TWI726902B - 偏光板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種偏光板，包括：凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片；形成於前述偏光片的至少一面的厚度為250至850nm的接著層；以及，積層於前述接著層上的保護膜。
Description
本發明係關於光學特性及外觀特性皆優的偏光板及其製造方法，以及包含前述偏光板的圖像顯示裝置。
如鐘錶、手機、個人數位助理機(PDA)、筆記型電腦、個人電腦用監視器、DVD播放器、電視等的圖像顯示裝置係普遍被使用的電子製品。偏光板被使用作為圖像顯示裝置的基本構成要素。
製造偏光板時，以提高偏光板的性能為目的而為了提高偏光片的碘錯合物的指向性，提高延伸倍率時，偏光片的寬度會減少，同時偏光板有時產生如條紋圖樣的不均勻之外觀不良。
在此，專利文獻1(韓國公開專利第2014-0114923號)係揭露藉由添加乙炔骨架的調平劑所製造的接著劑組成物，使接觸角提高，並改善外觀不良的技術。
但是，即使藉由如此的方法，亦無法改善偏光板的外觀不良，同時並無法維持所要求的優異之光學
特性。
[專利文獻1]韓國公開專利第2014-0114923號
本發明之目的係提供一種不降低穿透率及偏光度等的光學特性，而可防止外觀不良之偏光板及包含其之圖像顯示裝置。
而且，本發明之目的係提供一種如接著性、耐水性、耐濕性、耐熱性(以下，合併耐濕性及耐熱性一起而稱為耐濕熱性)的物性優之偏光板及包含其之圖像顯示裝置。
1.一種偏光板，包括：凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片；形成於前述偏光片的至少一面的厚度為250至850nm的接著層；以及積層於前述接著層上的保護膜。
2.如上述1的偏光板，其中前述接著層的厚度為300至800nm。
3.如上述1的偏光板，其中前述接著層為以包含含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑之接著劑組成物所形成者。
4.一種偏光板的製造方法，包括：(i)製造凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片的步驟；(ii)於前述偏光片及保護膜中的至少一者的一面，塗佈接著劑組成物，形成250至850nm的接著層的步驟；以及(iii)隔著前述接著層，接合前述偏光片及保護膜的步驟。
5.如上述4的偏光板的製造方法，其中前述接著劑組成物包含含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑。
6.如上述5的偏光板的製造方法，其中前述含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑，以固體成分為基準，相對於接著劑組成物的總重量，為合計包含2.5至6重量%。
7.如上述4的偏光板的製造方法，其中接合前述偏光片與前述保護膜的接合速度為10至35m/分。
8.一種圖像顯示裝置，包括如上述1至3中任一項記載的偏光板。
根據本發明的偏光板，不會使穿透率及偏光度等的光學特性降低，如條紋圖樣不均勻的外觀不佳顯著減少。
根據本發明的偏光板，可具有優異之接著性、耐水性、耐濕熱性。
根據本發明的偏光板的製造方法，可使用
偏光片的範圍增廣，及可減少不良率，因不需要用以除去不良的追加步驟，故製造步驟上，可確保便利性、效率性及經濟性。
1‧‧‧樣品
1a‧‧‧保護膜的端部
2‧‧‧偏光片不存在的區域
3‧‧‧樣品的周圍部之脫色的部分
4‧‧‧偏光片
5‧‧‧夾持部
6‧‧‧殘留偏光板特有的顏色之區域
第1圖係在本發明的製造例中所製造的偏光片的表面分析之照片。
第2圖係概略示意性表示根據本發明的偏光板之耐水性評價測試方法的圖面。
〈偏光板〉
本發明的一實施態樣，係關於藉由包括：凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片；形成於前述偏光片的至少一面的厚度為250至850nm的接著層；以及積層於前述接著層上的保護膜；光學特性及外觀特性皆優的偏光板。
〈偏光片〉
根據本發明，包括凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片。
凹凸平均間隔(RSm)係以ISO 4287-1997所規定的值，意指將粗糙度曲線，在其平均線的方向取基準長度，求得對應於1個峰及與其相鄰的1個谷之平均線的長度之和，在基準長度內進行平均的值。再者，上述凹凸平均間隔(RSm)相當於以JIS B 0601：2013所規定之粗糙度
曲線要素的平均長度(RSm)。
