶狀態者。前者稱為結晶狀態，後者稱為無定形或非晶狀態。相對於此，雖不處於結晶狀態，但在以下條件下可成為結晶狀態之性質之熱可塑性樹脂稱為結晶性樹脂，不具此種性質之熱可塑性樹脂稱為非晶性樹脂。另一方面，不管為結晶性樹脂或非晶性樹脂，不處於結晶狀態之樹脂或未到結晶狀態之樹脂均稱為無定形或非晶質樹脂。此處，無定形或非晶質之用語係與意指不成為結晶狀態之性質之非晶性之用語予以區別而使用。
結晶性樹脂有例如含聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)之烯烴樹脂，與含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之酯系樹脂。結晶性樹脂之特徵之一係一般具有藉加熱及/或延伸配向使高分子排列而朝結晶化發展之性質。樹脂之物性依據結晶化程度而有各種變化。 另一方面，即使為例如如聚丙烯(PP)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之結晶性樹脂，亦可藉由阻礙藉加熱處理或延伸配向引起之高分子排列而控制結晶化。結晶化被抑制之該等聚丙烯(PP)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)分別稱為非晶 性聚丙烯及非晶性聚對苯二甲酸乙二酯，該等分別通稱為非晶性烯烴系樹脂及非晶性酯系樹脂。
於例如聚丙烯(PP)之情況，藉由成為無立體規則性之無規構造，可做成結晶化經抑制之非晶性聚丙烯(PP)。且，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之情況，使作為聚合單體之如間苯二甲酸、1,4-環己烷二甲醇之改質基共聚合，亦即，使聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之結晶化經阻礙之分子共聚合，可作為結晶化經抑制之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
[光學薄膜層合體之製造步驟]
圖6係含偏光膜之光學薄膜層合體之製造步驟之概要圖。以下參照圖6，大致說明含實施例1之偏光膜之光學薄膜層合體之製造方法。
[層合體製作步驟(A)]
使用厚度200μm之共聚合有間苯二甲酸乙二酯6mol%之間苯二甲酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯(以下記載為「非晶性PET」)之連續薄條之基材(三菱樹脂(股)製 商品名：Novaclear SH046 200μm)作為成為欲塗佈偏光膜之基材的熱可塑性樹脂基材。該熱可塑性樹脂為非晶性，即使加熱亦不易結晶化，延伸倍率不易降低。且，該聚對苯二甲酸乙二酯之連續薄條之基材的玻璃轉移溫度為75℃。又，PVA層之玻璃轉移溫度為80℃。
添加1重量%之聚合度1200、皂化度99%、乙醯乙醯基改質度4.6%之乙醯乙醯基改質PVA(日本合成化學工業(股)製 商品名：Gohsefimer Z200)，準備使聚合度4200、皂化度99.2%之PVA粉末溶解於水中之4~5%濃度之PVA水溶液。接著，在具備塗佈手段21、乾燥手段22及表面改質處理裝置23之層合體製作裝置20中，以使乾燥後之膜厚成為12μm之方式將PVA水溶液塗佈於非晶性PET基材1上，在60℃之氛圍下藉熱風乾燥進行乾燥10分鐘，使PVA系樹脂製膜於基材上製作層合體。以下，將如此獲得之層合體記載為「於非晶性PET基材上製膜PVA層之層合體」、「含PVA層之層合體」或「層合體7」。
含PVA層2之層合體7經過包含空中輔助延伸及硼酸水中延伸之2段延伸步驟之以下步驟，製造成最終5μm厚之偏光膜3。本發明係使用厚度為7μm以下之偏光膜者，但藉由適當變更於非晶性PET基材1上所製膜之PVA系樹脂層之厚度及後述延伸倍率，可製作厚度7μm以下之任意厚度(例如，6μm、4μm或3μm)之偏光膜。
[空中輔助延伸步驟(B)]
藉由第1段之空中輔助延伸步驟(B)，使12μm厚之含PVA層2之層合體7與非晶性PET基材1一體地延伸，生成含PVA層2之「延伸層合體8」。具體而言，在烘箱 33內，於配備有延伸手段31之空中輔助延伸處理裝置30中，使含PVA層2之層合體7在設定成比PVA層及基材之玻璃轉移溫度高130℃之延伸溫度環境之烘箱33內通過延伸手段31，使延伸倍率成為2.0倍之方式，將自由端單軸延伸，生成厚度8μm之延伸層合體8。於該階段，捲取於與烘箱33並設之捲取裝置32而製造延伸層合體8之捲筒8’。本實施形態係將空中輔助延伸之延伸倍率設為2.0倍，但可依據目標厚度或偏光度，將本步驟之延伸倍率提高到3.5倍。
此處，針對自由端延伸與固定端延伸大致加以說明。使長條狀薄膜朝輸送方向延伸時，薄膜朝相對於延伸方向為垂直方向亦即寬度方向收縮。自由端延伸係指不抑制該收縮而延伸之方法。且，縱向單軸延伸係僅朝縱向方向延伸之延伸方法。自由端單軸延伸係一般邊抑制相對於延伸方向成垂直方向引起之收縮邊延伸之與固定端單軸延伸成對比者。藉由該自由端單軸延伸處理，層合體7所含之12μm厚之PVA層2成為PVA分子於延伸方向經配向之8μm厚之PVA層2。
[第1不溶化步驟(C)]
接著，在第1不溶化步驟(C)中，對自安裝有捲筒8’之捲出裝置43捲出之延伸層合體8施以不溶化處理，生成不溶化之延伸層合體9。當然，該步驟中經不溶化之延伸層合體9包含不溶化之PVA層2。以下將其稱為「不溶 化延伸層合體9」。
具體而言，在具備第1硼酸不溶化水溶液41之第1不溶化處理裝置40中，將延伸層合體8浸漬在液溫30℃之第1硼酸不溶化水溶液41中30秒。該步驟中所用之第1硼酸不溶化水溶液41係相對於水100重量份含3重量份之硼酸(以下稱為「第1硼酸不溶化水溶液」)者。該步驟之目的係至少在緊隨其後之染色步驟(D)中，施以不使延伸層合體8中所含PVA層溶解之不溶化處理。
[染色步驟(D)]
接著，藉染色步驟(D)，使二色性物質之碘吸附於PVA分子經配向之8μm厚之PVA層2上，生成著色層合體10。具體而言，在具備染色液51之染色浴52之染色裝置50中，使由第1不溶化處理裝置40捲出之不溶化延伸層合體9在液溫30℃之含碘及碘化鉀之染色液51中，使碘吸附於不溶化延伸層合體9之經配向之PVA層2中，生成著色層合體10。
本步驟中，為了不使延伸層合體8中所含PVA層2溶解，故將染色液51之碘濃度設為0.08~0.25重量%之範圍內，碘化鉀濃度設為0.56~1.75重量%之範圍內，碘與碘化鉀之濃度之比設為1比7。本步驟中，碘濃度及碘化鉀濃度、以及浸漬時間認為對PVA層中所含碘元素之濃度有較大影響。因此，藉由調節本步驟之碘濃 度及碘化鉀濃度與浸漬時間，可調節最終偏光膜之單體透過率。例如，本實施形態中，藉由將碘與碘化鉀之濃度調節在上述碘濃度及碘化鉀濃度之範圍內，並且調節浸漬時間，可使最終生成之構成偏光膜3之PVA層之單體透過率成為45.0%之方式，將碘吸附於延伸層合體8之經配向之PVA層2中。實施例1中，將單體透過率調整成45.0%，但亦可調整成44.0%、44.3%或44.5%或45.5%。
[第2不溶化步驟(E)]