最大高度粗糙度(Rt)係以ISO 4287-1997所規定的值，意指基準長度之粗糙度曲線的峰高度的最大值與谷深度的最大值之和。再者，上述最大高度粗糙度(Rt)係相當於以JIS B 0601：2013所規定之粗糙度曲線的最大剖面高度(Rt)。
根據本發明的偏光片，藉由具有上述特定範圍的RSm及Rt，可製造光學特性及外觀特性皆優的偏光板。RSm未達500μm時，有所謂光學特性降低的問題點，超過5000μm時，有所謂無法改善外觀不良的問題點。而且，Rt未達100nm時，有所謂光學特性降低的問題點，超過1000nm時，有所謂無法改善外觀不良的問題點。從進一步提高光學特性，進一步改善外觀不良的觀點，較佳係RSm為750~5000μm，Rt為120~970nm。
〈接著層〉
根據本發明的偏光板，於前述偏光片的至少一面，包含其厚度為250至850nm的接著層。
具有上述本發明的RSm及Rt範圍之偏光片，於以通常的方法使用於製造偏光板時，會產生條紋圖樣的不均勻。因此，本發明係藉由導入具有上述特定範圍的厚度之接著層，不使偏光度或穿透性等的光學特性降低，顯著地減少偏光板的條紋圖樣的不均勻。接著層的厚度未達250nm時，無法改善外觀不良，超過850nm時，有所謂光學特性降低的問題點。從不使光學特性降低，並進一步
減少偏光板的條紋圖樣的不均勻之觀點，接著層的厚度為300至800nm較佳。
使接著層的厚度變厚的方法，無特別限制，例如可使用提高接著劑組成物中的固體成分濃度，或提高隔著接著層接合偏光片與保護膜的接合速度之方法。
〈保護膜〉
根據本發明的保護膜，只要為透明性、機械強度、熱安定性、水分遮蔽性、等向性等優異的膜即可，無特別限制，舉出具體例時，可以聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等的聚酯系樹脂；二乙醯基纖維素、三乙醯基纖維素、纖維素乙酸丙酸酯等的纖維素系樹脂；聚碳酸酯系樹脂；聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯等的聚丙烯酸系樹脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等的苯乙烯系樹脂；聚乙烯、聚丙烯、環系或具有降莰烯構造的聚烯烴、乙烯丙烯共聚物等的聚烯烴系樹脂；尼龍、芳香族聚醯胺等的聚醯胺系樹脂；醯亞胺系樹脂；聚醚碸系樹脂；碸系樹脂；聚醚酮系樹脂；聚苯硫醚系樹脂；乙烯醇系樹脂；偏二氯乙烯系樹脂；乙烯基縮丁醛系樹脂；芳酸酯系樹脂；聚甲醛系樹脂；環氧系樹脂等的熱塑性樹脂所構成的膜，亦可使用前述熱塑性樹脂的混合物所構成的膜。而且，可使用(甲基)丙烯酸系、氨酯系、環氧系、聚矽氧系等的熱硬化性樹脂或紫外線硬化型樹脂所構成的膜。
於前述保護膜使用環烯烴系樹脂時。可使
用該領域習知的環烯烴系樹脂，無特別限制。例如該環烯烴系樹脂可為具有如降莰烯、多環降莰烯系單體的環烯烴的單體單元之熱塑性樹脂，亦可為前述環烯烴的開環聚合物或使用2種以上的環烯烴之開環共聚物的氫化物，亦可為環烯烴與鏈狀烯烴或具有乙烯基的芳香族化合物的加成共聚物。而且，亦可於環烯烴系樹脂導入極性基。
上述樹脂中，纖維素系樹脂、聚烯烴系樹脂或聚丙烯酸系樹脂所構成的膜，考量偏光特性或耐久性時較佳。
〈偏光板的製造方法〉
本發明的其他實施態樣，係關於包括下列步驟之偏光板的製造方法：製造凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片的步驟；於前述偏光片及保護膜中的至少一面，塗佈接著劑組成物，形成250至850nm的接著層的步驟；以及隔著前述接著層，接合前述偏光片及保護膜的步驟。
以下，更詳細地說明本發明的偏光板的製造方法。
首先，製造凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片(i)。
為了使偏光片具有上述特定的RSm及Rt範圍，可調節偏光片的製造步驟的條件。例如可調節延伸比、乾燥時間等。以下，具體地說明根據本發明的偏光片的製
造方法之一例。
製造偏光片用的高分子膜，只要為使用於偏光板的製造之高分子膜即可，可使用該領域習知的藉由二色性物質(例如碘)染色的膜，無特別限制，例如可使用：聚乙烯醇膜、部分經皂化的聚乙烯醇膜；聚對苯二甲酸乙二酯膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜、乙烯-乙烯醇共聚物膜、纖維素膜、該等部分經皂化的膜等的親水性高分子膜；或經脫水處理的聚乙烯醇系膜、經脫鹽酸處理的聚氯乙烯系膜等的聚烯指向膜；等。該等之中，不僅在面內使偏光度的均勻性強化之效果優異，在所謂對碘的染色親和性優異的點，以聚乙烯醇系膜較佳。