以下說明之第2不溶化步驟(E)係基於以下目的。本步驟之目的，第1，係以使於後續步驟之硼酸水中延伸步驟(F)中，著色層合體10中所含PVA層2不溶解之方式予以不溶化，第2，係以使著色於PVA層2中之碘不溶出之方式予以著色安定化，第3，係藉由使PVA層2之PVA分子彼此交聯而生成結節點之結節點生成，且第2不溶化步驟尤其可達成該第1及第2目的。
第2不溶化步驟(E)係作為硼酸水中延伸步驟(F)之前步驟而進行。藉由對染色步驟(D)中生成之著色層合體10施以不溶化處理，而生成不溶化之著色層合體11。以下，將其稱為「不溶化著色層合體11」。不溶化著色層合體11包含不溶化之PVA層2。具體而言，在收容由硼酸與碘化鉀所成之水溶液(以下稱為「第2硼酸不溶化水溶液」)61之第2不溶化處理裝置60中，將著色層合體10浸漬在40℃之第2硼酸不溶化水溶液61中60 秒，藉由使已吸附碘之PVA層之PVA分子彼此交聯，而生成不溶化著色層合體11。該步驟中使用之第2硼酸不溶化水溶液係相對於水100重量份含3重量份之硼酸，相對於水100重量份含3重量份之碘化鉀。
[硼酸水中延伸步驟(F)]
藉由第2段之硼酸水中延伸步驟，使包含經配向碘之PVA層2之不溶化著色層合體11進一步延伸，生成5μm厚之構成偏光膜3之含經配向碘之PVA層之光學薄膜層合體12。具體而言，在具備硼酸水溶液71之硼酸浴72與延伸手段73之硼酸水中延伸處理裝置70中，將自第2不溶化處理裝置60連續地捲出之不溶化著色層合體11浸漬在含硼酸與碘化鉀之設定在液溫70℃之延伸溫度環境之硼酸水溶液71中，接著通過配置在硼酸水中處理裝置70中之延伸手段73，以使延伸倍率成為2.7倍之方式進行自由端單軸延伸，而生成光學薄膜層合體12。本實施形態之總延伸倍率為5.4倍，但藉由調整空中輔助延伸步驟之延伸倍率及硼酸水中延伸步驟之延伸倍率，亦可設為5.0倍以上且6.5倍以下。
更詳言之，硼酸水溶液71係調整為相對於水100重量份含6.5重量份之硼酸，相對於水100重量份含5重量份之碘化鉀。本發明之偏光膜由於透過率高，多碘離子吸附於PVA之交聯點之量少，故本步驟及後續之洗淨步驟中，多碘離子及碘離子容易溶出。因此，相較於以 往技術，藉由提高本步驟之硼酸水溶液及硼酸濃度，可減低吸附於PVA之多碘離子(及碘離子或鉀離子)之溶出量，而實現著色安定化。例如，後述之比較例製作所用之硼酸水中延伸步驟中使用之硼酸水溶液之濃度為4重量份，但本實施例為6.5重量份。
本步驟中係調整碘吸附量，將不溶化著色層合體11先浸漬在硼酸水溶液71中5~10秒。接著，使該不溶化著色層合體11直接通過硼酸水中處理裝置70之延伸手段73的周速不同之複數組輥之間，以30~90秒內以使延伸倍率成為2.7倍之方式進行自由端單軸延伸。藉由該延伸處理，經交聯之著色層合體11中所含之PVA層變化成多碘離子(I3 -或I5 -)作為吸附於PVA上之PVA-碘錯合物於一方向漸增地配向之5μm厚之PVA層。該PVA層構成光學薄膜層合體12之偏光膜3。
[洗淨步驟(G)]
不溶化著色層合體11在硼酸水中延伸步驟(F)中經延伸處理，且自硼酸水溶液71取出。取出之含偏光膜3之光學薄膜層合體12被送到洗淨步驟(G)。洗淨步驟(G)之目的係洗掉附著於薄型高性能偏光膜3表面之不要殘留物。具體而言，將光學薄膜層合體12送到洗淨裝置80，以不使薄型高性能偏光膜3之PVA溶解之方式，浸漬在液溫30℃之含碘化鉀之洗淨液81中1~10秒。洗淨液81中之碘化鉀濃度相對於水100重量份為2.0重量份。
本發明中，雖必須使偏光膜中所含鉀元素量相對於碘元素量為低，但偏光膜中所含鉀離子量對洗淨步驟中之洗淨液的鉀離子濃度大有影響。亦即，藉由降低洗淨液之鉀離子濃度，可降低偏光膜中所含鉀離子量。實施例1之製作所用之洗淨液之碘化鉀濃度為2.0重量份，比例如後述之以往技術的比較例製作所用之洗淨液之碘化鉀濃度(4.0重量份)更低。本步驟中，藉由降低洗淨液之碘化鉀濃度，減低偏光膜中所含鉀元素量，可提高偏光膜中所含碘元素相對於鉀元素之莫耳比。
[乾燥步驟(H)]
將經洗淨之光學薄膜層合體12送到乾燥步驟(H)，在此處乾燥。接著，經乾燥之光學層合體12藉由並設於乾燥裝置90中之捲取裝置91，作為連續薄條之光學薄膜層合體12予以捲取，生成含薄型高性能偏光膜3之光學薄膜層合體12之捲筒。至於乾燥步驟(H)可採用任意之適當方法，例如，自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥。本實施形態中，在烘箱之乾燥裝置90中，以60℃之溫風進行乾燥240秒。
[貼合/轉印步驟(I)]
所製造之偏光膜3之厚度藉由延伸而薄膜化，於本實施形態中，成為不過僅5μm之狀態。如此薄的偏光膜3難以作為單層體進行處理。因此，偏光膜3通常係以製膜 有該偏光膜之熱可塑性基材，例如於非晶性PET基材1上直接殘留偏光膜之狀態，作為光學薄膜層合體12予以處理，或透過接著劑貼合於其他光學功能薄膜4上，藉由剝離非晶性PET基材1，而將偏光膜3自非晶性PET基材1轉印於光學功能薄膜4上所作成之光學功能薄膜層合體13予以處理。本實施例中，於與非晶性PET基材鄰接之面相反側之偏光膜表面上，使用接著劑，貼合40μm厚之保護層(丙烯酸系薄膜)貼合，藉由剝離非晶性PET基材1，作成光學功能薄膜層合體13，作為實施例1測定光學特性。
且，亦可於光學功能薄膜層合體13之與貼合光學功能薄膜(保護層)之面相反側上透過黏著劑層，具有自由剝離之保護用隔膜。再者，另一實施形態係亦可在光學功能薄膜層合體13之與貼合光學功能薄膜(保護層)之面相反側上，具有與偏光膜一起使用之用於生成圓偏光之相位差層之第2光學功能薄膜，接著，於貼合第2光學功能薄膜之面側透過黏著劑層，具有自由剝離之保護用隔膜。上述另一實施形態中，係使用保護層作為光學功能薄膜，使用相位差層作為第2光學功能薄膜，但亦可視需要貼合具有其他功能之光學功能薄膜，亦可根據實施樣態將透過黏著劑層貼合之隔膜貼合於任一側或兩側。
[實施例2及實施例3]
實施例2中，除了使洗淨步驟中之洗淨液之碘化鉀含 量相對於水100重量份設為1重量份以外，餘以與實施例1相同之方法製作。且，實施例3中，除了使洗淨液之碘化鉀含量相對於水100重量份設為0.5重量份以外，餘以與實施例1相同之方法製作。
[比較例]
除了使硼酸水中延伸步驟之硼酸水溶液之硼酸濃度相對於水100重量份設為4重量份之方面(關於碘化鉀濃度亦同)，及洗淨步驟中之洗淨液之碘化鉀含量相對於水100重量份設為4重量份以外，餘以與實施例1相同之方法製作比較例。
[參考例1]
除了調整染色步驟中之染色溶液的碘濃度及染色時間，使完成之PVA層之單體透過率成為42.8%之方式浸漬於染色浴中以外，餘以與比較例相同之方法製作參考例1。
[參考例2]
以輥延伸機使厚度60μm之聚乙烯醇薄膜(Kuraray製，製品名「PE6000」)之長條狀輥以朝長度方向成為6倍之方式，邊朝長度方向單軸延伸，同時施以膨潤、染色、交聯、洗淨處理，最後施以乾燥處理，而製作厚度23μm之參考例2之偏光膜。
[有機EL顯示裝置]
圖7a~9b中顯示使用上述偏光膜之本發明之有機EL顯示裝置之數個實施形態。