前述偏光片的製造方法，可包括膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、補色步驟、延伸步驟、水洗步驟及乾燥步驟，可依據延伸方法而分類。例如，乾式延伸方法、濕式延伸方法或混合前述2種的延伸方法之混合延伸方法等。以下，以濕式延伸方法作為一例，說明本發明之偏光片的製造方法，但不限於該例。
上述步驟中，除了乾燥步驟的步驟，可分別於各種溶液中所選擇之1種以上的溶液填滿的恆溫水槽(bath)內，浸漬聚乙烯醇系膜的狀態下進行。
〈膨潤步驟〉
膨潤步驟係將未延伸的聚乙烯醇系膜染色之前，浸漬於膨潤用水溶液填滿的膨潤槽，除去堆積於聚乙烯醇系膜的表面上之灰塵或如結塊防止劑的不純物，使聚乙烯醇系
膜膨潤，提高延伸效率，防止染色不均勻性，提高偏光片的物性用之步驟。
作為膨潤用水溶液，可使用該領域習知的膨潤用水溶液，無特別限制，例如可單獨使用水(純水、去離子水)，於其中添加少量甘油或碘化鉀時，亦可提高高分子膜的膨潤以及加工性。相對於膨潤用水溶液100重量%，可為10重量%以下，但無限制。
膨潤槽的溫度，無特別限制，可為20至45℃，例如可為25至40℃。
膨潤步驟的實施時間(膨潤槽浸漬時間)，可應用該領域習知的實施時間，無特別限制，例如可為180秒以下，較佳為90秒以下。浸漬時間為上述範圍時，可抑制膨潤變成過渡飽和的狀態，防止因聚乙烯醇系膜的軟化所致之破裂，在染色步驟碘的吸附變均勻，並可提高偏光度。
可與膨潤步驟一起進行延伸步驟，此時，延伸比可為約1.1至3.5倍，較佳為1.5至3.0倍，但無限制。前述延伸比未達1.1倍時，可能發生皺摺，超過3.5倍時，初期光學特性變得脆弱。
〈染色步驟〉
染色步驟係使聚乙烯醇系膜浸漬於包含二色性物質，例如以包含碘的染色用水溶液填滿的染色槽，使碘吸附於聚乙烯醇系膜之步驟。
染色用水溶液係可使用該領域習知的染色
用水溶液，無特別限制，例如可包含水、水溶性溶劑或該等的混合溶劑及碘。碘的含量相對於染色用水溶液，可為0.4至400毫莫耳/升，不限制於此，較佳為0.8至275毫莫耳/升，更佳為1至200毫莫耳/升。為了提高染色效率，亦可包含碘化物作為溶解輔助劑。作為碘化物係沒有限制地可使用該領域習知的碘化物，例如可包含選自由碘化鉀、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、碘化鈦所成群的至少之一，該等之中，碘化鉀在對水的溶解度大的點而言，較佳。碘化物的含量相對於染色用水溶液100重量%，可為0.01至10重量%，沒有限制，較佳為0.1至5重量%。
而且，為了增加聚乙烯醇系膜內之碘錯合物的含量，亦可於染色槽添加相對於染色用水溶液100重量%為0.3至5重量%的硼酸，但無限制。染色槽的硼酸未達0.3重量%時，PVA-I3-錯合物及PVA-I5-錯合物含量之增加有可能沒有效果，染色槽的硼酸比5重量%高的濃度時，膜的破裂危險性變高。
染色槽的溫度可為5至42℃，沒有限制，較佳為10至35℃。而且，在染色槽內的聚乙烯醇系膜的浸漬時間，無特別限制，可為1至20分鐘，較佳為2至10分鐘。
於本發明中，可與染色步驟一起進行延伸步驟，此時，延伸比可為1.01至2.0倍，但不限制於此，較佳可為1.1至1.8倍。
而且，包含前述膨潤及前述染色步驟之前述染色步驟為止的累積延伸比，可為1.2至4.0倍。前述累積延伸比未達1.2倍時，可能發生皺紋而造成外觀不良，超過4.0倍時，初期光學特性變得脆弱。
〈交聯步驟〉
交聯步驟係以藉物理性吸附的碘分子所致之染色性不因外部環境而降低之方式，將經染色的聚乙烯醇系膜浸漬於交聯用水溶液，使被吸附的碘固定之步驟。
於二色性染料之碘係交聯反應不充分時，因濕熱環境而碘分子會脫離，被要求充分的交聯反應。而且，為了使位於聚乙烯醇系膜的分子與分子之間之碘分子指向，提高光學特性，在交聯步驟中以最大延伸比進行延伸，但不限制於此。
於本發明中，偏光片的製造方法，可進行該領域習知的交聯步驟，無特別限制，例如可進行第1及第2交聯步驟所構成的交聯步驟，前述第1及第2交聯步驟中的1個以上之步驟，可使用含有碘化合物的交聯水溶液，藉此可提高偏光片的光學特性及顏色耐久性。
前述交聯水溶液，可使用該領域習知的交聯水溶液，無特別限制，例如可包含作為溶劑的水及硼酸或硼酸鈉等的硼化合物，亦可更包含可與水一起相溶解的有機溶劑及碘化物。
硼化合物可藉由將短的交聯鍵結及剛直性賦予至偏光片，抑制步驟中於膜產生皺紋，提高膜的操作
性，可進行形成偏光片的碘指向的任務。
前述硼化合物的含量可應用該領域習知的含量，例如相對於交聯水溶液100重量%為1至10重量%，較佳為2至6重量%。其含量未達1重量%時，有時硼化合物的交聯效果減少，難以對偏光片賦予剛直性，於超過10重量%時，有時無機系交聯劑的交聯反應被過度地活性化，有機系交聯劑的交聯反應有難以有效地進行。