圖7a係顯示本發明之有機EL顯示裝置之最基本實施形態之剖面圖，該有機EL顯示裝置200具備有機EL顯示面板201，且於該有機EL顯示面板201之一面上透過光學透明之黏著劑層202，接合含偏光膜203與第1相位差層204之層合體205。偏光膜203與第1相位差層204係為了防止自偏光膜203之視覺辨識側入射到內部之光經內部反射而射出到視覺辨識側之用以生成圓偏光者。於該偏光膜203之外側之面上接著有由光學透明之樹脂材料所成之保護層206。
雖係任意，但如圖7b所示，可使偏光膜203與第1相位差層204接合，亦可使第1相位差層204與黏著劑層202接合。又，其以後，為簡單起見，係圖示含偏光膜203與第1相位差層204之層合體205為僅由偏光膜203與第1相位差層204所成，使第1相位差層204與黏著材層202接合者為例。
且，雖為任意，但如圖7c所示，可於有機EL顯示裝置之成為視覺辨識側之保護層206之外側，如虛線所示，配置透明之窗207。
偏光膜203為厚度7μm以下、透過率44.0%以上且耐久性高者。該偏光膜203由於非常薄，故因在溫 度及濕度條件下產生之收縮所致之應力極小。因此，可大幅減輕因偏光膜203之收縮產生之應力於鄰接之有機EL顯示面板201中產生翹曲等變形之可能性，且可大幅抑制因變形造成之顯示品質降低或面板密封材料之破壞。相較於以往各種有機EL顯示裝置所使用之偏光膜，由於為薄型且具有高的透過率，並且耐久性亦優異，故可耐受上述耐久性試驗。此意味著可維持有機EL顯示裝置中實用上所要求之使用期間所需之性能。
該構成中，亦可使用具備擴散功能之材料作為黏著劑層202，或者成為黏著劑層與擴散層之2層構成。
圖7d所示之光學顯示裝置之構成係與圖7a~c所示者大致相同之構成，但具有於偏光膜203與保護層206之間配置擴散層208之構成。圖7e所示之構成係擴散層208配置於偏光膜203與有機EL顯示面板201之間。
圖7f所示之光學顯示裝置基本上與圖7a~c所示者相同，但偏光膜203係透過容易接著之易接著層209以接著劑接著於保護層206。作為易接著層使用之材料為本技藝所周知。
圖7g所示之光學顯示裝置僅在於保護層206之外側面上設置有抗靜電層210方面與圖7f所示之光學顯示裝置不同。
圖7h所示之光學顯示裝置200係在圖7g所 示之有機EL顯示裝置之構成中，於保護層206與抗靜電層210之間，配置例如作為1/4波長相位差膜之與偏光膜一起使用之用以生成圓偏光之第2相位差層211。依據該構成，由於比偏光膜206更靠視覺辨識側配置有與偏光膜一起使用之用以生成圓偏光之相位差層，故自有機EL顯示面板201經過偏光膜206射出之光在離開第2相位差層211時轉換成圓偏光。該構成之有機EL顯示裝置具有在例如視聽者穿戴偏光太陽眼鏡時亦不妨礙視覺辨識之優點。
圖8所示之有機EL顯示裝置300中，有機EL顯示面板201之視覺辨識側之面上透過黏著劑層202接合第1相位差層204，利用接著劑使偏光膜203接合於該第1相位差層204上。偏光膜203係透過易接著層209接合於保護層204，於該保護層204上接合圖形位相位差層301。該圖形相位差層301係以非專利文獻1所記載之方式，形成圖形相位差膜。所謂圖形相位差層係具有為了可3D顯示而使自顯示面板輸出之右眼用之影像與左眼用之影像各自朝個別之偏光狀態變化之功能。該圖形相位差層301之外側可配置窗207，但此為任意。