於本發明中，為了保持偏光片的面內偏光度的均勻性，又為了防止被染色的碘之脫附，可使用碘化物。前述碘化物係可與前述染色步驟所使用者相同，其含量相對於交聯水溶液100重量%為0.05至15重量%，沒有限制，較佳為0.5至14重量%。其含量未達0.05重量%時，膜內的碘離子會滲出，有可能增加偏光片的穿透率，於超過15重量%時，水溶液內的碘離子會滲透至膜而減少偏光片的穿透率。
於本發明中，交聯槽的溫度可為20至70℃，但不限制於此。前述交聯槽的聚乙烯醇系膜的浸漬時間可為1秒至15分鐘，但不限制於此，較佳為5秒至10分鐘。
可與前述交聯步驟一起進行延伸步驟，此時，前述第1交聯步驟的延伸比可為1.4至3.0倍，但不限制於此，較佳為1.5至2.5倍。
而且，前述第2交聯步驟的延伸比可為1.01至2.0倍，但不限制於此，較佳為1.2至1.8倍。
而且，前述第1及第2交聯步驟的累積延伸
比可為1.5至5.0倍，但不限制於此，較佳為1.7至4.5倍。前述累積延伸比未達1.5倍時，有可能碘的指向效果變得不充分，超過5.0倍時，因過度延伸而有時產生膜的破裂，生產效率性會降低。
〈補色步驟〉
補色步驟係可使位於碘錯合物被物理吸附的聚乙烯醇系膜的分子與分子之間之碘錯合物，在硼酸交聯的附近指向而使碘錯合物安定化的步驟。
而且，亦可為相對於前述交聯步驟之碘錯合物的染色不充分的聚乙烯醇系膜而補償顏色的步驟。
前述補色步驟的水溶液，可使用該領域習知的水溶液，無特別限制，例如可包含作為溶劑的水及硼酸等的硼化合物，亦可更包含可與水一起相溶解的有機溶劑及碘化物。
於本發明中，硼化合物係可藉由對偏光片賦予短交聯鍵結及剛直性，在步驟中對膜抑制皺紋之發生，提高膜的操作性，可進行形成偏光片的碘指向的任務。
前述硼化合物的含量，相對於補色步驟的水溶液100重量%為1至10重量%，但不限制於此，較佳為2至6重量%。其含量未達1重量%時，有時硼化合物的交聯效果會減少，而難以對偏光片賦予剛直性，超過10重量%時，無機系交聯劑的交聯反應被過度地活性化，有機系交聯劑的交聯反應有時難以有效地進行。
於本發明中，為了保持偏光片的面內之偏
光度的均勻性，又為了防止被染色的碘之脫附，可使用碘化物。前述碘化物係可使用與前述染色步驟所使用者相同者，其含量相對於補色步驟的水溶液100重量%為0.05至15重量%，但不限制於此，較佳為0.5至11重量%。其含量未達0.05重量%時，有可能膜內的碘離子滲出，而增加偏光片的穿透率，超過15重量%時，水溶液內的碘離子會滲透至膜，而減少偏光片的穿透率。
於本發明中，補色槽的溫度可為20至70℃。補色槽中的聚乙烯醇系膜的浸漬時間可為1秒至15分鐘，但不限制於此，較佳為5秒至10分鐘。
可與前述補色步驟一起進行延伸步驟，此時，補色步驟的延伸比可為1.01至1.1倍，但不限制於此，較佳為1.01至1.08倍。
前述延伸比未達1.01倍時，有可能碘錯合物的安定化效果變得不充分，超過1.1倍時，有時因過度延伸而產生膜的破裂，生產效率性降低。
〈延伸步驟〉
於本發明中，延伸步驟如前述般，可與其他步驟同時進行，亦可另外進行。
而且，延伸步驟可至少進行1次，亦可進行複數次。於進行複數次時，亦可在偏光片的製造步驟中之任意步驟分開進行。
於本發明中，為了增大Rt，可藉由增大延伸比，為了減少Rt，可藉由減少延伸比來調整。又，為了
增大RSm，可藉由增大延伸比，為了減少RSm，可藉由減少延伸比來調整。
於本發明的製造方法中，偏光片的總累積延伸比為4.0至7.0倍較佳，5.3至6.5倍更佳。
於本說明書中，「累積延伸比」可包含各步驟中之延伸比的乘積之值。
〈水洗步驟〉
可將前述交聯及延伸結束後之聚乙烯醇系膜，浸漬於水洗用水溶液填滿的水洗槽，除去在水洗步驟為止的步驟附著於聚乙烯醇系膜之如硼酸的不需要的殘留物，即進行水洗步驟。
於本發明中，水洗用水溶液可使用該領域習知的水洗用水溶液，無特別限制，例如可為水，亦可於其中進一步添加碘化物，但不限制於此等。
於本發明中，水洗槽的溫度可為10至60℃，但不限制於此，較佳為15至40℃。
前述水洗步驟係可省略，且在較前述染色步驟或前述交聯步驟的水洗步驟前的步驟結束時進行。而且，可重複1次以上，其重複次數無特別限制。
〈乾燥步驟〉
於本發明中，偏光片的製造方法的乾燥步驟，係使經水洗的聚乙烯醇系膜乾燥，藉由乾燥所產生之縮頸，更提高被染色的碘分子的指向，得到光學特性優的偏光片的步驟。再者，所謂縮頸係膜的寬度變窄。
作為乾燥方法，可使用該領域習知的乾燥方法，沒有限制，例如可使用自然乾燥、空氣乾燥、加熱乾燥、遠紅外線乾燥、微波乾燥、熱風乾燥等的方法，例如可在20至100℃以1至10分鐘進行熱風乾燥。而且，為了防止偏光片的劣化，可降低乾燥溫度，但不限制於此，較佳為100℃以下。
於本發明中，為了使Rt變大，藉由乾燥時間變長，為了使Rt變小，藉由乾燥時間變短而可調整。而且，為了使RSm變大，藉由乾燥時間變長，為了使RSm變小，藉由乾燥時間變短而可調整。
以如此的方法製造偏光片後，於偏光片及保護膜中的至少一者的一面，塗佈接著劑組成物，形成250至850nm的接著層(ii)。
接著層係無特別限制，可使用該領域習知的接著劑組成物而形成，例如可使用水系接著劑組成物，作為接著劑組成物從改善耐水性的方面，可使用包含含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑的接著劑組成物。
〈乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂〉
乙醯乙醯基(acetoacetyl)改性聚乙烯醇(PVA)系樹脂，可提高聚乙烯醇(PVA)系偏光片、與如纖維素系膜或烯烴系膜等的保護膜之接著力。
於本發明中，乙醯乙醯基改性聚乙烯醇(PVA)系樹脂，與如羧基改性、羥甲基改性、胺基改性等
的改性聚乙烯醇樹脂比較，含有反應性高的官能基，從耐久性提高的點而言，為佳。
乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂係可使用該領域習知的方法製造而無特別限制，例如使聚乙烯醇系樹脂與二乙烯酮(diketene)以習知的方法反應，可得到乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂。例如可藉由聚乙烯醇系樹脂分散於乙酸等的溶劑後，於其中添加二乙烯酮的方法；聚乙烯醇系樹脂預先溶解於二甲基甲醯胺或二噁烷等的溶劑後，於其中添加二乙烯酮的方法；或於聚乙烯醇系樹脂使二乙烯酮氣體或液狀二乙烯酮直接接觸的方法，而製造乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂。乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂只要為乙醯乙醯基改性度為0.1莫耳%以上，無特別限制，例如可為0.1至40莫耳%，較佳為1至20莫耳%，更佳為2至7莫耳%。於乙醯乙醯基之改性度未達0.1莫耳%時，有時接著層的耐水性不足而變得不合適，於乙醯乙醯基之改性度超過40莫耳%時，有可能提高耐水性之效果變得不充分。
於本發明中，乙醯乙醯基之改性聚乙烯醇系樹脂的皂化度，無特別限制，可為80莫耳%以上，較佳為85莫耳%以上。包含於接著劑組成物的聚乙烯醇系樹脂的皂化度低時，因接著劑組成物變得難以發現充分的水溶性，故有時接著性變得不充分。
製造前述乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂時所使用的聚乙烯醇，無特別限制，為了發現偏光板之偏
光片與保護膜之間的高接著性，平均聚合度可為100至3000的範圍，較佳為平均皂化度為80至100莫耳%的範圍。
作為前述乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂的製品之一例，可包括Z-100、Z-200、Z-200H、Z-210、Z-220及Z-320(日本合成化學公司Gohsefimer)等。
〈乙醛酸鹽交聯劑〉
於本發明中，包含於偏光片的製造方法的接著劑組成物之乙醛酸鹽交聯劑，係可提高乙醯乙醯基(acetoacetyl)改性聚乙烯醇(PVA)系樹脂、與聚乙烯醇(PVA)系偏光片及如纖維素系膜或烯烴系膜等的保護膜之接著力。
前述乙醛酸鹽係可為乙醛酸的鹼金屬鹽或鹼土類金屬鹽。於本發明中，使用乙醛酸的鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽的任一者時，可得到相同的作用效果。其理由係不受任何理論限制，但鹼金屬及鹼土類金屬皆為電陰性度小的元素，其羧酸鹽的化學性質類似，作為乙醯乙醯基改性聚乙烯醇的交聯劑的功能，係乙醛酸鹽的醛部分之故。
前述乙醛酸鹽係可使用該領域習知的乙醛酸鹽，無特別限制，例如作為鹼金屬鹽，可為乙醛酸鋰、乙醛酸鈉、乙醛酸鉀等，作為鹼土類金屬鹽，可為乙醛酸鎂、乙醛酸鈣、乙醛酸鍶、乙醛酸鋇等。其中，因容易溶解於水，較佳為鹼金屬鹽，特別佳為乙醛酸鈉。
前述乙醛酸鹽係相對於含有乙醯乙醯基的
聚乙烯醇系樹脂100重量份，為3至25重量份的範圍。相對於聚乙烯醇系樹脂100重量份，乙醛酸鹽的重量比為3重量份以下時，形成偏光板時的接著劑層的耐水性變得難以充分地發現，而且相對於聚乙烯醇系樹脂100重量份，乙醛酸鹽的重量比超過25重量份時，偏光板的光學特性會降低。