圖9a係顯示具有觸控輸入感測功能之有機EL顯示裝置400之實施形態。有機EL顯示裝置400之面板構成與圖7h所示者大致相同，對應之構成要素附註與圖7h相同之符號並省略說明。該實施形態中，在抗靜電層210與窗207之間配置觸控面板層合體401。該觸控面 板層合體401可為電容型觸控面板，亦可為電阻膜型觸控面板。電容型觸控面板之情況，係如圖9(a)所示，可為上側之圖型電極401a與下側之圖型電極401b隔著介電體層401c而對向配置之構成。電容型觸控面板層合體除圖示之構造外，亦可採用如習知等之構造。觸控面板層合體401為電阻膜型之構成時，係將隔膜配置在上側電極與下側電極之間，在兩電極間形成空氣間隙之構成。此種觸控面板層合體之構成已知有各種不同配置者，本實施形態中可使用其任一種。
圖9b中顯示具有觸控輸入感測功能之有機EL顯示裝置之另一實施形態的有機EL顯示裝置500。該實施形態中，有機EL顯示裝置500之面板構成亦與圖7h所示者大致相同，對應之構成要素附註與圖7h相同之符號並省略說明。該實施形態中，有機EL顯示面板201與第1相位差層204之間配置觸控面板層合體501。與圖9a所示之實施形態同樣，於該實施形態中，觸控面板層合體401可為電容型觸控面板，亦可為電阻膜型觸控面板。
以上本發明已針對特定實施形態圖示並詳細說明，但本發明之保護範圍並不限於圖示之實施形態之細節者，係由申請專利範圍之記載所決定之範圍加以決定者。

Claims (20)

  1. 一種偏光膜，其係由含鉀及配向之碘的聚乙烯醇系樹脂所成之連續薄條(web)之偏光膜，其特徵係前述偏光膜之厚度為7μm以下，前述偏光膜之單體透過率為44.0%以上，前述偏光膜之碘元素濃度為2.7重量%以上，前述偏光膜中所含之碘元素(I)對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)為1.8以上且3.0以下。
  2. 如請求項1之偏光膜，其中前述偏光膜之碘元素濃度為6重量%以下。
  3. 如請求項1之偏光膜，其中前述偏光膜之單體透過率為44.3%以上。
  4. 如請求項1之偏光膜，其中前述偏光膜之厚度為5μm以下。
  5. 一種光學功能薄膜層合體，其特徵係含如請求項1至4中任一項之偏光膜，於前述偏光膜之一面側具有光學功能薄膜，於另一面側係介隔黏著劑層而具有自由剝離之隔膜。
  6. 一種光學功能薄膜層合體，其特徵係含如請求項1至4中任一項之偏光膜，於前述偏光膜之一面側具有第一光學功能薄膜、於另一面側具有第2光學功能薄膜之層合體之一面上介隔黏著劑層而具有自由剝離之隔膜。
  7. 一種光學功能薄膜層合體，其特徵係含如請求項1至4中任一項之偏光膜，於前述偏光膜之一面側具有保護 層、且於另一面上具有與前述偏光膜一起使用之用於生成圓偏光之相位差層之層合體之一面側上介隔黏著劑層而具有自由剝離之隔膜。
  8. 一種有機電致發光顯示裝置，其特徵係使具有如請求項1至4中任一項之偏光膜、位於前述偏光膜之一面側上之第1相位差層與位於前述偏光膜之另一面側上之透明樹脂材料之保護層的光學功能薄膜層合體，以於前述第1相位差層側上介隔光學透明之黏著劑層具備於有機電致發光顯示面板之一面上，前述光學功能薄膜層合體係為了防止自前述偏光膜之視覺辨識側入射到內部之光進行內部反射而射出到視覺辨識側而用以產生圓偏光者。