根據本發明的接著層之厚度，例如可調節接著劑組成物中的固體成分之濃度而調整。例如相對於前述接著劑組成物的總重量，含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑的合計，以固體成分為基準可包含2.5至6重量%，較佳為可包含3至5重量%。只要為上述範圍內，可將接著層的厚度調整為前述本發明的偏光板之接著層的厚度之範圍。
於本發明中，接著劑組成物可使用pH為4至10的範圍。該水溶液的pH未達4時，使用此而製造偏光板時，無法充分地發現其耐水性，而水溶液的pH超過10時，接著劑組成物會凝膠化。
前述接著劑組成物在20℃的黏度，可為3至25mPa‧sec的範圍。接著劑組成物的黏度未達3mPa‧sec時，使用此而製造偏光板時，無法充分地發現其耐水性，而黏度超過25mPa‧sec時，偏光板的光學特性會降低。
於本發明中，接著劑組成物在不阻礙其效果的範圍下，可添加選自由可塑劑、矽烷偶合劑、帶電防
止劑、微粒子、擴散性佳的醇、金屬鹽等在該領域習知適當的添加劑所成群中的至少之一而形成。
前述接著劑組成物的形態，可應用該領域習知的形態，無特別限制，例如為了於被接著體的偏光片或保護膜的表面形成均勻的接著劑層，可為液體型。如此的液體型的接著劑，可為各種溶劑的溶劑型或分散液型，考量基材的塗佈性的面時，以溶液型較佳，考量安定性的面時，可適合為以水作為溶劑的溶液型或分散液型。
而且，以縮短乾燥步驟為目的，於接著劑溶液中，亦可使用調配有容易與水混合且沸點比水低的醇系溶劑之水/醇混合溶劑。醇系溶劑的沸點無特別限制，沸點為100℃以下，亦可為80℃以下，較佳為70℃以下。
然後，隔著前述接著層而接合偏光片與保護膜(iii)。
根據本發明的保護膜的接合方法，可使用該領域習知的方法，無特別限制，例如可藉由流鑄法、邁耶棒塗法(Meyer bar coating)、凹版塗佈法、狹縫塗佈法、浸漬塗佈法、噴霧法等，於偏光片及/或保護膜的接著面塗佈接著劑組成物，而重疊兩者。此處，所謂接合係意指偏光片與保護膜隔著接著層間接地接觸而接著。
塗佈前述接著劑組成物後，亦可將偏光片與保護膜以夾持滾輪夾住而接合。
於本發明中，接合速度只要為可使接著層的厚度增厚的接合速度即可應用，無限制地，例如亦可於
接著層接合保護膜的接合速度為10至35m/分，較佳為20至30m/分。只要為上述範圍內，可調整接著層的厚度為前述本發明的偏光板之接著層的厚度範圍。此處，所謂接合速度，係意指每單位時間之偏光片與保護膜隔著接著層而接合的長度。
而且，為了提高接著性，可應用該領域習知的處理，無特別限制，例如可於偏光片及/或保護膜的表面實施電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰處理、皂化處理等的表面處理。作為皂化處理，可包含浸漬於氫氧化鈉、氫氧化鉀等的鹼水溶液的方法。
於本發明中，積層偏光片、接著層及保護膜後，可實施乾燥處理。乾燥處理係可應用該領域習知的乾燥處理，無特別限制，例如藉由噴霧熱風而進行，此時的溫度可為50至100℃的範圍，但不限於此，乾燥時間可為30至1000秒，但不限於此。
〈圖像顯示裝置〉
而且，本發明係提供包含前述偏光板的圖像顯示裝置。
根據本發明的偏光板，除偏光板之外，可更包含該領域習知的構成而應用於圖像顯示裝置。作為可應用根據本發明的偏光板之圖像顯示裝置，只要為可應用偏光板者，無特別限制，例如可為通常的液晶顯示裝置、電場發光顯示裝置、電漿顯示裝置、電場放射顯示裝置等的各種圖像顯示裝置。
以下，為了有助於理解本發明，提示較佳之製造例及實施例，但該等製造例及實施例僅是例示本發明，不限制所添附的專利請求的範圍，本領域業者應明白在本發明的範疇及技術思想的範圍內，對於製造例及實施例可進行各種變更及修改，該等的變形及修改當然亦屬於所附的專利請求的範圍。
〈製造例1：偏光片的製造〉
將皂化度為99.9%以上的透明的未延伸之聚乙烯醇膜(PE60、KURARAY公司)於25℃的水(去離子水)中浸漬1分20秒而使其膨潤(膨潤步驟)後，於含有碘1.25mM/L、碘化鉀1.25重量%及硼酸0.3重量%的30℃之染色用水溶液中浸漬2分30秒，進行染色(染色步驟)。此時，在膨潤及染色步驟，分別以1.56倍、1.64倍的延伸比進行延伸，至染色槽為止的累積延伸比成為2.56倍地進行延伸。然後，於含有碘化鉀13.9重量%及硼酸3重量%的56℃之交聯用水溶液中浸漬26秒(第1交聯步驟)，一邊使其交聯，一邊以1.7倍的延伸比進行延伸。然後，於含有碘化鉀13.9重量%及硼酸3重量%的56℃之交聯用水溶液中浸漬20秒(第2交聯步驟)，一邊使其交聯，一邊以1.34倍的延伸比進行延伸。然後，於含有碘化鉀5重量%及硼酸2重量%的40℃之補色用水溶液中浸漬10秒(補色步驟)，同時延伸1.01倍。此時，膨潤、染色及交聯、補色步驟的總累積延伸比成為6倍。交聯結束後，聚乙烯醇膜在90℃的烤箱乾燥4
分鐘，製造條紋圖樣的不均勻在後述的程度中為Lv3的偏光片(RSm=3000μm、Rt=700nm)。
RSm及Rt的測定方法係如以下。
準備製造例所製作的偏光片成為寬度10mm×長度10mm的大小後，於Bruker公司的干涉顯微鏡(型號Contour GT-I)的X/Y平台，為以樣品的表面不產生彎曲之方式維持，進行膠帶固定。
測定方法係以AcuityXR PSI模式、物鏡10X、倍增器1.0X、測定面積10mm×10mm、照明為綠色而設定條件後，測定偏光片的表面，依據ISO 4287-1997，算出RSm及Rt。
作為參考，將所製造的偏光片的表面相片表示於第1圖。
於說明本發明的實施例中，條紋圖樣的不均勻係藉由螢光燈反射法藉目視用以下列的基準確認。所謂螢光燈反射法，係指從傾斜45°程度的方向入射螢光燈的光，以反射光目視確認偏光板的不均勻之評價方法。
Lv1.：無法確認條紋圖樣的不均勻
Lv2.：以螢光燈反射法，條紋圖樣的不均勻為可辨識，但無法目視確認
Lv3.：以螢光燈反射法及目視，條紋圖樣的不均勻為可辨識
〈製造例2：偏光片的製造〉
除第1及第2交聯步驟的溫度從56℃變更為59℃，膨潤、染色、交聯及補色步驟的總累積延伸比變更成為6.1倍以外，其餘係與製造例1同樣地製造偏光片(條紋圖樣的不均勻：Lv3、RSm=3700μm、Rt=790nm)。
〈製造例3：偏光片的製造〉
除第1及第2交聯步驟的溫度從56℃變成59℃，第1及第2交聯步驟的交聯用水溶液中的硼酸從3重量%變更為3.6重量%，膨潤、染色、交聯及補色步驟的總累積延伸比變更成為6.3倍以外，其餘係與製造例1同樣地製造偏光片(條紋圖樣的不均勻：Lv3、RSm=4900μm、Rt=950nm)。
〈製造例4：偏光片的製造〉
除第1及第2交聯步驟的溫度從56℃變成59℃，第1及第2交聯步驟的交聯用水溶液中的硼酸從3重量%變更為3.6重量%，膨潤、染色、交聯及補色步驟的總累積延伸比變更成為6.5倍以外，其餘係與製造例1同樣地製造偏光片(條紋圖樣的不均勻：Lv3、RSm=6000μm、Rt=1100nm)。
〈製造例5：偏光片的製造〉
膨潤步驟的浸漬時間從1分20秒變更為50秒，染色步驟的浸漬時間從2分30秒變更為2分，染色步驟為止的累積延伸比從2.56倍變更為3倍，膨潤、染色、交聯及補色步驟的總累積延伸比從6倍變更為5.4倍以外，其餘係與製造例1同樣地製造偏光片(條紋圖樣的不均勻：Lv1、
RSm=1000μm、Rt=140nm)。
〈實施例1〉
(a)接著劑組成物的製造
將皂化度為99.2莫耳%的乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂(Gohsenol Z-200、日本合成化學工業(股))溶解於水(蒸餾水)，製造固體成分含量為3重量%的水溶液。
將該乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂水溶液與成為交聯劑的乙醛酸鈉(10%水溶液)，相對於乙醯乙醯基改性聚乙烯醇系樹脂的固體成分100重量份，以乙醛酸鈉的固體成分成為10重量份之方式進行混合，製造全部固體成分含量為3.3重量%的接著劑組成物。此時，接著劑組成物的pH為6.1，黏度為7.5mPa‧sec。
(b)偏光板的製造
於上述製造例1的偏光片的兩面，塗佈(a)製造的接著劑組成物後，於兩面接合保護膜之三乙醯基纖維素膜KC8UX(柯尼卡公司皂化TAC)。接合速度為20m/分。
接合後，於80℃的溫度乾燥5分鐘，製作偏光板(接著層的厚度：300nm)。
〈實施例2-9及比較例1-4〉
如表1所示，為了調節接著層的厚度，變更接著劑固體成分之濃度及接合速度以外，其餘係與實施例1同樣地製造偏光板。但是，實施例7的接著劑組成物中的交聯劑，使用Aldrich公司的羥甲基三聚氰胺。
〈實施例10及11〉
除使用製造例2的偏光片以外，其餘係分別與實施例1(實施例10)及實施例2(實施例11)同樣地製造偏光板。
〈實施例12及13〉
除使用製造例3的偏光片以外，其餘係分別與實施例1(實施例12)及實施例2(實施例13)同樣地製造偏光板。
〈比較例5〉
除使用製造例4的偏光片以外，其餘係與實施例1同樣地製造偏光板。
〈比較例14〉
除使用製造例5的偏光片以外，其餘係與實施例1同樣地製造偏光板。
[評價測試]
對實施例1~14及比較例1~5所得之分別的偏光板，實施以下的評價測試。
1.接著性(切刀評價)
將各偏光板在常溫放置1小時後，偏光板的各膜間(偏光片與一者的保護膜之間及偏光片與另一者的保護膜之間)，放入切刀的刀刃，壓入刀刃時的刀刃進入之方式，以下列的基準評價。
◎：切刀的刀刃無法進入任一膜間
○：切刀的刀刃的尖端進入膜間2mm以下時停止
△：壓入刀刃時，至少一膜間刀刃進入大於2mm小於5mm時停止