  9. 一種光學薄膜層合體之製造方法，其係於連續薄條之非晶性熱可塑性樹脂基材上製膜偏光膜之光學薄膜層合體之製造方法，該偏光膜係由經配向碘之聚乙烯醇系樹脂所成之偏光膜，且前述偏光膜之厚度為7μm以下，前述偏光膜之單體透過率為44.0%以上，該製造方法之特徵係包含下列步驟：藉由對含前述非晶性熱可塑性樹脂基材與製膜於前述非晶性熱可塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層之層合體進行空中延伸，而生成包含由經配向之聚乙烯醇系樹脂層所成之延伸中間產物之延伸層合體之第1延伸步驟，對前述延伸層合體中所含之前述延伸中間產物施以不溶化，生成不溶化延伸層合體之第1不溶化步驟，對前述不溶化延伸層合體吸附碘而生成著色層合體之 染色步驟，對前述著色層合體中所含之前述延伸中間產物施以不溶化，生成不溶化著色層合體之第2不溶化步驟，對於前述不溶化著色層合體，藉由在硼酸水溶液中之延伸，生成含有由經配向碘之聚乙烯醇系樹脂所成之偏光膜之光學薄膜層合體之第2延伸步驟，利用碘化鉀溶液，洗淨前述光學薄膜層合體，使前述偏光膜中所含之碘元素(I)對於鉀元素(K)之莫耳比(I/K)為1.8以上之洗淨步驟。
  10. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述第1不溶化步驟係將前述延伸層合體浸漬於硼酸水溶液之步驟。
  11. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述第2不溶化步驟係將前述著色層合體浸漬於硼酸水溶液之步驟。
  12. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述第2延伸步驟係在相對於水100重量份硼酸為6重量份以上之硼酸水溶液中，藉由使前述不溶化著色層合體延伸，而生成含有由經配向碘之聚乙烯醇系樹脂所成之偏光膜之光學薄膜層合體之步驟。
  13. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述洗淨步驟係藉由對水100重量份碘化鉀為0.5重量份以上且2重量份以下之碘化鉀溶液，洗淨前述光學薄膜層合體之步驟。
  14. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述非晶性熱可塑性樹脂基材係非晶性酯系熱可塑性樹脂基材。
  15. 如請求項14項之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述非晶性酯系熱可塑性樹脂基材係將配向係數設定在0.10以下而經空中高溫延伸處理之使間苯二甲酸共聚合而成之共聚合聚對苯二甲酸乙二酯、使環己烷二甲醇共聚合而成之共聚合聚對苯二甲酸乙二酯或含其他共聚合聚對苯二甲酸乙二酯之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯。
  16. 如請求項9之延伸層合體，其中前述非晶性熱可塑性樹脂基材係由透明樹脂所成。
  17. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其進一步含將聚乙烯醇系樹脂塗佈於前述非晶性熱可塑性樹脂基材上並乾燥，而於前述非晶性熱可塑性樹脂基材上製膜聚乙烯醇系樹脂層之步驟。
  18. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述第1延伸步驟之延伸倍率為3.5倍以下。
  19. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中前述第1延伸步驟之延伸溫度為聚乙烯醇系樹脂之玻璃轉移溫度以上。
  20. 如請求項9之光學薄膜層合體之製造方法，其中藉由前述第1延伸步驟與前述第2延伸步驟，使前述延伸層合體與前述著色層合體之總延伸倍率成為5.0倍以上且6.5倍以下。
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