×：壓入刀刃時，至少一膜間刀刃合理地進入(亦包括只要為一膜間刀刃合理地進入，其餘的另一者刀刃無法進入或進入5mm以下時停止的情況)
2.耐水性
對於23℃、相對濕度55%的環境下放置24小時的各偏光板，進行以下的耐水性測試(溫水浸漬測試)，評價耐水性。首先，以偏光板的吸收軸為長邊，以5cm×2cm的長方形狀切割偏光板，而製作樣品，正確地測定長邊方向的尺寸。此處，樣品顯示起因於吸附在偏光片的碘在整個表面上均勻特有的顏色。在此，第2圖係表示耐水性的評價測試方法的示意圖，第2圖(A)顯示溫水浸漬前的樣品(1)，第2圖(B)顯示溫水浸漬後的樣品(1)。如第2圖(A)所示，將樣品的一個短邊側以夾持部(5)夾持，長度方向的8成左右浸漬於60℃的水槽，維持4小時。然後，將樣品(1)從水槽取出，拭去水分。
藉由浸漬溫水，偏光板的偏光片(4)收縮。該偏光片(4)的收縮程度，藉由測定從樣品(1)的短邊中央之樣品(1)的端部(1a)(保護膜的端部)至經收縮的偏光片(4)的端部為止的距離，進行評價，作為收縮長度。而且，如第2圖(B)所示，藉由浸漬溫水，藉由位於偏光板的正中之偏光片(4)收縮，於保護膜之間形成偏光片(4)不存在的區域(2)。
而且，藉由浸漬溫水，從接觸溫水的偏光片(4)的周圍部溶出碘，於樣品(1)的周圍部產生脫色的部分(3)。該脫色程度，藉由測定從樣品(1)的短邊中央的經收縮之偏光片(4)的端部至殘留偏光板特有的顏色之區域(6)為止的距離，進行評價，作為脫碘長度。而且，前述收縮長度與脫碘長度的合計作為總浸蝕長度(X)。亦即，所謂總浸蝕長度(X)，係指從樣品(1)的短邊中央的樣品(1)之端部(1a)(保護膜的端部)至殘留偏光板特有的顏色之區域(6)為止的距離。收縮長度、脫碘長度及總浸蝕長度(X)越小，可判斷為在水的存在下之接著性(耐水性)越高。
◎：總浸蝕長度X未達2mm
○：總浸蝕長度X為2mm以上未達3mm
△：總浸蝕長度X為3mm以上未達5mm
×：總浸蝕長度X為5mm以上
3.條紋圖樣不均勻程度之測定
偏光板製造後，藉由螢光燈反射法，以前述的基準確認條紋圖樣不均勻的辨識之有無。
4.光學特性(穿透率、偏光度)
所製造的偏光度裁切為4cm×4cm的大小後，使用紫外線可見光線分光計(V-7100、JASCO公司製)，測定穿透率。此時，偏光度係以下述數學式1定義。
[數學式1]偏光度(P)=[(T1-T2)/(T1+T2)]1/2(式中，T1為一對偏光片在吸收軸配置為平行的狀態下時所得之平行穿透率，T2為一對偏光片在吸收軸配置為垂直的狀態下時所得之垂直穿透率)。
參考前述表2時，實施例的偏光板，與比較例比較，可確認光學特性(偏光度)及外觀特性(條紋圖樣的不均勻程度)皆優異。
而且，使用乙醛酸鈉作為交聯劑的實施例1，係與使用羥甲基三聚氰胺作為交聯劑的實施例7比較，可確認耐水性優異。
由於本案的圖為分析照片及測試示意圖，並非本案的代表圖。故本案無指定代表圖。
Claims (7)
- 一種偏光板，包括：凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片；形成於前述偏光片的兩面的厚度為250至400nm的接著層；以及積層於前述接著層上的保護膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板，其中前述接著層為以包含含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑之接著劑組成物所形成者。
- 一種偏光板的製造方法，包括：(i)製造凹凸平均間隔(RSm)為500至5000μm、且最大高度粗糙度(Rt)為100至1000nm的偏光片的步驟；(ii)於前述偏光片及保護膜中的至少一者的一面，塗佈接著劑組成物，在前述偏光片的兩面形成250至400nm的接著層的步驟；以及(iii)隔著前述接著層，接合前述偏光片及保護膜的步驟。
- 如申請專利範圍第3項所述之偏光板的製造方法，其中前述接著劑組成物係包含含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽交聯劑。
- 如申請專利範圍第4項所述之偏光板的製造方法，其中前述含有乙醯乙醯基的聚乙烯醇系樹脂及乙醛酸鹽 交聯劑，係以固體成分為基準，相對於接著劑組成物的總重量，合計包含2.5至6重量%。
- 如申請專利範圍第3項所述之偏光板的製造方法，其中接合前述偏光片與前述保護膜的接合速度為10至35m/分。
- 一種圖像顯示裝置，係包括申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板。
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